物聯(lián)網(wǎng)的快速增長(zhǎng)和普及帶動(dòng)了智能傳感器的強(qiáng)勁需求，下面我們列出六大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，來(lái)探討一下智能傳感器在每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)趨勢(shì)。智能智慧城市、智能交通、智能電網(wǎng)、智能樓宇、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療。

智慧城市是指使用信息和通信技術(shù)（ICT）框架來(lái)改善城市管理并鼓勵(lì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的城市。ICT與連接的網(wǎng)絡(luò)（IoT）進(jìn)行交互，它可以接收，分析和傳輸有關(guān)當(dāng)前狀況和事件的數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)包括可城市更高效或更易訪(fǎng)問(wèn)的任何設(shè)備，包括手機(jī)、智能車(chē)輛、安全攝像機(jī)，以及嵌入在道路中的傳感器等。

智慧城市的三個(gè)主要特征是：物理和技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施、環(huán)境監(jiān)測(cè)和響應(yīng)能力，以及為公民提供的智慧服務(wù)�！　�

一個(gè)智慧的城市由三個(gè)層次構(gòu)成。首先是技術(shù)基礎(chǔ)，其中包括大量的智能手機(jī)和通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)連接的傳感器；第二層由特定應(yīng)用組成，要將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為警報(bào)、洞察和行動(dòng)都需要適當(dāng)?shù)墓ぞ�；第三層是城市、企業(yè)和公眾的利用情況。許多應(yīng)用只有在被廣泛采用并設(shè)法改變行為的情況下才能成功，比如引導(dǎo)人們?cè)谙掳鄷r(shí)間使用公共交通、改變路線(xiàn)、減少能源和水的消耗，或在一天中的不同時(shí)間段使用，以及通過(guò)預(yù)防性自我保健減少醫(yī)療保健系統(tǒng)的壓力等。

在智慧城市中，傳感器、攝像頭、無(wú)線(xiàn)設(shè)備和數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了關(guān)鍵的基礎(chǔ)架構(gòu)。其中傳感是智能基礎(chǔ)架構(gòu)的核心，傳感器是城市景觀(guān)中隱藏但無(wú)處不在的組成部分，是任何智能控制系統(tǒng)的重要組成部分。

傳感器網(wǎng)絡(luò)包括聲學(xué)、激光雷達(dá)、雷達(dá)、3D攝像頭傳感器、環(huán)境傳感器、流量傳感器、氣體傳感器以及濕度和溫度傳感器等。集成的傳感器系統(tǒng)有助于與應(yīng)用和集中式平臺(tái)建立無(wú)縫互連的網(wǎng)絡(luò)。

為特定目的而建立的傳感器網(wǎng)絡(luò)（例如路燈）可以啟用其他幾個(gè)連接的應(yīng)用，例如環(huán)境監(jiān)控、公共安全，這種集中式網(wǎng)絡(luò)將有助于減少重復(fù)的投資成本，并且不需要多個(gè)單獨(dú)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。

未來(lái)智慧城市主要利用四大傳感器技術(shù)來(lái)擴(kuò)展其智慧功能——電子傳感器、紅外傳感器、熱傳感器以及接近傳感器和激光雷達(dá)傳感器。

電子傳感器：電子傳感器部署在環(huán)境監(jiān)視傳感器和速度計(jì)傳感器中，這些傳感器通常部署在智慧城市網(wǎng)絡(luò)中以執(zhí)行各種任務(wù)，例如監(jiān)視電源和電流水平以進(jìn)行故障檢測(cè)。

紅外傳感器：紅外傳感器有助于在動(dòng)態(tài)和不穩(wěn)定的環(huán)境中無(wú)偏見(jiàn)地生成數(shù)據(jù)，從而有助于智慧城市中的決策。

雷達(dá)傳感器可利用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)分析重要的現(xiàn)場(chǎng)信息。

熱傳感器：熱傳感器對(duì)能量分布進(jìn)行精確跟蹤，而其他智能傳感器則可以管理需求側(cè)能量。因此，智能電網(wǎng)傳感器有助于提高能源效率。

接近傳感器和激光雷達(dá)傳感器：幫助開(kāi)發(fā)自動(dòng)車(chē)輛系統(tǒng)，這對(duì)于使城市完全智能化至關(guān)重要。　　

