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第一、传感器的技术问题
一个性能优良的传感器是属于工业物联网的基础,如果说传感器本身都不够好的话,那么在之后的使用中也会存在很多的问题,物联网的要求是需要更加准确,更加智能,更加高效,通过传感器,就可以做到这几点,尤其是智能数据采集技术也是一个全新的发展方向,是成为当前人们会了解的一项技术。
第二、设备兼容的技术
大部分的情况下,企业会在现有工业系统的基础上完成对工业物联网的改造,所以如何能确保使用的传感器与原来设备的传感器兼容,更是成为物联网推广所面临的问题。传感器的兼容问题,也是很重要的,目前很多的工业总线网络中,还是采用了普遍的协议,已经很好解决了兼容性的问题,直接丰富了整个物联网系统的组成,也会让整个物联网之后的发展中更加轻松,能朝着一个不错的方向发展。
1)安全隐私
如射频识别技术被用于物联网系统时,RFID标签被嵌入任何物品中,比如人们的日常生活用品中,而用品的拥有者不一定能觉察,从而导致用品的拥有者不受控制地被扫描、定位和追踪,这不仅涉及到技术问题,而且还将涉及到法律问题。
2)智能感知节点的自身安全问题
即物联网机器/感知节点的本地安全问题。由于物联网的应用可以取代人来完成一些复杂、危险和机械的工作,所以物联网机器/感知节点多数部署在无人监控的场景中。那么攻击者就可以轻易地接触到这些设备,从而对它们造成破坏,甚至通过本地操作更换机器的软硬件。
3)假冒攻击
由于智能传感终端、RFID电子标签相对于传统TCP/IP网络而言是“裸露”在攻击者的眼皮底下的,再加上传输平台是在一定范围内“暴露”在空中的,“窜扰”在传感网络领域显得非常频繁、并且容易。所以,传感器网络中的假冒攻击是一种主动攻击形式,它极大地威胁着传感器节点间的协同工作。
4)数据驱动攻击
数据驱动攻击是通过向某个程序或应用发送数据,以产生非预期结果的攻击,通常为攻击者提供访问目标系统的权限。数据驱动攻击分为缓冲区溢出攻击、格式化字符串攻击、输入验证攻击、同步漏洞攻击、信任漏洞攻击等。通常向传感网络中的汇聚节点实施缓冲区溢出攻击是非常容易的。
5)恶意代码攻击
恶意程序在无线网络环境和传感网络环境中有无穷多的入口。一旦入侵成功,之后通过网络传播就变得非常容易。它的传播性、隐蔽性、破坏性等相比TCP/IP网络而言更加难以防范,如类似于蠕虫这样的恶意代码,本身又不需要寄生文件,在这样的环境中检测和清除这样的恶意代码将很困难。
6)拒绝服务
这种攻击方式多数会发生在感知层安全与核心网络的衔接之处。由于物联网中节点数量庞大,且以集群方式存在,因此在数据传播时,大量节点的数据传输需求会导致网络拥塞,产生拒绝服务攻击。
7)物联网的业务安全
由于物联网节点无人值守,并且有可能是动态的,所以如何对物联网设备进行远程签约信息和业务信息配置就成了难题。另外,现有通信网络的安全架构都是从人与人之间的通信需求出发的,不一定适合以机器与机器之间的通信为需求的物联网络。使用现有的网络安全机制会割裂物联网机器间的逻辑关系。
8)传输层和应用层的安全隐患
在物联网络的传输层和应用层将面临现有TCP/IP网络的所有安全问题,同时还因为物联网在感知层所采集的数据格式多样,来自各种各样感知节点的数据是海量的、并且是多源异构数据,带来的网络安全问题将更加复杂
标准化:不以规矩,不成方圆,没有实现标准化相当没有规则,目前亟待相关部门根据实际情况出台标准化规范化建设。
硬件设备:目前,在硬件设备方面,仍然处于发展阶段,存在着巨大的障碍,这主要体现在当下各种传感器无论是在技术上还是在成本上仍未进入有序的良性循环轨道,仍需要靠市场来进行培育。
软件方面:在软件方面也是有待进一步开发和突破,数据处理的关键性技术——人工智能技术,就目前的水平来看,虽然市面上有很多物联网云平台,但仍然需进一步优化。
综合上所述,现阶段的物联网仍处于发展期,但相信在需求的支撑下,物联网发展所面临的绝大多数问题都是可以克服,毕竟,技术问题可以通过创新去解决;成本问题可以通过规模去解决;用户数量问题可以通过增加应用的方式去解决;商务模式问题可以通过实践去解决。
人们借助于眼、耳、口、鼻等感觉器官来从外界获取信息,但是在研究自然现象和生产活动中,单靠人们自身感官的功能就远远不够了。物联网传感器正是在这种情况下应运而生,可以说,传感器是人类五官的延长,又被称之为“电五官”。
