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传感器在物联网领域应用大揭秘

发布时间:2017-11-07 责任编辑:lina

【导读】在精彩纷程的物联网世界,传感器是物联网解决方案发挥用武之地的基础所在。传感器将遍布于各个领域,随时随地收集各种信息,监测万物变化状态,以传感器为基础的物联网解决方案将会让环境更美好、生活更便利、物种更富多样性、工业生产更高效。


智慧城市
        1、智能停车:监控城市空缺的停车位,协助停车场完成收费。
 
        2、结构监测:监测建筑物,桥梁和历史古迹的振动和材料情况。
 
        3、城市噪音:实时监控酒吧区域和中心区域的声音。
 
        4、智能手机检测:可以通过利用任何具有WiFi或蓝牙接口的设备检测iPhone和Android设备。
 
        5、电磁场强度监测:监测通讯基站和WiFi路由器辐射的能量。
 
        6、交通拥堵监测:监测车辆和行人状况,从而优化行车路线。
 
        7、智能照明:具天气调整的街灯及自动变换颜色的智能灯泡。
 
        8、废物管理:监测垃圾桶中垃圾的含量以优化垃圾收集路线。
 
        9、智能道路:智能公路根据气候条件和突发事件(如意外事故或交通拥堵)提供警告信息和绕行,甚至为车辆提供电力。
 
案例:智慧城市项目监控停车传感器
 
桑坦德市实际安装停车传感器
 
       SMART SANTANDER项目由几个公司合作开发实施,旨在在桑坦德及其环境中设计,整合一个由传感器、执行器、摄像机和屏幕组成的物联网平台,为公民提供有用信息。目前已经部署了375台Waspmote来监控停车位,桑坦德市分为22个不同区域,每个区域都有一个Meshlium用来收集传感器的数据,每个区域具有不同的网络参数,分别在不同频道的网络上独立工作,不会相互干扰。375个Waspmote安装在桑坦德市不同地点,通过测量磁场以检测停车位是否空置,将这些传感器用防水套管封好,埋在停车位道路表面,当车子停在车位上时,这些传感器会监测到磁场的变化。
 
       收集的信息定期发送到中继器,然后发送到Meshlium,它存储数据并更新,然后发布相关信息给公民。桑坦德市内有一系列的指示牌,显示免费停车场的数量,信息每5分钟更新一次,以便公民在最短的时间内找到免费的停车位。
 
智慧环境
        10、森林火灾监测:监测燃烧气体和自动预警消防情况以定义警戒区域。
 
        11、空气污染:控制工厂二氧化碳排放量,汽车排放污染物和农场产生的有毒气体。
 
        12、雪情监测:雪地监测实时了解滑雪道的质量,提前预防雪崩。
 
        13、滑坡预防:监测土壤水分、振动和土壤密度,以监测危险的地质状况。
 
        14、地震预警:分布式监测在特定地方的震动。
 
案例:用于监测城市空气污染的传感器网络
 
 
       研究表明,西班牙有16,000人因呼吸污染空气而过早死亡,造成污染的原因80%的责任在于交通。 这个死亡数字是每年交通事故受害人数的4倍。
 
       因此监测城市的污染水平是向公民提供充分信息并采取行动减少污染的关键。
 
       运用Waspmote以及气体传感器监测我们所呼吸的空气质量,如空气中CO2、CO、NO以及其他有害气体的含量,使用Waspmote监测空气污染简单而且成本较低,因为它的无线通信功能是基于802.15.4 / Zigbee协议且使用电池电源进行供电,从而让传感器网络的部署非常容易和快速地运行。 太阳能电池板可以为电池充电,确保其持续运行,另外,GPRS模块可以随时保证数据通信,同时能够根据定义的阈值来发出SMS警报。

智慧水文
      15、饮用水监测:监测城市自来水的质量。
 
      16、河流中的化学物泄漏检测:检测工厂在河流中的废物排放和化学物质泄露。
 
      17、游泳池远程测量:监控游泳池的水质条件。
 
      18、海域污染程度:监控海上的实时泄漏和废物排放。
 
      19、漏水检测:监测罐外是否有液体存在和管道周围的压力变化。
 
      20、洪水监测:监测河流、水坝和水库的水位变化。
 
案例:欧洲最大水族馆水质监测
 
淡水馆食人鱼水质监控
 
       The Fluvial Aquarium是欧洲最大的水簇馆,拥有70多个馆,水族馆里的水超过250万升。大多数生活在水族馆的动物对环境条件的变化非常敏感,为了茁壮成长,需要对水中的各种物理和化学参数进行定期监测,在每个微型生态系统中,都为这些关键参数设置了适当的的范围, 通过过滤系统和定期换水,让生物量控制和系统维护保持在适当的水平,水族馆每隔几小时就对淡水水族馆的水质进行检测,而不是每天一次。水监测项目的主要目标是自动测量水族馆的物理化学参数的变化,提高收集数据的可靠性和频率,简化水族馆工作人员的任务。
 