智能交通就是利用各種智能技術(shù)和裝備，推動(dòng)交通的數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化。其中，網(wǎng)聯(lián)化對(duì)于智能交通的發(fā)展至關(guān)重要。利用物聯(lián)網(wǎng)，可以讓交通各環(huán)節(jié)和各方面成功聯(lián)網(wǎng)，不僅能有效增強(qiáng)交通監(jiān)管、升級(jí)交通服務(wù)，同時(shí)還能進(jìn)一步完善現(xiàn)有交通業(yè)態(tài)。

智能交通系統(tǒng)(ITS)應(yīng)用在城市交通中主要體現(xiàn)在微觀(guān)的交通信息采集、交通控制和誘導(dǎo)等方面，通過(guò)提高對(duì)交通信息的有效使用和管理來(lái)提高交通系統(tǒng)的效 率，主要是由信息采集輸入、策略控制、輸出執(zhí)行、各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。

信息采集子系統(tǒng)通過(guò)傳感器采集車(chē)輛和路面信息，策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)(如通行量最大、或平均候車(chē)時(shí)間最短等)運(yùn)用計(jì)算方法(例如模糊控制、遺傳算法等)計(jì)算出最佳方案，并輸出控制信號(hào)給執(zhí)行子系統(tǒng)(一般是交通信號(hào)控制器)，以引導(dǎo)和控制車(chē)輛的通行，達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。

在智能交通系統(tǒng)里，傳感器就如同人的五官一樣，發(fā)揮著不可替代的重要作用，并且在交通運(yùn)輸?shù)母鱾�(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，由無(wú)線(xiàn)傳感器構(gòu)成的傳感網(wǎng)絡(luò)具備優(yōu)良特性，可以為智能交通系統(tǒng)的信息采集提供一種有效手段，而且可以檢測(cè)路口各個(gè)方向上的車(chē)輛，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，改進(jìn)簡(jiǎn)化、改進(jìn)信號(hào)控制算法并提高交通效率。

此外，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)還可以應(yīng)用于執(zhí)行子系統(tǒng)中的控制子系統(tǒng)和引導(dǎo)子系統(tǒng)等方面，如改進(jìn)信號(hào)控制器，實(shí)現(xiàn)智能交通系統(tǒng)的公交優(yōu)先功能。而位置傳感器能夠有助實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排等功能。

傳感器除了能幫助追蹤高速公路實(shí)時(shí)路況之外，還能提供駕駛行駛時(shí)間的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將會(huì)以動(dòng)態(tài)消息標(biāo)志(DMS)陳列在高速公路的上方供駕駛參考。大量數(shù)據(jù)亦有助于交通規(guī)劃，為未來(lái)的高速公路改善計(jì)劃與決策提供更多有利信息，助力智能交通行業(yè)的建設(shè)。

智能電網(wǎng)

智能電網(wǎng)是通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)能源資源開(kāi)發(fā)、轉(zhuǎn)換（發(fā)電）、輸電、配電、供電、售電及用電的電網(wǎng)系統(tǒng)，通過(guò)智能管理可以實(shí)現(xiàn)精確供電、互補(bǔ)供電、提高能源利用率、供電安全，以及節(jié)省用電的目標(biāo)。

智能電網(wǎng)的好處在于減少二氧化碳排放、節(jié)約能源和減少停電，而建立智能電網(wǎng)所需的主要投入都花費(fèi)在終端電力分布系統(tǒng)上，以及電力設(shè)施上的終端信息系統(tǒng)，其中很大一部分投資在傳感器網(wǎng)絡(luò)上面。

IHS報(bào)告顯示，智能電網(wǎng)相關(guān)傳感器的市場(chǎng)從2014年到2021年增長(zhǎng)近10倍，達(dá)到3.5億美元。傳感器網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是智能電網(wǎng)改造的重要組成部分，關(guān)鍵是傳感器引入各級(jí)網(wǎng)格的層次結(jié)構(gòu)。

WSN（無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)）的感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層是智能電網(wǎng)構(gòu)成的三個(gè)層面。其中，感知層包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、各種傳感器、傳感器網(wǎng)絡(luò)（指由大量各類(lèi)傳感器節(jié)點(diǎn)組成的自治網(wǎng)絡(luò)，具有自組織、自愈合的特點(diǎn)），WSN感知層的主要作用是感知和識(shí)別物體，采集并捕獲信息。

