物联网导论第3章 感知层技术(新版)
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物联网感知层的关键技术感知层是物联网的基础,是联系物理世界与信息世界的重要纽带。
感知层是由大量的具有感知、通信、识别(或执行)能力的智能物体与感知网络组成。
其主要技术有:传感器技术、RFID技术、二维码技术、Zig-Bee和蓝牙技术。
1.传感器技术传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
人是通过视觉、嗅觉、听觉及触觉等感官来感知外界的信息,感知的信息输入大脑进行分析判断(即人的思维)和处理,再指挥人作出相应的动作,这是人类认识世界和改造世界具有的最基本的本能。
但是通过人的五官感知外界的信息非常有限,例如,人总不能利用触觉来感知超过几十甚至上千度的温度吧,而且也不可能辨别温度的微小变化,这就需要电子设备的帮助。
同样,利用电子计算机特别象计算机控制的自动化装置来代替人的劳动,那么计算机类似于人的大脑,而仅有大脑而没有感知外界信息的“五官”显然是不足够的,中央处理系统也还需要它们的“五官”——即传感器。
基于传感器的传感器技术是对感知节点的不同定义与探索。
比如一个温度传感器可以实时地传输它所测量到得环境温度,这是基于温度利用汞的液态与温差变化而形成的;声控灯安装在楼道之间,有人路过就亮,这是基于人走路时声音的分贝大小来进行控制;高速路上的收费站人们开车经过时,在地面的称重传感器会将车辆重量反馈给电脑,以便确认其是否超重,这是基于弹簧弹性收缩变化的张力长度来进行测量。
未来传感器技术可能是温度、湿度、声音、压力等物理参数,亦可以是氧气、二氧化碳等化学成分的含量等化学参数。
把这些物理与化学集合而成的传感器是现在人们追求的技术,及机器人得目标。
2.RFID技术RFID(射频识别技术)是一门独立的将不同的跨学科的专业技术综合在一起,如高频技术、微波与天线技术、电磁兼容技术、半导体技术、数据与密码学、制造技术和应用技术等。
引言:物联网(InternetofThings,IoT)是指通过互联网将各种物理设备(如传感器、智能设备等)连接起来,实现数据的交互和共享,从而实现智能化的生活和工作。
而在物联网中,感知层技术发挥着至关重要的作用,它能够让物体具备感知、采集和传输数据的能力,为物联网提供基础数据支持。
本文将从引言概述、正文内容、总结几个方面,详细阐述物联网感知层技术的相关内容。
概述:物联网感知层技术是构建物联网的基础,它能够将物理世界和数字世界进行连接,实现物体间的智能交互。
感知层技术主要包括传感器技术、嵌入式系统技术、通信技术等。
在感知层技术中,传感器技术是最核心的一部分,它能够将物理世界的信息转化为数字信号,并通过通信技术将数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。
正文内容:一、传感器技术:1.传感器的基本原理:传感器是物联网感知层的核心设备,它能够将物理量转化为电信号,并输出给其他设备进行处理。
传感器技术的基本原理是根据物理量与电信号之间的相互作用关系来实现的,常见的传感器类型包括温度传感器、湿度传感器、光敏传感器等。
2.传感器的分类:根据传感器的工作原理和测量对象的不同,传感器可以分为接触式传感器和非接触式传感器。
接触式传感器需要与测量对象直接接触进行测量,非接触式传感器则不需要直接接触。
3.传感器的应用场景:传感器广泛应用于智能家居、智能工厂、智能交通等领域,能够实现环境监测、智能安防、智能物流等功能。
二、嵌入式系统技术:1.嵌入式系统的定义:嵌入式系统是指在其他系统中嵌入的计算机系统,通常包括硬件和软件两个部分。
嵌入式系统通过感知层设备上的嵌入式芯片来实现数据的采集和处理。
2.嵌入式系统的特点:嵌入式系统具有体积小、功耗低、响应速度快等特点,能够适应物联网中大规模的传感、控制和通信需求。
3.嵌入式系统的应用领域:嵌入式系统广泛应用于智能方式、智能家电、智能汽车等领域,能够实现智能化的数据处理和控制。
三、通信技术:1.通信技术的作用:物联网感知层需要通过通信技术将感知到的数据传输到云端或其他设备中进行处理和分析。