新技术革命的到来,使得世界正在从移动互联网向万物互联的新时代过渡,彼时,不光人与人,人与物、物与物之间都能实现互联,由此产生的海量数据将会彻底改变人们的生活,甚至重塑整个商业社会。而这其中,以传感器为核心的传感技术是数据采集的入口,是物联网的神经末梢,是所有系统获取数据信息的唯一方式和手段,也是实现大数据分析的基础与核心。
从物联网的四层架构来看,感知层位于通信层、平台层和应用层的底部,也就是整个物联网金字塔的奠基,如果没法准确可靠的从物理实体中获得数据,物联网无异于空中楼阁。
目前,物联网传感器已经渗透到诸如工业生产、农业种植、商业服务等各个领域,从智慧城市到智能制造,从智慧医疗到智能家居,传感器早已无处不在。
在传统农业中,人们获取农田信息的方式很有限,主要是通过人工测量,不但不够及时、精确,还会消耗大量的人力。例如,人们从很早就注意到了二氧化碳浓度、温湿度对食用菌等温室作物生长的影响,但基本沿用老办法,让工作人员每天去每个大棚里用检测仪检测二氧化碳浓度,然后开启风机,打开侧窗、天窗。但是现在,通过使用无线传感网络可以有效快速获取精确的作物环境和作物信息,如果能进一步将系统与天窗、风机等产生联动,将大大节省人力,提高效率。此外,在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、畜禽舍环境状况以及大面积的地表检测等方面,传感技术正在发挥着越来越重要的作用。
在工业领域,工业传感器技术已成为各工业企业在高新技术发展方面争夺的一个制高点。据相关机构预测,到2020年工业传感器市场规模将达308亿。自动化生产过程中,传感器更是必不可缺的基础元器件,制造商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,保障产品达到最好的质量。而且如果能进一步将传感器技术和物联网平台技术结合,还可能在设备出现故障之前就提前发现问题,这即是所谓的“预测性维护”,由此,制造商可以从被动服务变成主动服务,并由此开拓以服务为中心的新商业模式。
在智能家居等商业领域,传感器同样发挥着巨大的作用。理想情况下,智能互联的家居应该能够想人们所想,感人们所感,不用人们手动操控就自己做出一些明智决策。比如,热红外传感器可以检测到人体的存在,当我们在看电视的时候,离开电视机三分钟后,传感器检测不到人体了,电视机就自动进入休眠状态,再过两分钟要还没有人,就可以自动关机了。同理,传感器也可以在智能空调中起到作用,它能判断人在屋内的位置,并把空调的风向转向相应的对象。家庭安防也离不开传感器,在家里安装一个超声波传感器后,一旦有人进来,整个超声波波形发生改变,接受器就会及时发出警报。
“物联天下、传感先行”已经成为当今物联网行业的普遍共识。随着物联网向各个垂直行业进一步深入拓展,传感器行业将随之被引爆。万亿级别的物联网市场规模意味着传感器市场的巨大前景,这对村田制作所这样的公司来说,即是机遇,亦是挑战
1.由于安装不当导致读数错误
许多人都在尝试确认传感器正常工作的过程中经历反反复复的试验循环过程。他们之所以会如此,是因为他们通常想当然地认为之所以反复试验还无法令传感器正常工作,是由于传感器本身存在问题,比如传感器内部布线出现了问题。
但是,倘若安装方式不正确,也会导致发生读数异常。比如,检测金属是否存在的传感器不能附着到被检测的金属上面,传感器和它要识别的金属表面之间必须隔开一定的空间,否则可能会导致读数错误。对于这种故障,最简单的解决方法就是改变传感器的安装位置。
2.压力传感器中的校准漂移
食品和饮料公司通常会在工厂中使用压力传感器,以保证生产环境符合相关法规和质量标准。但是,如果压力传感器上面发生冷凝现象,则可能会导致既定的校准失效,或称“校准漂移”。当发生这种情况时,根据压力传感器的数据操作生产设备的工人可能不知道已经发生了故障。有的时候,校准失效或者没有进行校准会导致生产过程中断。
在那些必须进行仪器校准并必须保证校准有效性的环境中,许多客户会选择那些不太可能出现校准漂移的压力传感器。此外,工程师还可以通过部署通风系统,促进空气流动,以防止冷凝现象的发生。
3.印刷电路板(PCB)的问题
印刷电路板(PCB)是智能手机、物联网设备等许多广受欢迎的电子产品中必不可少的一个组件。但是,如果PCB制造商和设计人员不注意,使得PCB和它周围的任何传感器出现问题,则很有可能会导致产品故障。首先,对于大多数PCB来说,最好避免进行90度角的布线,因为这种布线方式往往会增加电磁干扰,而过量的电磁干扰会导致出现产品缺陷。
