系统简介
水肥一体化智能控制系统通过与灌溉系统相结合，实现智能化控制。系统由物联网监控平台、气象数据采集终端、视屏监控、施肥一体机、过滤系统、阀门控制器、电磁阀、田间水管线等组成。
图为河南益民控股5G+智慧辣椒种植基地水肥一体化系统控制中心
概述
水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术。水肥一体化是借助压力系统(或地形自然落差)，将可溶性固体或液体肥料，按土壤养分含量和作物种类的需肥规律和特点，配兑成的肥液与灌溉水一起，通过可控管道系统供水、供肥，使水肥相融后，通过管道、喷q或喷头形成喷灌、均匀、定时、定量，喷洒在作物发育生长区域，使主要发育生长区域土壤始终保持疏松和适宜的含水量，同时根据不同的作物的需肥特点，土壤环境和养分含量状况，需肥规律情况进行不同生育期的需求设计，把水分、养分定时定量，按比例直接提供给作物。
系统原理图
水肥一体化系统通常包括水源工程、首部枢纽、田间输配水管网系统和灌水器等四部分，实际生产中由于供水条件和灌溉要求不同，施肥系统可能仅由部分设备组成。
水肥一体机
水肥一体机系统结构包括：控制柜、触摸屏控制系统、混肥硬件设备系统、无线采集控制系统。支持pc端以及微信端实施查看数据以及控制前端设备；水肥一体化智能灌溉系统可以帮助生产者很方便的实现自动的水肥一体化管理。系统由上位机软件系统、区域控制柜、分路控制器、变送器、数据采集终端组成。通过与供水系统有机结合，实现智能化控制。可实现智能化监测、控制灌溉中的供水时间、施肥浓度以及供水量。变送器（土壤水分变送器、流量变送器等）将实时监测的灌溉状况，当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时，电磁阀可以自动开启，当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后，可以自动关闭电磁阀系统。可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作，并手动控制灌溉和采集墒情。整个系统可协调工作实施轮灌，充分提高灌溉用水效率，实现节水、节电，减少劳动强度，降低人力投入成本。
施肥系统
水肥一体化施肥系统原理由灌溉系统和肥料溶液混合系统两部分组成。灌溉系统主要由灌溉泵、稳压阀、控制器、过滤器、田间灌溉管网以及灌溉电磁阀构成。肥料溶液混合系统由控制器、肥料灌、施肥器、电磁阀、传感器以及混合罐、混合泵组成。
41：输配水管网系统
由干管、支管、毛管组成。干管一般采用PVC管材，支管一般采用PE管材或PVC管材，管径根据流量分级配置,毛管目前多选用内镶式滴灌带或边缝迷宫式滴灌带；首部及大口径阀门多采用铁件。干管或分干管的首端进水口设闸阀，支管和辅管进水口处设球阀。
输配水管网的作用是将首部处理过的水, 按照要求输送到灌水单元和灌水器，毛管是微灌系统的最末一级管道，在滴灌系统中，即为滴灌管，在微喷系统中，毛管上安装微喷头。
42：环境数据采集器
421气象信息采集
环境数据采集器由低功耗气象传感器、低功耗气象数据采集控制器和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象要素；具有高精度高可靠性的特点，可实现定时气象数据采集、实时时间显示、气象数据定时存储、气象数据定时上报、参数设定等功能。
422土壤墒情采集
土壤检测仪可实现对土壤不同深度的温度、湿度、EC、 PH等数据监控，通过5G信号传输至AI农大数据平台，借助于大数据平台的综合建模分析，从而给出土壤土质的综合评级，并语音播报。
43：无线阀门控制器
阀门控制器是接收由田间工作站传来的指令并实施指令的下端。阀门控制器直接与管网布置的电磁阀相连接，接收到田间工作站的指令后对电磁阀的开闭进行控制，同时也能够采集田间信息，并上传信息至田间工作站，一个阀门控制器可控制多个电磁阀。
电磁阀是控制田间灌溉的阀门，电磁阀由田间节水灌溉设计轮灌组的划分来确定安装位置及个数。
44：灌水器系统
微灌按微灌灌水流量小，一次灌水延续时间较长，灌水周期短，需要的工作压力较低，能够较精确的控制灌水量，能把水和养分直接地输送到作物根部附近的土壤中去。
系统功能
51：用水量控制管理
实现两级用水计量，通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量，通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量，与阀门自动控制功能结合，实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时水泵引入流量控制，当超过用水总量将通过远程控制，限制区域用水。
52：运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况，及时发布缺水预警；
