當(dāng)前位置:首頁(yè) > 物聯(lián)網(wǎng) > 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)文庫(kù)
[導(dǎo)讀] 物聯(lián)網(wǎng)是把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的技術(shù), 以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理,是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)革命。文章首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的定義內(nèi)涵、

物聯(lián)網(wǎng)是把所有物品通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的技術(shù), 以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理,是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)革命。文章首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的定義內(nèi)涵、基本特征及研究現(xiàn)狀,然后探討了物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一傳感器技術(shù);接著闡述了紅外傳感器結(jié)構(gòu)、原理及特點(diǎn),最后對(duì)紅外傳感器在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步探索,指出其廣闊的應(yīng)用前景。

紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理與特點(diǎn)

紅外傳感器是將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電能的一種光敏元件,根據(jù)具體工作原理的不同,可分為光子型和熱釋電型兩種。熱釋電紅外傳感器是利用紅外輻射的熱效應(yīng)引起元件本身的溫度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)某些參數(shù)的檢測(cè)的,其探測(cè)率、響應(yīng)速度都不如光子型傳感器。但由于其可在室溫下使用,靈敏度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān),所以應(yīng)用領(lǐng)域很廣[5]。利用鐵電體熱釋電效應(yīng)的熱釋電型紅外傳感器靈敏度很高,獲得了廣泛應(yīng)用。

熱釋電效應(yīng)某些絕緣物質(zhì)受熱時(shí),隨著溫度的上升,在晶體兩端將會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等而符號(hào)相反的電荷。這種由于熱變化而產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。熱釋電效應(yīng)在近十年被用于熱釋電紅外傳感器中。能產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)的晶體稱為熱釋電體,又稱為熱電元件。熱電元件常用的材料有單晶、壓電陶瓷及高分子薄膜等。

熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)熱釋電紅外傳感器由以下四個(gè)主要部分構(gòu)成:①構(gòu)成電路的鋁基板、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET);②具有熱釋電效應(yīng)的陶瓷材料;③ 限制入射紅外波長(zhǎng)的窗口材料;④ 外殼TO—5型管帽和管座。

由于熱釋電紅外傳感器中電容電流發(fā)生器輸出阻抗高,且輸出電壓信號(hào)又極其微弱,故在管內(nèi)的敏感轉(zhuǎn)換元件FET上加一層黑色氧化膜以提高其轉(zhuǎn)換效率。其等效電路如圖2所示,在負(fù)載電阻上并聯(lián)一個(gè)放大器及厚膜電阻,以達(dá)到阻抗變換的目的。在管殼的頂部設(shè)有濾光鏡(TO一5封裝),而樹脂封裝的則設(shè)在側(cè)面。

紅外組合件的構(gòu)造由于探測(cè)器元件單獨(dú)使用時(shí),存在著探測(cè)距離較短、獲得的信號(hào)后續(xù)電路不易處理的不足,所以目前多選用紅外組合件來(lái)探測(cè)。紅外組合件由熱釋電紅外傳感器、透鏡、測(cè)量轉(zhuǎn)換電路和密封管殼構(gòu)成[6]。透鏡可以擴(kuò)大探測(cè)范圍,提高測(cè)量的靈敏度;測(cè)量轉(zhuǎn)換電路可以完成濾波、放大等信號(hào)處理過(guò)程;密封管殼能防止因外界噪聲引起的錯(cuò)誤動(dòng)作。這種組合件體積小、成本低、功能多樣,所以應(yīng)用廣泛。

濾光鏡材料在熱釋電紅外傳感器的窗口上裝有不同材料的濾光鏡,阻止不需要的紅外線進(jìn)入傳感器。一般熱釋電紅外傳感器在0.2~20um光譜范圍內(nèi)的靈敏度比較好,不受可見光影響。由于不同的檢測(cè)要求(如醫(yī)學(xué)或氣體成分分析等)光譜響應(yīng)范圍不同,因此可選擇不同材料的濾光鏡使其滿足不同場(chǎng)合需求。

熱釋電紅外傳感器使用時(shí),一般前級(jí)需要先用菲涅爾透鏡濾光,后級(jí)接帶通放大器,放大器的中心頻率一般取1.2Hz左右,放大器帶寬對(duì)靈敏度、可靠性的影響比較大。使用時(shí)要根據(jù)具體要求來(lái)合理選擇。

