智慧城市的传感器应用介绍

　　颠覆未来智慧城市的四大传感器技术

　　在智慧城市中，传感器，摄像头，无线设备，数据中心的网络构成了关键的基础架构，使市民能够以更快，更有效的方式提供基本服务。

　　当中，传感是智能基础架构的核心。传感器是城市景观中隐藏但无处不在的组成部分，是任何智能控制系统的重要组成部分。

　　Frost＆Sullivan的最新分析显示，新兴传感器技术将颠覆未来智慧城市。数字化和物联网（IoT）的进步正在推动传感器技术在城市之间的大规模采用，再结合人工智能（AI）和5G高速网络等关键支持技术，城市中的集成传感器网络正在推动建立互联城市生态系统，以实现公共资源的最佳利用。

　　传感器网络包括声学，激光雷达，雷达，3D摄像头传感器，环境传感器，流量传感器，气体传感器以及湿度和温度传感器等等。集成的传感器系统有助于与锚应用程序和集中式平台建立无缝互连的网络。为某一目的而建立的传感器网络（例如路灯）可以启用其他几个连接的应用程序，例如环境监控，公共安全，集中式网络将有助于减少重复的资金成本，并且不需要多个单独的复杂网络。

　　当中，未来智慧城市主要利用四大传感器技术来扩展其智慧功能——电子传感器、红外传感器、热传感器以及接近传感器&激光雷达传感器。

　　①、电子传感器：

　　电子传感器部署在环境监视传感器和速度计传感器中，这些传感器通常用于智慧城市中，以执行各种任务，例如监视电源和电流水平以进行故障检测。

　　②、红外传感器：

　　红外传感器有助于在动态和不稳定的环境中无偏见地生成数据，从而有助于智慧城市中的决策。雷达传感器可用于利用复杂的计算机数据来分析重要的考古现场信息。

　　③、热传感器：

　　热传感器对能量分布进行精确跟踪，而其他智能传感器则可以管理需求侧能量。因此，智能电网传感器有助于提高能源效率。

　　④、接近传感器和激光雷达传感器：

　　接近传感器和激光雷达传感器可以帮助开发自动车辆系统，这对于使城市完全智能化至关重要。

　　智慧城市的传感器应用

　　智慧城市的传感器应用方面之一是对可用资源的最佳利用。传感器可通过连通性帮助优化利用资源，告诉我们何时何地保存。这些传感器可以控制，检测和管理不必要的使用，并根据需要进行某些调整。

　　水管理

　　目前，主要城市由于管道泄漏而浪费高达50％的水。通过在每条管道上安装传感器，可以很容易地检测到漏水并进行纠正，以免造成重大损失。除此之外，只要发现雨水，公园的灌溉系统就可以自动关闭。

　　能源管理

　　传感器还启用了“高级计量基础架构（AMI）”概念，为城市的能源管理奠定了基础。城市正在考虑使用内置有相位测量单元（PMU）传感器和通信模块的“智能电表”，该模块可促进消费者和供应商之间的双向通信。对于公用事业服务提供商，它有助于在响应客户呼叫而派遣维修人员之前检查电表状态。这些检查可以防止不必要的现场工作人员派遣到客户现场。对于消费者而言，它可以以用户可以轻松理解的方式提供实时能源使用详细信息。基于此数据，用户可以更改首选项并就其使用情况做出更明智的决定，而无需等待月底的电费。

　　智能路灯

　　在城市中，即使该区域没有活动，路灯也会保持点亮状态（有时甚至在白天！）。此外，当局很难检测到任何故障和路灯被盗。使用传感器，不需要的时候灯光会变暗，当路灯出现故障或篡改时，当局几乎可以立即收到短信。

　　废物管理

　　通过将传感器安装在垃圾箱中，可以在接近快满时通知市政当局。荷兰成为有史以来第一个生产“智能垃圾箱”的国家，一旦垃圾箱装满或有任何损坏，就会通过短信向官员报告。

　　运输管理（智能停车）

　　传感器可以检测到最近的可用停车位在何处，从而可以减少交通量。驾驶者可通过短信及时获得信息，以便他们快速找到空闲的停车位，从而节省时间和燃料。

　　实时污染管理

　　电线杆上安装的传感器可以监控城市的环境空气质量（AAQ）。市民可以监控城市每条街道上的污染浓度，或者当污染水平超过特定水平时，他们会自动发出警报。

　　此外，还有监控桥梁、医疗保健、智能交通等应用。

　　监控桥梁

　　在桥梁中，为了检测损坏，可以将光纤传感器用于结构监测。感测SHM的其他方法是使用带有传感器节点的WSN，这些传感器节点配备了多个加速度计，以感测桥的振动。这些传感器部署在主跨和塔架上，并收集来自风荷载的结构加速度信息。另外，还可以使用热响应以及多个传感器（例如应变仪，应变计位移和力传感器）的组合，以及使用摄像机来进行桥梁监测，例如结构裂缝检测。

　　医疗保健

　　传感器网络的最重要应用之一是医疗保健。为了促进医院或诊所的管理，可以在这些环境中将传感器用于各种应用。特别地，无线人体局域网（WBAN）是一个非常活跃的研究领域。

　　人体局域网由放置在人体不同部位的相互连接的传感器组成。因此，通过将传感器安装在人体内部或外部，可以远程监视一个人的生命体征。可以监测的参数示例包括心电图（ECG），呼吸，皮肤电导和皮肤温度。WBAN的优势在于它们能够将这些数据上传到远程日志记录系统，从而使执业医生可以实时查看收集到的数据。例如，如果有异常迹象，可以对心脏有问题的人进行持续监视和警报。活动监视和分类（对健康监视很有用）也可以由WBAN执行。但是，使用传感技术的医疗保健应用不仅限于WBAN。

　　智能交通系统

　　近年来，随着汽车数量的急剧增加，对有效的交通管理的需求不断增长，以避免交通拥堵并优化交通流量，尤其是在十字路口。

　　在智慧城市中，彼此无线连接的车辆可以相互通信，并使用决策制定来避免碰撞。使用每个车辆的时隙，在车辆之间协调交叉路口。错过时隙的车辆必须在到达交叉路口时停止并等待新的时隙。如可以通过RFID执行无线通信，基于交通标志自动控制车辆速度的系统。RFID用于车辆与交通标志之间的通信，RFID标签位于交通标志上，RFID读取器位于汽车门的侧面，霍尔效应传感器位于车轮上，用于速度控制。