通过水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测，能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件，及时通知系统维护人员，保障滴灌系统高效。
53：阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测，采用无线或有线技术，实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息，结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启水泵、阀门，实现无人职守自动灌溉，分片控制，预防人为误 *** 作。
54：PC展示平台
通过物联网水肥一体化智能监测平台，能够为用户提供传感器数据、远程、采集、传输、储存、处理及报警信息发送等服务。该平台以集中式分区化的方式为用户提供便捷、经济、有效的远程监控整体解决方案。通过物联网智能监测平台，用户可以不受时间、地点限制对监控目标进行实时监控、管理、观看和接收报警信息。
55：移动终端
建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。
56：运维管理功能
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理；实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理；以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算，对灌溉设施设备生成定期维护计划，记录维护情况，实现灌溉工程的精细化维护运行管理。
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用，优化调度，提高效益，通过自动控制技术的应用，更加节水节能，降低灌溉成本，提高灌溉质量，将使灌溉更加科学、方便，提高管理水平。
加油站油罐液位监控仪是一款可以实时监控油罐内部液面的位置的仪器，工人对工作罐内的油水各项数据有着实时全面详细了解，具备网络化功能，管理人员可在控制室实时了解罐区的状况， 并可通过软件处理系统嵌入物联网，促进油站数字化改造。产品型号有CRT-M5液位仪,有CRT-MT510液位监控仪。运用液体流量计量控制的自动化系统进行定量控制。液体产品的贸易计量，大多使用由流量计构成的流量计量控制系统。这种计量方法具有 *** 作方便，计量效率高和便于管理等优点，因而广泛用于石油、化工、食品等行业中。
从实际情况看，流量计计量控制存在着一些问题，如精度不高，准确度不稳定， *** 作工 *** 作不规范等。主要原因是，人们很重视流量计的选择及使用，而不把计量控制当作一个系统来统盘考虑，往往忽视了影响准确计量的一些因素，如误差随流量大小变化而变化、校验方法不当、不规范 *** 作。施工中，管道部分由工艺设备部门负责，计量控制部分由计量部门负责，全部安装完毕，由校验人员到现场摸索着校验，这样就很难达到预期效果。因此，提出了计量控制的系统设计及校验方法。
1、计量方法——修正流量系数法
从流量计的选用看,可采用间接计量法和直接计量法。
直接计量即用质量流量计来计量，因质量流量计的价格很高，其应用受到条件的限制，因此主要讲间接流量计量的系统 设计。
间接流量计量是以涡轮、椭圆齿轮、腰轮、圆柱齿轮、螺杆等流量计来测液体的体积流量，再乘以液体密度即可得到质量流量。可用下面的公式表示。
qV=f/K
qm=qVρ
m=qmt
其中 qV———体积流量,L/s;
qm———质量流量,kg/s;
m———质量累积量,kg;
f———输出脉冲频率,Hz;
K———流量系数,次/升;
ρ———液体密度,kg/L;
t———时间,s。
通过图1,2,可了解这类流量计的流量特性。
从图1可知，流量系数K随流量变化而变化;
从图2可知，测量误差随流量的不同而不同，归结为流量系数随流量不同而不同。因此，可以说这类流量计的流量特性为流量系数随流量不同而改变。
这类流量计的共同特点为重复性很好，如涡轮流量计可达01% - 005%，圆柱齿轮流量计可达0015%。因此，可以利用重复性好和流量系数随流量变化的规律，来准确测量流量。一种方法为恒定流量法，另一种方法为修正系数法。
恒定流量法：
一种流量控制装置和控制液压泵输出恒定流量的方法，包括液压马达、节流阀以及液压泵，还包括液控换向阀和由电控开关控制的电控换向阀。
其中，液压泵通过液压管路与液压马达连接组成闭式液压系统；节流阀通过液压管路安装在液压泵与液压马达之间控制M点与N点之间的压差；液控换向阀和电控换向阀安装在液压泵上，并通过液压管路连接到闭式系统中控制液压系统；液压泵与液压马达之间有溢流阀，液压泵与液压马达之间有单向阀。它提供了一种液压泵在控制手柄固定后，其输出流量随着发动机转速的增加不变化流量控制装置、和控制液压泵输出恒定流量的方法。
