編者語：國大電器有限公司調查發現把物聯網產業鏈分為DCM三個大業務層麵，同時DCM也ye是shi一yi個ge物wu聯lian網wang係xi統tong的de典dian型xing技ji術shu架jia構gou，並bing且qie汽qi車che空kong氣qi流liu量liang計ji和he壓ya力li傳chuan感gan器qi占zhan有you重zhong要yao的de組zu成cheng部bu分fen。形xing形xing色se色se的de傳chuan感gan器qi感gan知zhi傳chuan輸shu鋪pu就jiu物wu聯lian網wang基ji礎chu

　　感知與傳輸鋪就物聯網基礎

　　傳感器可“大”可“小”

　　感知層由傳感器和部分與傳感器連成一體的傳感網(無源傳感器)zucheng，chuyusancengjiagoudezuidiceng，zheyeshiwulianwangzuijichudelianjieheguanliduixiang。zuiguangyilaishuo，chuanganqishibagezhongfeidianliangzhuanhuanchengdianliangdezhuangzhi，feidianliangkeyishiwuliliang
、化學量、生物量等等。

　　一說到傳感器，可能大家就會往小的方麵想

，如上幾期提到的“電子塵埃”。在物聯網的大概念下
，一個泛在的物聯網係統
，隨著參照物的不同，傳感器可以是一個“大”的“智能物件”，它可以是一個機器人
、一台機床
、一列火車，甚至是一個衛星或太空探測器。這也是為什麼在DCM劃分中用“Device”(設備或裝置)來描述物聯網底層的原因，筆者認為
，這樣描述更符合物聯網目前的戰略地位。

　　傳統的

、xiayidechuanganqizhongleiyiyouhenduo，erqieyouduozhongfenleifangfa，liru，kefenweiyouyuanhewuyuanliangdalei。youyuanchuanganqijiangfeidianliangzhuanhuanweidiannengliang，wuyuanchengxuchuanganqibuqinengliangzhuanhuanzuoyong，zhishijiangbeicefeidianliangzhuanhuanweidiancanshudeliang。meiyileichuanganqiyoukezuojinyibuxifen，rutu1所示的生物傳感器、納米傳感器的細分。物聯網關注傳感器的實際應用，下麵是我們按應用方式進行的分類。

　　形形色色的傳感器

　　汽車傳感器: 它把汽車運行中各種工況信息，如車速
、各種介質的溫度、發動機運轉工況等，轉化成電信號輸給計算機，測量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度
、速度、光亮度、幹濕度、距離等。

　　液位傳感器: 利用流體靜力學原理測量液位，是壓力傳感器的一項重要應用，適用於石油化工、冶金
、電力、製藥、供排水、環保等係統和行業的各種介質的液位測量。

　　速度傳感器: 是一種將非電量(如速度、壓力)的變化轉變為電量變化的傳感器，適應於速度監測。

　　加速度傳感器: 是一種能夠測量加速力的電子設備
，可應用在控製、手柄振動和搖晃、儀器儀表

、汽車製動啟動檢測、地震檢測
、報警係統、玩具
、結構物
、環境監視
、工程測振
、地質勘探
、鐵路、橋梁、大壩的振動測試與分析
，以及鼠標，高層建築結構動態特性和安全保衛振動偵察上。

　　核輻射傳感器: 利用放射性同位素來進行測量的傳感器，適用於核輻射監測。

　　振動傳感器: 是一種目前廣泛應用的報警檢測傳感器
，它內部用壓電陶瓷片加彈簧重錘結構檢測振動信號，用於機動車
、保險櫃、庫房門窗等場合的防盜裝置中。

　　濕度傳感器: 分為電阻式和電容式兩種
，產品的基本形式都為在基片塗覆感濕材料形成感濕膜。空氣中的水蒸汽吸附於感濕材料後，元件的阻抗、介質常數發生很大的變化，從而製成濕敏元件，適用於濕度監測。

　　氣敏傳感器: 是一種檢測特定氣體的傳感器
，適用於一氧化碳氣體、瓦斯氣體
、煤氣
、氟利昂(R11、R12)

