值得关注的12种物联网传感器类型

今天，物联网连接比以往任何时候都能使所有类型的物理传感器直接将其数据发送到虚拟仪表板，整个过程几乎不需要人的互动。

这要归功于物联网技术的最新进展，如蜂窝物联网和LPWAN（低功耗广域网），这些技术从根本上改变了传感器的使用方式——从偶尔的测量到跨多个工业和消费应用的连续、实时远程监控。

说起来，传感器并不完全是一个新事物。

传感器主要用于测量现实世界中的变量，如温度或压力，早期的传感器设备可以追溯到1500年。

正如一篇博客文章中指出的那样：

温度测量已经存在了很久，最早可以追溯到公元150年。但是，据估计，温度计的真正科学发展到1500年才开始。多年来，不同类型的温度计被开发出来。

人类总是觉得需要比以往更快、更准确、更有效地测量事物。这是我们的天性，也正是物联网传感器崛起的原因。
到底什么是“IoT”传感器？

在物联网还没有出现之前，市场上已经有很多类型的测量设备，包括温度计、磁力计（其中指南针是一个显著的例子）、高度计等等。

这个清单永远不会结束。

在这些设备中使用的传感器是为了检测、测量和报告一次一个真实世界的变量。它们的全部目的是帮助我们以"任何人"都能理解的可测量、通用的方式来理解我们周围的世界。

见过飞行员的驾驶舱吗？

飞行员的驾驶舱里装满了飞行仪表，如高度计和油量表等。这些仪表盘中充满了飞行仪器，报告着来自各种类型传感器的可变数据，比如，燃料水平、系统压力等。

下一代物联网传感器的发展目的也是如此——通过使用物联网模块，将其数据汇总并直接发送到物联网仪表板，从而使其更快、更容易地做出重要决策。

此外，预测性维护是物联网传感器有望改变制造业和工业运营方式的关键领域之一。当然其他有趣的物联网应用也在不断上升。

下面，我们将查看12种正在实现这些用例的物联网传感器类型，以及来自不同制造商的一些传感器设备示例。
物联网的12种传感器类型：

1.压力传感器

压力传感器是测量气体或液体中的压力（阻止流体膨胀所需的力）的设备，可以有各种尺寸和形状，它们是物联网传感器的最受欢迎的例子之一。

压力传感器有不同的类型。

比如气压计，它包含在大多数气象站中，旨在测量大气压力的变化。

再比如气体压力传感器，旨在监测气体中的压力变化，特别是在石油、能源和公用事业应用中。

虽然从技术上讲，称重传感器不是压力传感器，但事实上它是压力传感器的一种变体，在测量重量（如动物重量，或油罐或筒仓的液位）时，可以作为一种首选方法。

这些类型的传感器构成了我们的天然气和能源基础设施的骨干，因为如果没有它们，我们将无法监测系统压力。将物联网模块连接到这些传感器中的一个，您的数据就可以在计算机屏幕上显示出来。

