新技术革命的到来,世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中,首先要解决的就是要获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中,要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,并使产品达到最好的质量。因此可以说,没有众多的优良的传感器,现代化生产也就失去了基础。
在基础学科研究中,传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展,进入了许多新领域:例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙,微观上要观察小到fm的粒子世界,纵向上要观察长达数十万年的天体演化,短到 s的瞬间反应。此外,还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究,如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然,要获取大量人类感官无法直接获取的信息,没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍,首先就在于对象信息的获取存在困难,而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现,往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展,往往是一些边缘学科开发的先驱。
传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的传感器。
由此可见,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来,传感器技术将会出现一个飞跃,达到与其重要地位相称的新水平。传感器是物联网实现的基础和前提对。传感器是物联网三大层次结构之一感知层中的重要组成部分,是物联网实现的基础和前提。随着智慧城市建设、大数据的快速发展,以及物联网应用的日益广泛,传感器这一数据主要来源的最前端设备呈现出快速发展态势。智能传感器(intelligent sensor)是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理机,具有采集、处理、交换信息的能力,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。与一般传感器相比,智能传感器具有以下三个优点:通过软件技术可实现高精度的信息采集,而且成本低;具有一定的编程自动化能力;功能多样化。
面临三大挑战:
第一个挑战是技术本身。供应商欲利用其核心MEMS和系统技术来完成这项不可能完成的任务。对于工程师来说,这是一种物理限制的挑战。封装尺寸不能无限缩小,而对低能耗和高性能的要求也不断提高。供应商不得不改进系统,使其更智能、更具感知性。要实现这一目标就必须使技术跨越多个产品平台。
第二个挑战源于行业宽泛的分散特性。当下,MEMS传感器的大部分收益来源于智能手机每年智能手机销量超过十亿部,每台智能手机至少包含一台MEMS传感器。根据智能手机原始设备制造商(OEM)设定的规格,BoschSensortec等厂商开发了相应的MEMS传感器。
最后的挑战则是呈几何式增长的复杂性。物联网系统本身十分复杂,只提供组件已不能满足原始设备制造商的需求,通常需要一站式解决方案或参考设计。三者定义有重叠
传感器网(Sensor Network):传感器网络(也称传感网)是利用各种传感器(光、电、温度、湿度、压力等)加上中低速的近距离无线通信技术构成一个独立的网络,是由多个具有有线或无线通信与计算能力的低功耗、小体积的微小传感器节点构成的网络系统,它一般提供局域或小范围物与物之间的信息交换功能。
物联网(Internet of Things):物联网是指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力、计算能力或执行能力的各种信息传感设备,通过网络设施实现信息传输、协同和处理,从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的互联。物联网包括各种末端网、通信网络和应用3个层次,其中末端网包括各种实现与物互联的技术,如传感器网络、RFID、二维码、短距离无线通信技术、移动通信模块等。传感器网络是物联网末端采用的关键技术之一。
泛在网络(Ubiquitous Networking):泛在网是指基于个人和社会的需求,利用现有的网络技术和新的网络技术,实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务,网络超强的环境感知、内容感知及其智能性,为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。
未来定位不同
未来泛在网、物联网、传感器网各有定位,传感器网是泛在/物联网的组成部分,物联网是泛在网发展的物联阶段,通信网、互联网、物联网之间相互协同融合是泛在网发展的目标。传感器网最主要的特征是利用各种各样的传感器加上中低速的近距离无线通信技术。
物联网将解决广域或大范围的人与物、物与物之间信息交换需求的联网问题,物联网采用各种不同的技术把物理世界的各种智能物体、传感器接入网络。物联网通过接入延伸技术,实现末端网络(个域网、汽车网、家庭网络、社区网络、小物体网络等)的互联来实现人与物、物与物之间的通信,在这个网络中,机器、物体和环境都将被纳入人类感知的范畴,利用传感器技术、智能技术,所有的物体将获得生命的迹象,从而变得更加聪明,实现了数字虚拟世界与物理真实世界的对应或映射。物联网和测控技术与仪器专业本身就是基于信息技术、通讯技术以及计算机技术的一门交叉性、综合性、应用性极强的控制工程学科,它是人的大脑以及感官的延伸。目前这块内容也非常受到行业重视,像今年第四届物联网传感器峰会就要在乐清举办,之前也已经连续举办过三届,相信通过行业和政府的不断努力、支持,我国这项技术会越来越好。物联网(TheInternetofthings)也称传感网,
物联网(The Internet of things)的定义是:
通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网的概念是在1999年提出的。
物联网就是“物物相连的互联网”。
这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;
第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
物联网与、传感网、泛在网的区别为:层面不同、灵活性不同、沟通不同。
一、层面不同
1、物联网:物联网在物的层次上描述物。
3、传感网:传感器网络从技术和设备的角度描述事物。
3、泛在网:泛在网络是事物在人和事物层面上的表征。
二、灵活性不同
1、物联网:物联网灵活性较差,脱离了人的直接参与,物体出现的问题也全部由人工智能进行分析、管理和纠正。
2、传感网:传感网灵活性较差,利用对物体信号的感知及已有的逻辑判断方式进行分析、管理和纠正。
3、泛在网:泛在网灵活性较好,通过统一的网络,实现了信息的处理和无缝连接。
三、沟通不同
1、物联网:物联网实现了及物与物的沟通。
2、传感网:传感网实现了人与物的沟通。
3、泛在网:泛在网实现了人与人的沟通、人与物的沟通以及物与物的沟通,使沟通的形态呈现多渠道、全方位、多角度的整体态势。
检测传感与物联网实训主要是通过以下几种方式进行观察和评估:1 实验报告:学生需要编写实验报告,详细描述实验流程、实验结果以及遇到的问题和解决方案等。教师可以从实验报告中了解学生的实际 *** 作能力、理论知识掌握情况和思考能力等。
2 实验成果展示:学生需要将实验成果进行展示,如演示物联网系统的功能以及数据采集和分析结果等。教师可以通过实际观察和测试来评价学生的实验效果和实验成果的可行性。
3 作业和答辩:教师可以通过布置相关的作业和提问答辩的方式来考察学生对实验内容的理解和掌握情况。
4 学生互评:可以将学生分为小组进行实验,并在实验结束后让学生相互评价,以了解他们在团队协作、沟通和交流方面的表现。
综合以上几种方式,教师可以全面了解学生在检测传感与物联网实训中的能力表现和学习效果,并针对不同的表现情况给予个性化的指导和建议。
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