、呼氣中乙醇
、人體口腔口臭的檢測等。

　　位置傳感器: 用來測量機器人自身位置的傳感器，適用於機器人控製係統。

　　光敏傳感器: 是利用光敏元件將光信號轉換為電信號的傳感器
，適用於對光的探測; 還可以作為探測元件組成其他傳感器
，對許多非電量進行檢測。

　　光纖傳感器: 是(shi)將(jiang)來(lai)自(zi)光(guang)源(yuan)的(de)光(guang)經(jing)過(guo)光(guang)纖(xian)送(song)入(ru)調(tiao)製(zhi)器(qi)，使(shi)待(dai)測(ce)參(can)數(shu)與(yu)進(jin)入(ru)調(tiao)製(zhi)區(qu)的(de)光(guang)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)後(hou)，導(dao)致(zhi)光(guang)的(de)光(guang)學(xue)性(xing)質(zhi)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，稱(cheng)為(wei)被(bei)調(tiao)製(zhi)的(de)信(xin)號(hao)光(guang)，再(zai)經(jing)過(guo)光(guang)纖(xian)送(song)入(ru)光(guang)探(tan)測(ce)器(qi)，經(jing)解(jie)調(tiao)後(hou)，獲(huo)得(de)被(bei)測(ce)參(can)數(shu)
，適(shi)用(yong)於(yu)對(dui)磁(ci)、聲、壓力、溫度
、加速度
、陀螺
、位移
、液麵、轉矩、光聲、電流和應變等物理量的測量。

　　納米傳感器: 運用納米技術製造的傳感器
，應用領域為生物、化學
、機械
、航空、軍事等。

　　壓力傳感器: 是工業實踐中最為常用的一種傳感器，廣泛應用於各種工業自控環境
，涉及水利水電、鐵路交通
、智能建築、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井
、電力、船舶
、機床
、管道等眾多行業。

　　位移傳感器: 又稱為線性傳感器，它分為電感式位移傳感器、電容式位移傳感器、光電式位移傳感器
、超聲波式位移傳感器、霍爾式位移傳感器，主要應用在自動化裝備生產線對模擬量的智能控製。

　　激光傳感器: 利用激光技術進行測量的傳感器
，廣泛應用於國防、生產、醫學和非電測量等。

　　MEMS傳感器: 包含矽壓阻式壓力傳感器和矽電容式壓力傳感器，兩者都是在矽片上生成的微機械電子傳感器，廣泛應用於國防、生產、醫學和非電測量等。

　　半導體傳感器: 利用半導體材料的各種物理
、化學和生物學特性製成的傳感器
，適用於工業自動化、遙測、工業機器人、家用電器
、環境汙染監測、醫療保健
、醫藥工程和生物工程。

　　氣壓傳感器: 用於測量氣體的絕對壓強
，適用於與氣體壓強相關的物理實驗
， 也可以在生物和化學實驗中測量幹燥、無腐蝕性的氣體壓強。

　　紅外線傳感器: 利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器，常用於無接觸溫度測量
、氣體成分分析和無損探傷
，應用在醫學、軍事、空間技術和環境工程等。

　　超聲波傳感器: 是利用超聲波的特性研製而成的傳感器
，廣泛應用在工業
、國防
、生物醫學等。

　　遙感傳感器: 是測量和記錄被探測物體的電磁波特性的工具，用在地表物質探測、遙感飛機上或是人造衛星上。

　　高度傳感器: 其原理是測得滑臂與基準線夾角的大小來換算出相應的熨平板高度，用於高度測量。

　　地磅傳感器: 是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置，用於稱重。

　　圖像傳感器: 是利用光電器件的光電轉換功能
，將其感光麵上的光像轉換為與光像成相應比例關係的電信號“圖像”的一種功能器件，廣泛用於自動控製和自動測量，尤其是適用於圖像識別技術。

　　厚度傳感器: 測量材料及其表麵鍍層厚度的傳感器
，用於厚度測量。

　　微波傳感器: 是利用微波特性來檢測一些物理量的器件

，廣泛用於工業

，交通及民用裝置中。

　　視覺傳感器: 能從一整幅圖像捕獲光線數以千計的像素，工業應用包括檢驗
、計量
、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。

　　空氣流量傳感器: 是測定吸入發動機的空氣流量的傳感器，適用於汽車發動機。

　　傳感器核心，在於聯網應用

　　2009年中國傳感器市場研究報告指出，據不完全統計
，目前我國已有1688家企事業單位從事傳感器的研製
、生產和應用，其中從事MEMS(因為在iPhone(手機上網)和Wii等產品中的成功使用而受到廣泛關注和大力發展)研製生產的企業已經有50多家。我國的傳感器同國外水平相比，新品研製仍落後國際水平5～10年，而規模生產技術則落後10～15年。

　　傳感器解決的是“上行”的感知和監測問題

，要實現控製
，還需要“下行”的執行器(如閥門等)來實現完整的“管控一體化”。 執行器也是目前物聯網討論中往往被忽視的一環，它的原理和分類和傳感器基本類似，這裏不再細述。