修正系数法：
不需要构造使流量恒定的装置，它容许多种因素影响流量，而仍能准确计量。影响流量变化的因素很多，如储罐液位的变化，管道中阀门开度的不同，通过同一流量计的不同管道阻力的不同，泵输出动力的波动等。克服这种影响的最好方法是依流量的大小不同，即时修正流量系数。
修正系数法可以进一步提高测量精度，可以使用较低精度的流量计达到较高的计量精度。我们地下室的装修要是有用水点的话，一般都会用到一个产品，那就是污水提升泵，用来将地下室的污水提升到楼上的主排污管道中(一般主排污管是规范的位置，不允许随意更改的)，这样才能满足地下室的排水需求。
可是地下室只有一层且不能挖坑的话，那么污水提升泵怎么安装呢
这其实不是一个大问题，因为地下室安装污水提升泵不是非要坑内安装的，我们根据现场的情况和使用的需求，可以采用地面安装或是柜子内安装的，这些都是不用挖坑的方式。
我们地下室要是只有一个用水空间的话，那就可以使用像是Gerios这种的小型机器，那么我们可以安装在马桶的后方，或是放置在洗手柜的里面，做到隐藏式的安装，看不见任何机器的踪迹，也更加美观。
要是地下室用水点较多的话，我们就可以使用大型一点的机器，大型的机器也是可以地面安装的，要是有条件的话，还可以放置在设备间内，这样也是一种隐藏的方式。
还有一点就是我们有淋浴或是地漏的话，我们是需要抬高淋浴或是地漏的，一般抬高18-20cm的，这样就能保证污水能通过重力流的方式顺利流入机器中，并且防止机器的水回流进入水箱中，保证排水的正常运行。
这样地下室没有挖坑条件来放置机器的话，就可以采取这样的方式来解决问题。
各种传感器的应用实例
各种传感器的应用实例，传感器的运用在我们的生活中是非常常见的，传感器的种类也相对较多，适用范围也比较光，不同的传感器在功能上也有差异，以下各种传感器的应用实例。
各种传感器的应用实例1一、传感器定义
能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成的设备即传感器。传感器将物理参数（例如：温度、血压、湿度、速度等）转换成可以用电测量的信号。我们可以先来解释一下温度的例子，玻璃温度计中的水银使液体膨胀和收缩，从而将测量到的温度转换为可被校准玻璃管上的观察者读取的温度。
二、传感器选型原则
在选择传感器时，必须考虑某些特性，具体如下：
1、精度——传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必过高，通常精度越高，其价格越昂贵。
2、线型范围——输入与输出成正比的范围
3、测量环境——一般对温度/湿度量有要求
4、校准——对于大多数测量设备而言必不可少，因为读数会随时间变化
5、稳定性——传感器使用一段时间后，其性能保持不变的能力称为稳定性。
三、传感器主要分类
传感器分为以下标准：
1、主要输入数量（被测量者），也称按用途，分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器等。
2、测量目（利用物理和化学作用）
物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质发生明显变化的特性制成的。化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转化成电学量的敏感元件制成的。生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器。
3、制造工艺
4、按原理
振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
5、输出信号
模拟传感器:将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器:将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器:将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器:当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
四、五种常用的传感器
一些常用的传感器及其原理和应用说明如下：
（一）温度传感器
该设备从源头收集有关温度的信息，并转换成其他设备或人可以理解的形式。温度传感器的最佳例证是玻璃水银温度计，会随着温度的变化而膨胀和收缩。外部温度是温度测量的来源，观察者观察汞的位置以测量温度。温度传感器有两种基本类型：
·接触式传感器——这种类型的传感器需要与被感测对象或介质直接物理接触。例如温度计。