智慧测量
       21、智能电网:能源消耗监测与管理。
 
       22、罐装容量:监测储罐和水箱中的水、油和气的含量。
 
       23、光伏装置:监测和优化太阳能发电厂性能。
 
       24、水流监测:水运系统水压测量。
 
       25、仓库库存计算:衡量商品的空缺度和重量。
 
安全与紧急状况
 
      26、周边访问控制:对受限制区域的访问控制和非授权区域的人员检测。
 
      27、液体检测:监测数据中心,仓库和敏感建筑物的液体含量,以防止破损和腐蚀。
 
      28、辐射水平:分布式测量核电站周边辐射水平,发出泄漏警报。
 
      29、爆炸性和危险气体:对工业环境,化工厂和矿井周围的气体含量和泄漏进行检测
 
智慧零售与智慧物流
      30、供应链控制:监控供应链的仓储情况和产品跟踪,以实现可追溯性。
 
      31、NFC付款:基于特定位置或活动持续时间的实时付款,如公共交通,健身房,主题公园等
 
      32、智能购物应用:根据顾客的习惯、偏好、是否有过敏成分存在或到期日期等销售建议。
 
      33、智能产品管理:控制产品在货架和仓库中的自动化,实施自动化补货流程。
 
      34、装运质量情况:监控振动,撞击,集装箱开合状态或冷链维护保养。
 
      35、项目定位:在仓库或海港等大面积区域寻找单个物品。
 
      36、存储违禁品监测:当存储有易燃物品的集装箱靠近时发出警报;
 
      37、车辆跟踪:监控一些易损商品的运输,如医疗药物,珠宝或危险商品。
 
案例:冷链监控和智能追踪
 
面包和糕点
 
车辆跟踪
 
       Tahona Goyesca是阿拉贡面包店和糕点行业主要生产商,这个面包店有四个生产场所、几家零售商店和一个有十余辆车的运输车队,每天需执行30余次运输任务。Tahona Goyesca需要将蛋糕和糕点存储在适当的温度之下,以便送达目的地时达到最佳的口感状态。为了控制温度,并提高Tahona Goyesca的冷藏车队的运输效率,通过使用Waspmote以及传感器设计了一个智能跟踪解决方案!中央调度办公室负责列出每个运货车的路线。向烘培店运输蛋糕,将甜点和新鲜面包运输至零售店、餐馆或者餐厅等。通过无线传感器网络(WSN)系统,可以通过使用联网的PC /智能手机/平板电脑远程监控每个运输车辆的温度和位置。
 

智慧工业
      38、M2M应用:机器自动诊断和资产控制。
 
      39、室内空气质量:监测化工厂内的有毒气体和氧气含量,确保工人和货物的安全。
 
      40、温度监控:工业和医用冰箱内温度敏感商品的管理
 
      41、臭氧含量:监测食品工厂干燥肉类过程中的臭氧含量。
 
      42、室内定位:使用ZigBee和RFID / NFC等进行室内资产定位
 
      43、车辆自动诊断:从CAN总线收集信息,紧急情况发生时发送实时报警或向司机提供建议。
 
案例:
 
       智能工厂:降低维护成本,确保制造过程产品质量
 
Polibol工厂车间
 
传感器监控管道内温度
 
      Polibol成立于1959年,是软包装行业的领导者。 Polibol拥有150名员工,收入超过4000万欧元,该公司在软包装打印机和转换器的技术创新方面享有全球声誉。
 
      作为制造公司,Polibol经营各种生产线,涉及许多关键生产过程。在一些情况下,控制厂内机器附近的空气温度至关重要;;另外有时候必须对气体进行监测,以保证达到允许的浓度水平。
 
     Polibol的另一个重要考虑是如何最佳地优化流程,降低成本的同时确保产品质量。生产控制需要连续监测环境变化,使其成为无线传感器技术(WSN)运用的理想场所。
 
     Libelium使用Waspmote Plug&Sense为Polibol设计了特定应用程序, 以及通过Meshlium门户监控关键过程、整个工厂的环境变量、影响产品质量和工作条件的参数。利用Libelium传感器网络技术,通过使用联网的PC,平板电脑或智能手机,Polibol可以监控印刷机和管道周围的空气温度,最终产品亮度度以及工作人员区域的CO2浓度。将Libelium传感器技术与Microsoft Azure Cloud平台的集成,可以将Libelium的传感器节点收集的数据直接传输到云端,以供Polibol在许多应用中进行分析和使用。
 