　　傳統的傳感器(包括執行器)是物聯網產業的一個關注點
，但筆者認為物聯網的核心還是“聯網”和應用
，傳感器是“點”的問題
，不是“麵”的問題，我們在傳統傳感器領域的落後狀況對我國在物聯網領域力爭世界產業發展製高點的努力不會起決定性的製約作用。

　　傳感網研究人群一般把傳感網和傳感器都當做感知層來對待。傳感網既然是“網”，本應該屬於傳輸層，但有一些和傳感器合為一體的傳感網應該屬於感知層，因此筆者認為傳感網介於傳輸層和感知層之間。圖2所示的ESN(Environmental Sensor Networks
，環境傳感網)
、OSN(Object SensorNetworks
，物體傳感網)，以及前文中提到的VSN、BSN都屬於“二合一”的感知層。此外，RFID其實也是傳感器和傳感網“二合一”的技術和應用。

　　剖析傳輸層

　　上期文章在談到DCM劃分時曾經提到過傳輸層主要分有線和無線兩種通信方式，目前業界在談論物聯網時，往往對無線通信方式談得很多，RFID、傳感網、3G等都屬於無線通信範疇，尤其是大家對3G技術寄予厚望 。筆者認為，目前兩種通信方式對物聯網產業來說可能處於同等重要、互相補充的作用，例如，工業化和信息化“兩化融合”業務中大部分還是有線通信，智能樓宇等領域也還是以有線通信為主。

　　勿wu庸yong置zhi疑yi，有you線xian通tong信xin將jiang來lai會hui成cheng為wei物wu聯lian網wang產chan業ye發fa展zhan的de主zhu要yao支zhi撐cheng，但dan無wu線xian通tong信xin技ji術shu也ye是shi不bu可ke或huo缺que的de。下xia麵mian我wo們men對dui兩liang種zhong技ji術shu的de應ying用yong範fan圍wei做zuo了le一yi些xie歸gui類lei整zheng理li，也ye許xu會hui對dui大da家jia在zai物wu聯lian網wang實shi際ji應ying用yong中zhong考kao慮lv該gai選xuan擇ze哪na種zhong技ji術shu時shi有you所suo幫bang助zhu。

　　物聯網之有線通信傳輸層

　　有線通信技術可分為短距離的現場總線(Field Bus，也包括PLC電力線載波等技術)和中
、長距離(WAN)的廣域網絡(包括PSTN、ADSL和HFC數字電視Cable等)兩大類。

　　由於現場總線種類繁多，已存在巨大的部署量

，難以通過一個通用網絡協議標準化，在工業信息化
、樓宇自控等行業應用中，一般需要物聯網軟件、中間件(如同方的ezM2M物聯網業務基礎中間件)通過軟件總線(如MQ，ESB等)加適配器(Adaptor)的方式實現高效率的互聯互通。

　　現有的電信網、有線電視網和計算機網是物聯網業務可以利用的中


、長(chang)距(ju)離(li)有(you)線(xian)網(wang)絡(luo)。還(hai)有(you)一(yi)些(xie)和(he)這(zhe)三(san)大(da)網(wang)絡(luo)規(gui)模(mo)相(xiang)當(dang)的(de)未(wei)公(gong)開(kai)的(de)覆(fu)蓋(gai)全(quan)國(guo)的(de)專(zhuan)網(wang)
，如(ru)公(gong)安(an)係(xi)統(tong)的(de)專(zhuan)網(wang)
，據(ju)說(shuo)國(guo)家(jia)電(dian)網(wang)的(de)專(zhuan)網(wang)比(bi)有(you)線(xian)電(dian)視(shi)網(wang)規(gui)模(mo)還(hai)要(yao)大(da)。

　　有線廣域網在物聯網應用中的一個劣勢就是眾所周知的IP地址不夠的問題
，在IPv6未全麵實施之前，這個問題將製約有線網在物聯網業務中的使用。而無線廣域網可以通過發SIM卡(電話ID號碼)的方式解決每個智能物件對應一個ID(號碼)的問題。盡管如此，中國電信、歌華有線等以有線網絡為主的營運商也都有宏大的物聯網業務計劃，例如在智能家庭網關(Home Gateway)領域
，歌華有線憑借機頂盒的部署基礎占據一定優勢。

　　物聯網之無線通信傳輸層

　　和有線通信一樣，無線通信也可分為長距離的無線廣域網(WWAN)和中
、短距離的無線局域網(WLAN)，但無線網絡中還有一種超短距離的WPAN(無線個人網
，Wireless Personal Area Networks)類別。

　　傳感網主要由WLAN或WPAN技術作為支撐，結合傳感器。 “傳感器”和“傳感網”二合一的RFID的傳輸部分也是屬於WPAN或WLAN。