2.光传感器

光传感器也称为光电设备或光电传感器，它是将光能（光子）转换成电能（电子）的无源光电器件。生活中，光传感器比您想象的要普遍得多。

就像压力传感器一样，光传感器可以满足各种目的，并广泛用于亮度控制，安全性甚至农业。

在农业中，测量土壤吸收的光是关键。因此，通过光传感器跟踪光线的变化，对于天气监控以及在农业中的应用非常有用。

光传感器也可以是运动传感器的一种更简单，更具成本效益的替代方案，例如在酒店房间，仓库或走廊中进行存在检测。

智能光物联网传感器专为工业和消费者使用而设计（来源：Enlighted）

3.温度和湿度传感器

温度和湿度传感器与上面介绍的两种传感器一样受欢迎，并被广泛使用。湿度通常与温度一起被跟踪，它们被捆绑在一起，放在预制的物联网模块中。

一方面，温度传感器测量源中的热能量，它们的目的是测量温度变化。另一方面，湿度传感器测量各种气体在大气中的水蒸气量。

温度监测是工业环境中常见的使用案例，在这种情况下，机器需要长期在一定的温度下运行。

温湿度传感器日常使用案例包括：

食品安全合规

医疗保健和酒店业的冷链监控

仓库和库存管理

暖通空调系统监控

4.陀螺仪和加速度传感器

很多人应该已经认识了陀螺仪和加速度计。它们是让你的智能手机感知手机是直立还是横屏模式的传感器，它们被广泛应用于手机游戏设计中。

在物联网应用方面，这些小传感器和你手机中使用的传感器一样受欢迎。即使它们存在差异，但大多数加速度计芯片也带有陀螺仪，因此我们将它们合并到一个部分。

两者之间的区别如下：

陀螺仪是一种利用地球重力来帮助确定方向的设备。它的设计包括一个称为转子的自由旋转盘，该盘安装在更大，更稳定的车轮中心的旋转轴上。当轴旋转时，转子保持静止以指示中心重力拉力，从而指示向下的方向。

加速计是一种设计用于测量非重力加速度的紧凑型设备。当它所集成的物体从静止到任何速度时，加速度计被设计成对这种运动相关的振动作出反应。

在物联网中，加速度计是振动传感器的核心，它可以将加速度数据转化为振动频率(也就是Gs转化为Hz!)，常用于检测工业机器的非正常运行。

陀螺仪可用于确定GPS跟踪物体的移动方向，以及天气和清洁能源应用中的风向。

物联网陀螺仪和加速度传感器的例子。

5.近距离和运动传感器

作为一种非常常见的设备，接近传感器被应用在无数的物联网应用中。近距离传感器能够在没有任何物理接触的情况下，通过发射电磁场或一束电磁辐射（如红外线）并寻找场中的变化来检测附近物体的存在。

这些设备中的一些也被称为距离传感器，它们使用超声波来测量其自身与被检测物体之间的距离。

接近传感器可能会与运动传感器混淆，但它们不是同一件事。接近传感器可以通过测量与物体的距离来检测运动，而PIR（热释电红外）传感器是一种很好的低成本，专用于运动检测的替代方法，因为它们的输出大多为二进制：1或0。

这些传感器通常用于运动检测器，可用于从打开灯到在可疑运动的情况下向警方报警。

物联网近距离和运动传感器的例子：

6.流量和气体传感器

流量传感器是用于测量运动液体或气体的流量或数量的设备，它们与气体传感器有些相关，后者是检测和识别不同类型气体的电子设备。

流量传感器包括用于测量液体和气体流量的所有类型的设备。用例包括工业过程监控，HVAC以及天然气和水管理应用。

智能计量是流量传感器影响最大的领域之一。在这里，超声波流量计与IoT模块配对以将数据发送到远程位置。

随着NB-IoT和LTE-M等蜂窝物联网技术的出现，以及对公用事业公司和最终用户的明显好处，预计到2025年流量，气体和电传感器将显着增长。

这清楚地表明了智能计量的强劲趋势以及这些类型的工业用途传感器的总体使用增加。

从气体传感器的角度来看，这些传感器传统上是笨重的设备，直到最近才变成低功率的自适应设备，以监控本地环境中的空气质量。

物联网气体和流量传感器的示例：

7.声音传感器

相比之下，声音传感器没有像其他类型的传感器那样被广泛使用，但是由于它们的独特属性和有趣的用例，它们仍然值得一提。

首先，什么是声音传感器？

声音传感器定义为通过强度检测声波并将其转换为电信号的模块。设备检测到强度变化时，可以将数据发送回仪表板。

像Seeed Studio提供的那种简单的声音传感器相当便宜，它们可以帮助您找出一些不同的用例。例如，在原本安静的房间中检测声音的存在。

还有一些录音机，不仅可以检测声音，而且可以在强度变化时立即记录下来，这在安全性方面特别有用。

最后，一个高级用例涉及到所谓的声/噪级计；在整个频率范围内评估噪声的设备。

这些允许更复杂的环境噪声计量应用。

8.湿度传感器

湿度传感器是近期农业发展的关键，可让农民不断监测土壤健康。土壤条件在整个生长期都在不断变化，由于土壤和水监测的最新发展，正在从田间实时测量中获取关键信息，从而帮助农民做出更快，更准确的作物生产决策。