·非接触式传感器——这种类型的传感器不需要与被检测的物体或介质发生任何物理接触。它们监控非反射性固体和液体，但由于天然透明性，因此对气体无用。这些传感器使用普朗克定律测量温度。该定律处理从热源辐射的热量以测量温度。
不同类型温度传感器的工作原理及实例
（i）热电偶——它们由两根电线（每根均为不同的均匀合金或金属）组成，通过在一端的连接形成测量接头，该测量接头对被测元件开放。电线的另一端端接到测量设备，在此形成参考结。由于两个结点的温度不同，电流流过电路，测量得到的毫伏来确定结点的温度。
（ii）电阻温度检测器（RTD）——这是一种热电阻，其制造目的是随着温度的变化改变电阻，它们比任何其他温度检测设备都贵。
（iii）热敏电阻——它们是另一种电阻，电阻的大变化与温度的小变化成正比。
（二）红外传感器
该设备发射或检测红外辐射以感知环境中的特定相位。一般来说，热辐射是由红外光谱中的所有物体发出的，红外传感器检测到这种人眼看不见的辐射。
（三）紫外线传感器
这些传感器测量入射紫外线的强度或功率。这种电磁辐射的波长比x射线长，但仍比可见光短。一种被称为聚晶金刚石的活性材料正被用于可靠的紫外传感，紫外线传感器可以发现环境暴露在紫外线辐射下的情况。
（四）触摸传感器
触摸传感器根据触摸位置充当可变电阻器。触摸传感器由以下部件组成：全导电物质，如铜、绝缘间隔材料，如泡沫或塑料、部分导电材料。
（五）接近传感器
接近传感器检测几乎没有任何接触点的物体的存在。由于传感器与被测物体之间没有接触，且缺少机械零件，因此这些传感器的使用寿命长，可靠性高。不同类型的接近传感器有感应式接近传感器、电容式接近传感器、超声波接近传感器、光电传感器、霍尔效应传感器等。
五、先进的传感器技术
传感器技术在制造领域有着广泛的应用。先进技术如下：
一、条形码识别——市场上销售的产品有一个通用产品代码（UPC），它是一个12位代码。其中五个数字代表制造商，另外五个数字代表产品。前六位数字用代码表示为亮条和暗条。第一位表示数字系统的类型，第二位表示奇偶性表示读数的准确性。剩下的六位数字用暗线和暗线表示，与前六位数字的顺序相反。条形码如下图所示。
条形码阅读器可以管理不同的条形码标准，即使不知道标准代码。条形码的缺点是，如果条形码被油脂或污垢遮盖，条形码扫描仪将无法读取。
二、转发器——在汽车部分，在许多情况下使用射频设备。转发器隐藏在钥匙的塑料头内，任何人都看不见。钥匙插入点火锁芯。当你转动钥匙时，电脑会向收发器发送一个无线电信号。在应答器对信号做出响应之前，计算机不会让发动机点火。这些转发器由无线电信号供电。
三、制造部件的电磁识别——这类似于条形码技术，数据可以在磁条上编码。使用磁条技术，即使代码隐藏在油脂或污垢中，也可以读取数据。
四、表面声波——此过程类似于射频识别。在这里，部件识别由雷达类型信号触发，并且与RF系统相比，被远距离传输。
五、光学字符识别——这是一种自动识别技术，使用字母数字字符作为信息源。在美国，邮件处理中心使用光学字符识别。它们也用于视觉系统和语音识别系统。
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各种传感器的应用实例2我们生活中传感器的七大应用
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，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。
传感器狭义的定义为：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置。传感器的广义定义：“凡是利用一定的物质（物理、化学、生物）法则、定理、定律、效应等进行能量转换与信息转换，并且输出与输入严格一一对应的器件或装置均可称为传感器”。
信息化的21世纪，离开不了传感器，传感器的应用领域非常的广泛，电子计算机、生产自动化、现代信息、、交通、化学、环保、能源、海洋开发、遥感、宇航等等。下面对一些常用的传感器做简单的介绍。
1、传感器与环境保护
目前，地球的大气污染、水质污浊及噪声已严重地破坏了地球的生态平衡和我们赖以生存的环境，这一现状已引起了世界各国的重视。为保护环境，利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。
中国现在的环境受到了极大的污染，主要是工业的发展造成了严重的污染。长江、黄河等水域都有不同程度的污染；空气现在的空气也不新鲜，特别是在有工业的地方，比如说PM2、5等超标；这些都是通过传感器检测出来的。
2、传感器在机器人上的应用
目前，在劳动强度大或危险作业的场所，已逐步使用机器人取代人的工作。一些高速度、高精度的工作，由机器人来承担也是非常合适的。但这些机器人多数是用来进行加工、组装、检验等工作，屑于生产用的自动机械式的单能机器人。在这些机器人身上仅采用了检测臂的位置和角度的传感器。