物聯(lián)網(wǎng)中可以大量使用紅外傳感器(也叫紅外感應(yīng)器)來(lái)實(shí)現(xiàn)物體信息的獲取,盡管目前尚未研發(fā)生產(chǎn)出成熟的產(chǎn)品,但是紅外傳感器已經(jīng)有很多成熟的應(yīng)用領(lǐng)域,可以借鑒。以熱釋電紅外傳感器為核心構(gòu)成的熱釋電紅外開關(guān),在民用領(lǐng)域可作為蜂鳴器、白熾燈、烘干機(jī)、自動(dòng)門、和自動(dòng)洗手池等裝置的自動(dòng)感應(yīng)開關(guān),特別適用于工礦企業(yè)、高檔酒店、大型商場(chǎng)等區(qū)域。

此外,熱釋電紅外傳感器還可用于遙感、制導(dǎo)、夜視、主動(dòng)雷達(dá)、熱成像、氣體分析、輻射計(jì)、測(cè)溫等軍事和工業(yè)場(chǎng)合。比如在2008年5.12汶川特大地震救援過(guò)程中,就使用了紅外傳感器實(shí)現(xiàn)無(wú)光條件下(夜間和陰雨天)災(zāi)區(qū)照片的拍攝,為救援工作提供了幫助。紅外傳感器價(jià)格經(jīng)濟(jì)、測(cè)量電路簡(jiǎn)單、常溫下可使用、非接觸式測(cè)量、精度較高等優(yōu)點(diǎn)決定了其在物聯(lián)網(wǎng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。

在物聯(lián)網(wǎng)中可以使用紅外傳感器獲取物品信息,使用電子標(biāo)簽記錄、實(shí)現(xiàn)物品的精確定位。比如用紅外傳感器檢測(cè)超市貨架是否具有足夠的商品待售,當(dāng)檢測(cè)到貨物不足時(shí),通過(guò)后續(xù)信號(hào)處理、濾波、放大,驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器提醒超市工作人員及時(shí)補(bǔ)貨。

特別是在物聯(lián)網(wǎng)消費(fèi)電子電器產(chǎn)品中,熱釋電紅外傳感器具有極其廣泛的應(yīng)用前景。目前用得最多的是檢測(cè)物品有無(wú),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。紅外傳感器已廣泛用于防盜報(bào)警系統(tǒng)中,市場(chǎng)上有成熟的商品。一個(gè)典型的周界入侵檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)本身就是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)在安全方面的應(yīng)用,比如上海浦東機(jī)場(chǎng)入侵檢測(cè)系統(tǒng),就是一個(gè)小型的物聯(lián)網(wǎng),其中使用了大量的紅外傳感器,作為智能節(jié)點(diǎn),獲取周邊信息,與其他類型傳感器采集得到的信息一起準(zhǔn)確及時(shí)地提供給中央處理系統(tǒng)進(jìn)行信息融合,作為自動(dòng)控制決策的依據(jù)。國(guó)外已有把熱釋電傳感器安裝在售貨機(jī)上,當(dāng)有人接近時(shí),機(jī)器可以說(shuō)話,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)銷售,我們也可以借鑒應(yīng)用。再比如可以把紅外傳感器安裝在工廠危險(xiǎn)性機(jī)械系統(tǒng)上,能夠進(jìn)行非接觸測(cè)量,當(dāng)超過(guò)預(yù)定的安全距離時(shí)給出警示,防止人太靠近造成危險(xiǎn),保護(hù)工人健康、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),節(jié)約生產(chǎn)成本。

結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的研究與發(fā)展引起了人們的廣泛關(guān)注,國(guó)內(nèi)外政府和企業(yè)都積極采取行動(dòng)參與物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建,廣大學(xué)者也對(duì)物聯(lián)網(wǎng)展開深入研究,國(guó)內(nèi)不少高校先后申報(bào)了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè),培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)方面的人才,這將對(duì)未來(lái)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。與此同時(shí),熱釋電紅外傳感器的銷量近幾年也是每年增長(zhǎng)30%以上。國(guó)內(nèi)外廠家正在不斷開發(fā)新產(chǎn)品以滿足未來(lái)的市場(chǎng)需求??梢灶A(yù)見,紅外傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