光纖傳感在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域大有可為

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，利用各種技術(shù)對信息進(jìn)行感知、傳輸、處理和反饋，其最大特征是感知的多樣性、分散性、智能性和實(shí)時(shí)性。多樣性表現(xiàn)為感知對象多、感知參數(shù)多、容量大;分散性即人與物、物與物通常比較分散;智能性是指需對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;實(shí)用性即能夠?qū)崟r(shí)感知、傳輸和處理信息。

目前的物聯(lián)網(wǎng)有別于早期的物聯(lián)網(wǎng)。早期的物聯(lián)網(wǎng)通過RFID技術(shù)對物品靜態(tài)特性進(jìn)行識別和感知，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸;現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)通過各種信息感知設(shè)備，如RFID、光電傳感器、全球定位系統(tǒng)等獲知各種信息，基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的溝通和互動。物聯(lián)網(wǎng)涉及多學(xué)科、多技術(shù)，需要先進(jìn)的通信技術(shù)作為支撐。

物聯(lián)網(wǎng)工作的主要流程是感應(yīng)、傳輸和智能：首先對物體的靜態(tài)屬性、動態(tài)屬性進(jìn)行感知，對環(huán)境變量進(jìn)行感知;然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離、寬帶、可靠的信息傳輸;最后對大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、智能化的處理。

光纖通信與光纖傳感技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。光纖是直徑為0.125mm、長度從幾米至幾十公里、由二氧化硅玻璃材料制作的光傳輸介質(zhì)。光纖的損耗很小，在1.55um波段損耗可低至0.2dB每千米，約99%的入射光可以通過1千米長的光纖。

光纖具有寬帶特性，可將各種傳感器復(fù)用于一根光纖，進(jìn)行檢測和傳輸。光纖傳感器具有體積小、重量輕、牢固耐用、抗電磁干擾、傳感頭無須供電、使用安全(絕緣性好、無燃爆危險(xiǎn))、可遠(yuǎn)距離遙測、多點(diǎn)復(fù)用、分布式測量等優(yōu)點(diǎn)，光纖材料用做傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

光纖傳感的原理是通過檢測光纖中傳輸?shù)墓獠◤?qiáng)度、相位、頻率/波長、偏振的變化感知外界物理量的變化。光纖傳感器可制成分立的、準(zhǔn)連續(xù)和分布式的傳感測量系統(tǒng)。可以測量溫度、位移、加速度、壓力、應(yīng)變、電場、磁場、轉(zhuǎn)動、氣體濃度、流速、銹蝕等各種變量。

早在2008年，IBM提出“智能地球”的概念，建議政府投資建設(shè)新一代智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代信息技術(shù)運(yùn)用于各行業(yè)中，把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、交通、橋梁、隧道、建筑、大壩、水油氣管道、城市基礎(chǔ)設(shè)施等各種物體中，并通過網(wǎng)絡(luò)連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”。

光纖傳感器的應(yīng)用范圍很廣，主要有以下幾個(gè)方面：

城市建設(shè)中橋梁、大壩、油田等的干涉陀螺儀和光柵壓力傳感器的應(yīng)用。光纖傳感器可預(yù)埋在混凝土、碳纖維增強(qiáng)塑料及各種復(fù)合材料中，用于測試應(yīng)力松弛、施工應(yīng)力和動荷載應(yīng)力，從而評估橋梁短期施工階段和長期營運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)性能。

在電力系統(tǒng)，需要測定溫度、電流等參數(shù)，如對高壓變壓器和大型電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子內(nèi)溫度的檢測等，由于電類傳感器易受電磁場的干擾，無法在這類場合中使用，只能用光纖傳感器。例如分布式光纖溫度傳感器就是近幾年發(fā)展起來的一種用于實(shí)時(shí)測量空間溫度場分布的高新技術(shù)。

用于易燃易爆物的生產(chǎn)過程與設(shè)備的溫度測量。光纖傳感器在本質(zhì)上是防火防爆器件，它不需要采用隔爆措施，十分安全可靠。與電學(xué)傳感器相比，既能降低成本又能提高靈敏度。

此外，它還可以應(yīng)用于鐵路監(jiān)控、火箭推進(jìn)系統(tǒng)以及油井檢測等方面。

總之，物聯(lián)網(wǎng)與光纖傳感有相輔相成、相互促進(jìn)的作用。光纖同時(shí)具備寬帶、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸和可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)、分布式、低能耗傳感的顯著優(yōu)點(diǎn)。光纖傳感可以不斷汲取光纖通信的新技術(shù)(如新的半導(dǎo)體光源、新型光纖)、新器件，各種光纖傳感器有望在物聯(lián)網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。光纖技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中有很廣闊的應(yīng)用前景，全光物聯(lián)網(wǎng)有望在將來出現(xiàn)并成為一種新的物聯(lián)網(wǎng)形式。