智能樓宇

智能樓宇不同于智能家居，專(zhuān)指辦公大樓、購(gòu)物中心和酒店等非住宅建筑。這些建筑物中的設(shè)備都連有傳感器，可以提供能源消耗信息，并自動(dòng)做出優(yōu)化運(yùn)營(yíng)的決策。一系列聯(lián)網(wǎng)傳感器可收集環(huán)境信息，以及與樓宇運(yùn)行和使用情況有關(guān)的數(shù)據(jù)。

這些信息既可在邊緣（邊緣計(jì)算）處進(jìn)行處理，也可發(fā)送到到本地或云端運(yùn)行的中央BMS系統(tǒng)。這些信息再被用于觸發(fā)自動(dòng)操作，以便對(duì)建筑物內(nèi)的HVAC系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、百葉窗和許多其他設(shè)備做出調(diào)整。

利用傳感器、執(zhí)行器和控制器在不同子系統(tǒng)之間建立交叉互聯(lián)，建筑物即可實(shí)現(xiàn)“智能化”。如果把互聯(lián)比作智能樓宇的骨架，那么實(shí)際設(shè)備和控制裝置則相當(dāng)于建筑物的肌肉和大腦。

智能組件之間的這種交互，能夠根據(jù)室內(nèi)空氣質(zhì)量（IAQ）和室內(nèi)二氧化碳濃度來(lái)控制通風(fēng)系統(tǒng)。照明系統(tǒng)也可根據(jù)是否有人存在及室內(nèi)亮度等附加因素予以自動(dòng)調(diào)整，這樣可以顯著降低能源消耗，同時(shí)提高使用者的舒適度和幸福感。

傳感器在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中起著決定性的作用。安裝在設(shè)備內(nèi)部或外部的傳感器，可以收集反映設(shè)備運(yùn)行狀況的各種參數(shù)的數(shù)據(jù)。例如，在HVAC設(shè)備中使用氣壓傳感器進(jìn)行氣流監(jiān)測(cè)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中使用電流傳感器進(jìn)行電流測(cè)量，或者使用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）麥克風(fēng)進(jìn)行聲音異常和振動(dòng)測(cè)量。這些傳感器可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)出偏離預(yù)定最佳狀態(tài)的狀況。

HVAC設(shè)備只是作為一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明傳感器如何能夠幫助實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而為樓宇經(jīng)營(yíng)者、租戶(hù)和設(shè)備制造商發(fā)掘更多附加價(jià)值。對(duì)于電梯、閥門(mén)和照明等其他關(guān)鍵的子系統(tǒng)而言，相關(guān)半導(dǎo)體解決方案和先進(jìn)的軟件智能可解決維護(hù)問(wèn)題并提供深入洞見(jiàn)。

智能制造

智能傳感在制造過(guò)程中的典型應(yīng)用之一，體現(xiàn)在機(jī)械制造行業(yè)廣泛采用的數(shù)控機(jī)床中�，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床在檢測(cè)位移、位置、速度、壓力等方面均部署了高性能傳感器，能夠?qū)�加工狀態(tài)、刀具狀態(tài)、磨損情況以及能耗等過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)靈活的誤差補(bǔ)償與自校正，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床智能化的發(fā)展趨勢(shì)。此外，基于視覺(jué)傳感器的可視化監(jiān)控技術(shù)的采用，使得數(shù)控機(jī)床的智能監(jiān)控變得更加便捷。

汽車(chē)制造行業(yè)應(yīng)用智能傳感也較多。以基于光學(xué)傳感的機(jī)器視覺(jué)為例，在工業(yè)領(lǐng)域的三大主要應(yīng)用有視覺(jué)測(cè)量、視覺(jué)引導(dǎo)和視覺(jué)檢測(cè)。

在汽車(chē)制造行業(yè)，視覺(jué)測(cè)量技術(shù)通過(guò)測(cè)量產(chǎn)品關(guān)鍵尺寸、表面質(zhì)量、裝配效果等，可以確保出廠(chǎng)產(chǎn)品合格；視覺(jué)引導(dǎo)技術(shù)通過(guò)引導(dǎo)機(jī)器完成自動(dòng)化搬運(yùn)、最佳匹配裝配、精確制孔等，可以顯著提升制造效率和車(chē)身裝配質(zhì)量；視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)可以監(jiān)控車(chē)身制造工藝的穩(wěn)定性，同時(shí)也可以用于保證產(chǎn)品的完整性和可追溯性，有利于降低制造成本。