要使机器人和人的功能更为接近，以便从事要求更高的工作，要求机器人能有判断能力，这就要给机器人安装物体检口传感器，特别是视觉传感器和触觉传感器，使机器人通过视觉对物体进行识别和检测，通过触觉对物体产生压觉、力觉、滑动感觉和重量感觉。这类机器人被称为智能机器人，它不仅可以从事特殊的作业，而且一般的生产、事务和家务，全部可由智能机器人去处理，这是现在发展机器人的主要研究对象之一。
3、传感器与家用电器
现代家用电器中普遍应用着传感器。传感器在电子炉灶、自动电饭锅、吸尘器、空调器、电子热水器、热风取暖器、风干器、报警器、电樊斗、电风扇、游戏机、电子驱蚊器、洗衣机、洗碗机、照像机、电冰箱、彩色及平板电视机、录像机、录音机、收音机、影碟机及家庭影院等方面得到了广泛的应用。
随着人们生活水平的'不断提高，对提高家用电器产品的功能及自动化程度的要求极为强烈。为满足这些要求，首先要使用能检测模拟量的高精度传感器，以获取正确的控制信息，再由微型计算机进行控制，使用家用电器更加方便、安全、可靠，并减少能源消耗，为更多的家庭创造一个舒适的生活环境。
目前，家庭自动化的蓝图正在设计之中，未来的家庭将由中央控制装置的微型计算机，通过各种传感器代替人监视家庭的各种状态，并通过控制设备进行着各种控制。家庭自动化的主要内容包括：安全监视与报警、空调及照明控制、耗能控制、太阳光自动跟踪、家务劳动自动化及人身健康管理等。家庭自动化的实现，可使人们有更多的时间用于学习、教育或休息娱乐。
4、传感器与物联网
物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。
物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote）
通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能
实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。简单的讲，物联网是物与物、人与物之间的信息传递与控制，在物联网应用中有三项关键技术其中就包括传感器技术。
5、传感器在医疗及人体医学上的应用
随着医用电子学的发展，仅凭医生的经验和感觉进行诊断的时代将会结束。现在，应用医用传感器可以对人体的表面和内部温度、血压及腔内压力、血液及呼吸流量、肿瘤、血液的分析、脉波及心音、心脑电波等进行高难度的诊断。显然，传感器对促进医疗技术的高度发展起着非常重要的作用。
为增进国家人民的健废水平，我国医疗制度的改革，将把医疗服务对象扩大到全民。以往的医疗工作仅局限于以为中心，今后，医疗工作将在的早期诊断、早期、远距离诊断及人工器官的研制等广泛的范围内发挥作用，而传感器在这些方面将会得到越来越多的应用。
6、传感器与遥感技术
卫星遥感(satellite remote sensing)是航天遥感的组成部分，以人造地球卫星作为遥感平台，主要利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测。即从远离地面的不同工作平台上（如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等）通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。
在飞机及航天飞行器上装用的传感器是近紫外线、可见光、远红外线及微波等传感器。在船舶上向水下观测时多采用超声波传感器。例如，要探测一些矿产资源埋藏在什么地区，就可以利用人造卫星上的红外接受传感器从地面发出的红外线的量进行测量，然后由人造卫星通过微波再发送到地面站，经地面站计算机处理，便可根据红外线分布的差异判断出埋有矿藏的地区。
7、传感器在上的应用
现在的战场都是信息化战场，而信息化是离不开传感器的。专家认为：一个国家传感器制造技术水平的高低，决定了该国武器制造水平的高低，决定了该国武器自动化程度的高低，终决定了该国武器性能的优劣。
当今，传感器在上的应用极为广泛，可以说无时不用、无处不用，大到星体、两d、飞机、舰船、坦克、火炮等装备系统，小到单兵作战武器；从参战的武器系统到后勤保障；从科学试验到装备工程；
从战场作战到战略、战术指挥；从战争准备、战略决策到战争实施，遍及整个作战系统及战争的全过程，而且必将在未来的高技术战争中促使作战的时域、空域和频域更加扩大，更加影响和改变作战的方式和效率，大幅度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。
从上述看来，传感器在我们生活中应用很广泛，可以说是无处不在。
各种传感器的应用实例3传感器的检测方法
关于传感器的检测方法主要有直接检测、间接检测和组合检测三种方式。直接检测直接检测就是在使用传感器仪表进行检测时，对表读数不需要经过任何运作，就能直接表示检测所需要的结果。比方说，用磁电式电流表检测电路的电流，用d簧管式压力表检测锅炉的压力等这些都属于直接检测。