智慧农业
     44、葡萄酒品质提升:监测葡萄园土壤水分和树干直径,以控制葡萄的含糖量及葡萄的健康状况。
 
     45、大棚温室:控制微气候条件,最大限度地提高水果和蔬菜产量及质量。
 
     46、高尔夫球场:选择性在干燥区进行灌溉,以节约植被所需的水资源。
 
     47、气象站:预测天气情况、预测冰层形成、降雨、干旱、雪或风变化。
 
     48、堆肥:控制苜蓿,干草,秸秆等的湿度和温度水平,以防止真菌等微生物污染。
 
     49、水培:控制水中植物的精确条件,以获得最高的生产效率。
 
     50、繁殖照护:监测动物养殖场中后代的生长状况,确保其存活和健康。
 
     51、动物跟踪:在开放牧场或大马厩地方放牧,跟踪动物的位置以及身份确认。
 
     52、有毒气体含量:监测农场通风和空气质量,检测粪便中的有害气体。
 
案例:意大利是继中国之后的第二大猕猴桃生产国,去年销售量约达448000吨。
 
猕猴桃种植园
 
传感器部署图
 
       FAMOSA是一家意大利公司,致力于开发技术支持农业,为作物监测和管理提供物联网解决方案。他们已经开发了无线传感器网络,在具有GPRS和Sigfox的猕猴桃种植园中为农民开发准确的灌溉方案。猕猴桃是最敏感的水果之一,产品的质量由大小、甜度和干物质所决定。 为了达到最佳品质,Rivista di Frutticoltura e di Ortofloricoltura认为,农民必须制定良好的灌溉策略,以获得可销售的最佳产品,并减少产品损失。农业部门正在种植园部署高端技术,以改善工艺流程,保持高品质标准,减轻农民日常工作强度。
 
       FAMOSA是公司安装了两种不同的无线传感器来监测土壤水分状况,用于安排猕猴桃园的灌溉计划。

家居自动化
       53、能源和用水:能源和供水消费监测,以获得如何节省成本和资源的建议。
 
       54、远程家电遥控:远程开启和关闭设备,以避免事故并节约能源。
 
       55、入侵检测系统:检测门窗开关情况和入侵情况,防止入侵者。
 
       56、艺术品和商品保存:监测博物馆和艺术仓库的环境条件。
 
智慧健康
       57、跌倒检测:为老人或残疾人生活提供帮助。
 
       58、医用冰箱:控制储存疫苗、药物和有机元素的冷冻箱内的条件。
 
       59、运动员护理:在运动现场进行生命体征监测。
 
       60、病人监护:监测医院和养老院病人的病情。
 
       61、紫外线辐射:测量太阳紫外线强度,以警告人们不要在特定时间内暴晒。
 
案例:用于早期检测儿童疾病的低成本传感器
 
INSPIRE设备测量呼吸率以诊断婴儿肺炎:早期原型
 
INSPIRE设备测量呼吸率以诊断婴儿肺炎
 
       肺炎是全世界儿童健康的第一凶手,每年约有200万儿童死于肺炎。平均每20个小时就有一个儿童死于肺炎。肺炎是发展中国家新生儿死亡的重要因素,超过艾滋病,疟疾和麻疹。这种疾病是可防可治的,但早期检测是关键。
 
       为了减少由于急性呼吸道感染(ARI)导致的儿童死亡,由Guardit发明并由Inspire Living Inc.许可的智能对象感应阵列与全球非政府组织HOPE项目签约,以创建一种帮助有效检测呼吸急促的装置,然后基于电子健康传感器平台,早期提示儿童肺炎。
 
       Inspire Living是一家创新公司,经过多年的发展和数百次迭代,推出了新的传感器系统,用于发展中国家监测呼吸频率。 他们获得了一个传感器专利,并选用了一种特殊材料,可以粘附到儿童的皮肤上,以确保设备放置在正确位置上。他们还创建了易于阅读的图标用于显示呼吸次数;在缺乏电池和日照较少的地方,他们设计了一种手动方式为设备自动充电。
 
        INSPIRE设备通过一些算法识别呼吸模式,然后所显示出来的数据即使是非专业人员也能读懂。该设备每15秒钟测试一次呼吸频率,并可在一分钟内进行多次测试,从而让医护人员能够密切观察患者病情变化。
 
        医护人员将INSPIRE装置放置在小孩胸骨上,然后按下开始按钮,在测试结束时,它会发出“哔”声并显示计数。 可以进行重复测试以获得更准确的信息。 一旦显示呼吸频率,设备就会依据年龄和呼吸频率给出一些诊断提示。为了避免错误,设备中内置的存储芯片可以传输到外部设备中。



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