高端裝備行業(yè)的傳感器多應(yīng)用在設(shè)備運(yùn)維與健康管理環(huán)節(jié)。如航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝備的智能傳感器，使控制系統(tǒng)具備故障自診斷、故障處理能力，提高了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境和精確控制的能力。

基于智能傳感技術(shù)，綜合多領(lǐng)域建模技術(shù)和新型信息技術(shù)，可以構(gòu)建出可精確模擬物理實(shí)體的數(shù)字孿生體，該模型能反應(yīng)系統(tǒng)的物理特性和應(yīng)對(duì)環(huán)境的多變特性，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能評(píng)估、故障診斷、壽命預(yù)測(cè)等，同時(shí)基于全生命周期多維反饋數(shù)據(jù)源，在行為狀態(tài)空間迅速學(xué)習(xí)和自主模擬，預(yù)測(cè)對(duì)安全事件的響應(yīng)，并通過(guò)物理實(shí)體與數(shù)字實(shí)體的交互數(shù)據(jù)對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，激活自修復(fù)機(jī)制，減輕損傷和退化，有效避免具有致命損傷的系統(tǒng)行為。

在工業(yè)電子領(lǐng)域，生產(chǎn)、搬運(yùn)、檢測(cè)和維護(hù)等方面均涉及智能傳感器，如機(jī)械臂、AGV導(dǎo)航車(chē)、AOI檢測(cè)等裝備。在消費(fèi)電子和醫(yī)療電子產(chǎn)品領(lǐng)域，智能傳感器的應(yīng)用更具多樣化。如智能手機(jī)中比較常見(jiàn)的智能傳感器有距離傳感器、光線(xiàn)傳感器、重力傳感器、圖像傳感器、三軸陀螺儀和電子羅盤(pán)等。

可穿戴設(shè)備最基本的功能就是通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳感，通常內(nèi)置MEMS加速度計(jì)、心率傳感器、脈搏傳感器、陀螺儀、MEMS麥克風(fēng)等多種傳感器。智能家居（如掃地機(jī)器人、洗衣機(jī)等）涉及位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安防感應(yīng)等傳感器等技術(shù)。

智慧農(nóng)業(yè)

智慧農(nóng)業(yè)也稱(chēng)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，可以使用最少的資源（例如水、肥料和種子）來(lái)實(shí)現(xiàn)最大化產(chǎn)量。通過(guò)部署傳感器和測(cè)繪田地，農(nóng)業(yè)工作者開(kāi)始從微觀(guān)角度了解農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程、科學(xué)地節(jié)約資源并減少對(duì)環(huán)境的影響。精確農(nóng)業(yè)中使用了許多傳感技術(shù)，它們提供的數(shù)據(jù)可幫助監(jiān)測(cè)和優(yōu)化農(nóng)作物，并適應(yīng)不斷變化的環(huán)境因素，其中包括：

位置傳感器：使用來(lái)自GPS衛(wèi)星的信號(hào)來(lái)確定緯度、經(jīng)度和高度。三角定位至少需要三顆衛(wèi)星。精確定位是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的基石。

光學(xué)傳感器：使用光來(lái)測(cè)量土壤特性。傳感器在近紅外、中紅外和偏振光譜中測(cè)量不同頻率的光反射率，可以放置在諸如無(wú)人機(jī)甚至衛(wèi)星之類(lèi)的車(chē)輛或高空平臺(tái)上來(lái)測(cè)量下方的土壤。土壤反射率和植物顏色數(shù)據(jù)只是光學(xué)傳感器的兩個(gè)變量，可以進(jìn)行匯總和處理。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出光學(xué)傳感器來(lái)確定土壤中的粘土，有機(jī)物和水分含量。

電化學(xué)傳感器：可提供精密農(nóng)業(yè)所需的關(guān)鍵信息，比如pH值和土壤養(yǎng)分水平。傳感器電極通過(guò)檢測(cè)土壤中的特定離子來(lái)工作。當(dāng)前，安裝在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的“滑板”上的傳感器可幫助收集，處理和繪制土壤化學(xué)數(shù)據(jù)。

機(jī)械傳感器：可測(cè)量土壤壓實(shí)度或“機(jī)械阻力”。傳感器使用一個(gè)探頭，該探頭可穿透土壤并通過(guò)稱(chēng)重傳感器或應(yīng)變儀記錄電阻。這種技術(shù)的類(lèi)似形式用于大型拖拉機(jī)，以預(yù)測(cè)地面接合設(shè)備的牽引要求。像霍尼韋爾 FSG15N1A這樣的張力計(jì)可檢測(cè)根系在吸水過(guò)程中所使用的力，這對(duì)于灌溉干預(yù)非常有用。