直接检测的优点是检测过程简单而迅速，缺点是检测精度不容易做到很高，这种检测方法在工程上被广泛采用。
间接检测在有些检测场合，被检测无法或不便于直接捡测，这就硬求在使用传感器进行检测时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行检测，然后将检测值代入团数关系式，经过计算得到所需的结果，这种方法称为间接检测。间接检测比直接检测所需要检测的量要多，并且计算过程较为复杂，引起误茬的因素也较多。
但如果对误差进行分析并选择和确定优化的检测方法，在比较理想的条件下进行间接检测。检测结果的精度不一定低，有时还可得到较高的检测精度-间接检测一般用于不方便直接检测或者缺乏间接检测手段的场合。
组合检测在应用传感器仪表进行检测时，若被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果。则称这样的检测为组合检测，在进行组合检查时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据。
组合检测是一种特殊的精密检测方法， *** 作手续较复杂，花费时间很长，一般适用于科学实验或特殊场合。快速密封连接器选择使用海亿普机械的密封快速连接器，能更简便，更快捷，更安全的进行测试连接。
一、将真实的加工制造连接到工业40如果使用了工业40技术，一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化，同时将产量提高10%，库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。
工业40是一场工业的革命，目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。
工业物联网（IIoT）设备要想创建工业40生产制造环境需要注意以下5个方面。在工业40中，对机器工具或一组机器的 *** 作，应该允许使用诸如智能手机或平板电脑这样的智能设备进行简单的连接。
1分布式智能
这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中，加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴，而不是从一个中央处理单元（CPU）来处理所有的动作。
2快速连接
在决定应该使用现场总线的什么功能时，应该看一下生产平台是否支持例如OPC UA（来自于OPC基金会）这样的标准。消除不同供应商系统的障碍，而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。
3开放标准和系统
开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成，并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。
4实时数据整合
可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据，支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更，以实现产品满足特定客户需求的愿景。
5自适应性
科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。
二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备（从传感器到大规模控制系统）、数据和分析之间提供更好的连接性，Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据，分析有助于做出更明智的决策。
物联网主要包括4个基本元素：实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接，以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息，其结果是让人们做出精明的决策。
关于智能工厂的3个思考在决定实施工业40之前，要对智能工厂提出的3个问题是：
1你是否想要自动完成快速的产品转换，以及对市场需求的响应更好？
2你是否想通过识别出可以进行持续改进的区域来提升你的设备综合效率（OEE）以及生产总产量？
3你是否想要根除浪费，例如能源、原材料和闲置时间？
在确定和完善真实世界里智能工厂的目标之后，采用基于PC控制的硬件和软件有助于帮助你早日成功。