此外,使用可制造性设计(DFM)有助于PCB制造商避免出现可能会在生产过程中浮现的问题。对PCB进行可制造性设计检查,检查PCB上的器件布局是否可能破坏制造和装配过程。比如,当您在一款物联网设备中使用了多个传感器时,请记住,你有必要检查PCB的发热区域,并评估可能的温度变化以及这种温升是否会破坏传感器。
4.由于网络安全漏洞导致的故障
在消费电子产品中,物联网设备是使用传感器的最常见产品品类。现在的家庭正在迅速习惯家中部署的多个物联网设备,但是在这里有一个重要的问题,就是物联网设备通常没有或者严重缺乏安全保障措施。
中国物联网在快速发展的过程中,面临以下几个主要问题:
1. 安全和隐私问题:物联网连接了大量设备和传感器,使得网络安全和数据隐私面临更大的挑战。物联网设备容易成为网络攻击的目标,数据泄露和未经授权访问的风险也增加。
2. 标准和互操作性:由于物联网涉及各种不同的设备和平台,标准和互操作性问题成为制约发展的重要因素。设备之间的互联互通需要通用的通信协议和数据交换标准。
3. 数据管理与利用:物联网产生的大量数据需要进行有效的管理和利用,以提供有价值的洞见和服务。在数据采集、存储、处理和分析方面,还需要进一步完善技术和机制。
4. 能耗和可持续性:物联网设备的大规模应用和部署对能源消耗和环境影响提出了挑战。更多的设备和连接对能源供应和环境负荷产生压力,需寻找能耗低、可持续的解决方案。
5. 法律和监管:物联网的快速发展涉及到一系列法律和监管问题,如数据隐私保护、网络安全法规、设备认证等。建立健全的相关法律法规和监管机制是保障物联网健康发展的重要保障。
这些问题需要技术研发、政策支持、标准制定和行业共同努力来解决。随着技术的不断进步和各方的合作,相信这些问题将逐步得到应对和解决,推动物联网行业的发展。
传感器在物联网中扮演着重要的角色,它们用于收集环境中的各种数据,并将这些数据传输到物联网平台进行分析和应用。以下是传感器在物联网中的应用和研究领域的简单介绍:
1. 环境监测:传感器可以用于监测和收集环境参数,如温度、湿度、气压、空气质量等。这些数据可以用于环境监测、天气预测、气候变化研究等。
2. 智能家居:传感器在智能家居系统中起到关键作用。它们可以检测人体存在、光线水平、温度、烟雾等信息,从而实现自动调节照明、温度、安全警报等功能。
3. 物流和供应链管理:传感器可以用于追踪和监测货物的位置、温度、湿度等信息,从而实现物流过程的实时监控和优化。这对于提高物流效率、降低成本和确保货物安全具有重要意义。
4. 健康监护:传感器可以用于监测人体健康状况,例如心率、血压、体温等。这些数据可以用于远程健康监护、疾病预防和提供个性化医疗服务。
5. 城市管理:传感器网络可以应用于城市基础设施的监测和管理,如交通流量监控、垃圾桶的智能管理、水质监测等。这有助于提高城市的可持续性、效率和居民生活质量。
6. 农业和环境保护:传感器可用于农业领域,例如土壤湿度传感器、气象传感器等,用于优化灌溉和农作物管理。此外,传感器还用于环境监测、水质监测等领域,以帮助环境保护和可持续发展。
此外,传感器在工业自动化、交通管理、智能能源管理等领域也有广泛的应用和研究。
传感器的不断发展和创新为物联网提供了更多可能性和机会。通过传感器技术的进步,我们可以更好地理解和利用物理世界的数据,实现更智能、高效、可持续的生活和工作环境。
希望这个简单的介绍对你有所帮助。如有任何进一步的问题,请随时提问。
温湿度传感器和物联网通过相互感知进行通讯
以互联网为基础,使人与物、物与物之间相互感知,相互通信。
就是要把传统事物、工具等接入互联网,通过传感器,摄像头等把信息传递给用户使用者,用户可通过这些数据进行网络或直接控制,也可设定预定值,当传感器监测到预定值时按照直接设定好的程序进行自动化运作,完成物物互联。
例如物联网大棚,大棚有通风,灌溉,施肥,光照等设备组成,建立物联网就在大棚安装摄像头,温湿度传感器等,把通风卷帘机,灌溉水泵,施肥泵,补光灯等电源控制都接入互联网,用户可以通过监控和温湿度传感器体现的信息判断是开启通风还是开启灌溉水泵,当然也可以设定一个预期值,让设备自动工作,如设定温度传感器数值低于十度,就自动降下卷帘保温,高于多少温度就自动卷帘通风,湿度传感器也一样,低于设定湿度就开启灌溉泵…等等