大多数湿度传感器都是单点的，这意味着它们可以在单个固定位置测量土壤中的水分。

这种传感器应安装在农作物田地的多个位置，以提高测量精度。

深度在这里也起着重要的作用，因为灌溉的效果在不同的水平上可能更强或更弱。防潮设备通常配备长探针，可深入土壤并测量不同深度的水分。

9.图像传感器

传感器是一个收集物理世界信息的设备，以提供一组随时间变化的测量值。在同样的逻辑下，我们可以把摄像头看作是一个二维光学/红外传感器，提供随时间变化的测量矩阵。

摄像头作为一种传感机制被广泛使用，从人员统计应用到AI驱动的模式识别。

10.磁传感器

磁性传感器在消费和工业应用中均用于检测大型金属物体，例如汽车，面板，外壳等。这些设备可检测磁场的变化和干扰，例如通量，强度和方向。

物联网中通常使用三种类型的磁传感器：

1.TMR（隧道磁阻）传感器

2.簧片开关

3.霍尔效应传感器

隧道磁阻是一个相当复杂的量子力学现象。但是，TMR传感器在测量工业，汽车（例如自动泊车和自动驾驶汽车）和消费者应用中的机械位移和运动方面正变得越来越流行。

簧片开关是一种通过磁场操作的电气开关。这些开关可以由电磁线圈致动，它们通常用于安全系统中，以控制电流并在检测到有害访客的情况下触发动作。

霍尔效应传感器则用于测量磁场强度。

11.空气质量传感器

尽管空气质量和水质量是几种类型的传感器联合使用的功能，但我们认为它们都应该有自己的类别。

当我们谈到空气质量时，首先想到的是污染。但我们如何测量它呢？通过使用所谓的颗粒物传感器。根据空气中颗粒的大小，这些传感器主要包括两种类型。

PM10

PM2.5

颗粒较大（一般为10微米，故名）时，能检测前者的颗粒物传感器比较常见。检测2.5微米及更小的细颗粒物就会逐渐变得困难。

正如前几节所讨论的那样，气体传感器在识别空气中的变化方面也发挥了巨大的作用，它们通常与PM传感器一起嵌入。

12.水质传感器

水是我们大多数人认为理所当然的东西，但世界上许多人并不能清楚地获得这一重要资源。即使有，其质量也可能很差或直接有毒。

这就是水质传感器的用武之地。

有几个变量会影响水质，其中一些变量可以通过传感器进行物理测量，比如：

pH值传感器

浊度传感器

ORP（氧化还原电位）传感器

当结合使用时，这些传感器构成了一幅完整的水质图。例如，以下是美国地质调查局对pH值的介绍：

pH值是衡量水中游离氢离子和羟基离子的相对数量。游离氢离子多的水是酸性的，而游离羟基离子多的水是碱性的，pH值会受到水中化学物质的影响，是水发生化学变化的重要指标。

基于此，pH值传感器通过观察水质的碱度，在监测水质方面发挥了巨大的作用。浊度传感器通过测量水中悬浮固体散射的光量来发挥类似作用。光线越少意味着水质越差。

最后，氧化还原电位传感器可测量溶液作为氧化剂或还原剂的能力，可用于游泳池中测量氯的氧化能力。

以上就是物联网世界中，值得我们关注的12种传感器。

文章有删减，来源：传感器专家网，作者：AGUSTIN PELAEZ

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/NILaUv8bIF87vj_TKJ8How