三、为什么要部署工业物联网？因为在工业世界里普遍使用了联网的传感器而比商业的物联网(IoT)更加先进，这些传感器就是物联网里面的“物”。数以亿计的联网的有线及无线压力、液位、流量、温度、震动、声波、位置、分析仪表以及其他传感器被用于工业领域，而且每年以数百万台的速度增加，为工厂提供了更多的监控、分析和优化。
IIoT通过将传感器连接到分析和其他系统中，来自动提高性能、安全性、可靠性和能源效率，具体方式为：
1从传感器上采集数据比以往经济有效得多，因为传感器很多都是电池供电和无线通讯的
2使用大数据分析和其他技术将这些数据翻译成可以理解的信息。
3将这些可 *** 作的信息在正确的时间呈献给正确的人员，要么是工厂人员，要么是远程专家。
4如果工作人员采取了正确的 *** 作，将带来性能上的提升。
四、基于平台的工具克服了IIoT的复杂性基于平台的方式提供了一种灵活的硬件架构，可以部署在许多不同的应用场合中，消除了硬件的复杂性，并让每一个新的问题基本上都成为软件方面的挑战。系统设计师选择的平台应该基于一个对信息技术(IT)友好的 *** 作系统(OS)，这样它们可以安全地进行供给和配置，进而来正确地认证和授权用户维护系统的整体性，并让系统最大程度地可用。
五、基于数据的工业物联网如果没有数据，就没有大数据、云和分析功能，也没有区别于物联网(IoT)的工业物联网(IIoT)；PI北美组织的副总监Carl Henning说，IIoT中的“物”造就了IoT中的“物”。IIoT需要开放的标准，以太网和软件标准可以为控制和制定决策所需要的信息提供数据。
其中一部分）时，大多数人认为最有用的特性是实时功能。
通过将信息、自动化、以及运行在工业物联网上的生产系统之间不断融合，物联网正在积极地影响着未来的工业自动化，Softing 有限公司市场部副总裁Mark Knebusch指出。随着以太网速度越来越快，电缆系统的集成更加重要，而电缆的认证有助于提升工业网络的性能。
物联网设备有：
1、物联网技术在人们生活中的应用也十分宽广，目前市场上主流的智能硬件产品主要有：智能家居、智能穿戴设备等智能设备。
2、智能穿戴：智能老人穿戴，智能宠物穿戴，智能成人手表，智能儿童手表。
3、智能家居：智能空气净化器平台，扫地机器人，智能排插，智能厨卫。
扩展资料：
物联网用途
物联网设备用于消费者、商业、工业和基础设施等领域。物联网设备的主要部分是为消费者使用而设计的，例如，车辆使用物联网技术向制造商报告其运行状况，并为我们提供一些现代化便利服务，例如远程启动、锁定和预热汽车。根据目前的物联网趋势，智能家居功能，如GoogleHome和AmazonEcho，是物联网市场增长的另一个主要部分。
在商业应用方面，物联网主要用于医疗保健领域。物联网设备用于远程健康监测和紧急通知，这在老年护理中尤其有用。
NHR系列智能显示控制仪表RS-485通信中应用
01摘要
NHR系列智能显示控制仪表是经过多年开发制造经验而设计生产，集诸多全新功能于一身的新一代智能显示控制仪表。针对现场温度、压力、液位、速度、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统，广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。产品的EMC设计符合GB/T176262-11相关规定，同时产品取得了CE认证。
02产品的市场背景
在自动化控制领域，随着分布式控制系统的发展，在产业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通讯来达到远程信息交换的目的。目前，用于串行通讯的接口标准包括：RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准，广泛应用在短间隔、较低波特率串行通讯中。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的进步。RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型，它属于七层OSI (open system interconnection，开放系统互连)模型物理层的协议标准。由于性能优异、结构简单、组网轻易，RS-485总线标准得到了越来越广泛的应用。下面是关于虹润NHR 系列智能显示控制仪表在RS-485通信中的应用。
03产品的技术原理
1、系统技术方案
工业场合中,经常要用一些仪表去控制如温度、液位、流量等。在某些场合,需要1台控制器灵活地控制多台仪表,以达到设计控制目的。
本文利用标准的MODBUS RTU通讯协议与 RS-485通信指令,方便的实现与多台虹润NHR系列仪表的串行通信成功的实现了用单台控制器对多台仪表的灵活控制。可编程控制器允许在一个RS-485通信接口上连接多达100台虹润仪表,仪表大于60台时,需加一个RS-485中继器，RS-485通信口通信距离长达1KM以上。
2、RS-485总线的硬件设计
考虑到此控制系统中网络节点数较多，整个网络超过100个节点，为保证通讯的可靠性和通讯效率按照仪表在系统中实现的不同功能、数据流量、实时性要求把各仪表分布到两条总线上，而且所选器件中的RS-485芯片驱动能力均达到255点，通讯速率选96Kbps，离主站最远的节点不超过50m。
3、网络协议
为了能使具体的命令、数据在网络上正确地传输，在数据链路层必须提供一定的网络协议，保证在物理层的比特流出现错误时进行检测和校正，同时实现数据帧和命令帧的功能。然而，为保证数据传输质量，对每个字节进行校验的同时，应尽量减少特征字和校验字，而常用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成，每个数据包长度达20～30字节，在RS-485系统中显得又有些繁杂。由于MODBUS协议是公然的通讯协议，而且被很多的工控产品生产厂家支持，该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中，因此，本系统采用MODBUS协议作为此控制系统的网络协议。
在此控制中由于对PLC和变频器的通讯数据量小而且实时性要求不高，因此采用MODBUS ASCII方式，而对单片机的数据通讯量较大且实时性要求高,因此采用MODBUS RTU方式。
04产品的应用
考虑到100台仪表在RS485总线上的实时性、有效性、正确性，现将100台虹润NHR系列智能控制仪表通讯组网分为两条总线，分别由PLC的串口扩展口分别定义为A1、B1和A2、B2 ；下面是虹润NHR系列智能控制仪表与PLC主机连接图，见图1、图2：
图1：虹润仪表与PLC组网图
图2：虹润仪表与PLC组网图
1、虹润NHR系列智能显示控制仪表通信参数配置
(1)、通信方式为RS-485, (1个起始位，1个或2个停止位，8位数据，无奇偶校验)
(2)、通信传输数据的波特率（12K 24K 48K 96K 192K）可在仪表叁数baud中设定
(3)、通信协议为标准Modbus Rtu 模式
这里重点突出可编程控制器与虹润NHR仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式，图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个NHR仪表相连接,最多可达到100台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份，( 地址码可在仪表叁数Addr中设定)，子单元和主单元采用地址轮询方式。这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过RS485总线对挂在下面的所有仪表进行控制 *** 作。
2、虹润NHR系列智能数字显示控制仪通信数据流解析
本通信协议采用标准ModBus协议，采用RTU（十六进制数）传输模式。ModBus协议是一种主---从式协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站管理信息交换，且只有主站能发起。主站会依次对从站进行轮流查询。只有当从站地址与轮询地址相匹配，从站才能回复消息。从站之间不能进行直接通信。协议桢中不包含任何消息报头及消息结束符，消息的开始和结束依靠间隔时间来识别，当间隔时间长于或等于35个字符时，即作为检测到桢结束。如果网络内没有与查询地址相一致的从站或从站接收时CRC校验出错，主站将不会接收到返回桢，这时主站根据超时设定判断是否超时，如超时，作出重发或d出异常错误窗口动作。
协议桢定义如下：
从站地址：地址必须在1---247之间。
在同个主站网络中每个从站地址必须唯一。
0为广播地址，从站接收消息并作相应处理，但不能回复消息。
功能代码：包含读、写寄存器。
数据：以二进制代码传输。
CRC16：循环冗余校验，校验从从站地址到数据区最后一个字节，计算多项式码为A001(hex)。
（1）、通讯口设置
通讯方式 异步串行通讯接口，如RS-485，RS-232等。
波 特 率 2400～9600bps（可由设定仪表二级参数自由更改，设定仪表二级参数BT，默认4800）。
（2）、字节数据格式 HEX
一位起始位、八位数据位、一位停止位、无校验
（3）、消息桢格式（读、写功能是从主站角度定义的）
读寄存器桢
读寄存器返回桢
写寄存器桢
写寄存器返回桢
错误返回桢
功能代码表：1
错误代码表：2
3、产品
05结论
本文利用标准的MODBUS协议和虹润NHR系列智能显示控制仪表进行RS-485通信，实现了单台控制器控制多台NHR仪表的任务，并能实时检测各仪表的运行状态，整个系统控制灵活方便, 方案结构简单，开发成本低，周期短，既使在恶劣的工业环境下也能稳定工作。
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