土壤濕度傳感器：通過(guò)測(cè)量土壤中的介電常數(shù)（電特性隨存在的水分含量而變化）來(lái)評(píng)估水分含量。

氣流傳感器：測(cè)量土壤的透氣性。測(cè)量可以在單個(gè)位置進(jìn)行，也可以在運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)進(jìn)行。期望的輸出是將預(yù)定量的空氣以預(yù)定深度推入地面所需的壓力。各種類(lèi)型的土壤特性，包括壓實(shí)度，結(jié)構(gòu)，土壤類(lèi)型和濕度，都會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的識(shí)別特征。

環(huán)境檢測(cè)

傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：與檢測(cè)物質(zhì)中的污染物發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，判斷檢測(cè)物質(zhì)中是否存在污染物；把化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。傳感器技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了環(huán)境檢測(cè)結(jié)果的可信度。

根據(jù)檢測(cè)方式的不同，可將傳感器技術(shù)分為光學(xué)傳感器和電化學(xué)傳感器；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的不同，可分為生物傳感器和免疫傳感器；根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同，可分為液體傳感器和氣體傳感器。

生物傳感器的基本原理是將功能基因、抗體等生物材料作為敏感材料，利用信號(hào)采集裝置采集生物化學(xué)信息，分析轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的生物化學(xué)信息。

隨著生物傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，敏感材料和傳感器元件越來(lái)越多，有助于準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境中更多的污染物質(zhì)。

與常規(guī)傳感器相比，生物傳感器具有更強(qiáng)的選擇性，操作也更加便捷，測(cè)試速度更加快速，結(jié)果也更為準(zhǔn)確。生物傳感器技術(shù)大多應(yīng)用在大氣環(huán)境檢測(cè)中，包括：

二氧化硫檢測(cè)。利用氧電極與含有亞硫酸鹽氧化酶的肝微粒體構(gòu)筑生物傳感器，以雨水為對(duì)象，通過(guò)測(cè)定亞硫酸鹽濃度檢測(cè)大氣環(huán)境中二氧化硫的含量。傳感器中設(shè)置的微粒體能夠氧化亞硫酸鹽，消耗一定的氧氣后，可降低低氧電極周?chē)�的溶解氧濃度，帶�?dòng)傳感器內(nèi)電流的波動(dòng)，以間接方式反映亞硫酸鹽濃度，該方法在重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

二氧化氮檢測(cè)。多孔氣體滲透膜與固定消化細(xì)菌和氧電極配合構(gòu)建生物傳感器，硝化細(xì)菌對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行硝化，使生物傳感器具備呼吸活性，保證了檢測(cè)效果的可靠性和準(zhǔn)確性。

水體環(huán)境的檢測(cè)是通過(guò)液體傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，液體傳感器技術(shù)能夠檢測(cè)水體中的各種污染物。目前來(lái)看，水環(huán)境污染的主要污染物有兩種：有機(jī)物污染和無(wú)機(jī)物污染。

這些污染物絕大多數(shù)是人類(lèi)生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的，污染物排放超出環(huán)境承受能力，引起水體污染。液體傳感器技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

重金屬離子檢測(cè)：水環(huán)境污染中重金屬污染問(wèn)題尤其突出，比較常見(jiàn)的重金屬物污染物有鉛、汞等，這些污染物對(duì)人體危害巨大，且無(wú)法完全去除，一旦進(jìn)入水體，將會(huì)引起嚴(yán)重后果。

農(nóng)藥殘留物檢測(cè)：農(nóng)藥中有多種有害化學(xué)成分，發(fā)生殘留后，會(huì)通過(guò)食物進(jìn)入到人體，對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。液體傳感器技術(shù)通過(guò)鈷-苯二甲藍(lán)染料同三嗪類(lèi)除草劑的化學(xué)反應(yīng)，檢測(cè)水體中是否存在農(nóng)藥。

氣體傳感器能夠檢測(cè)大氣環(huán)境中的氮氧化物以及含硫氧化物，該方法操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)效果良好。氣體傳感器的基本原理：氣體通過(guò)傳感器探頭時(shí)，探頭收集和分析氣體的相關(guān)信息，將獲得的氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)分析判斷是否存在污染物質(zhì)。

以氮氧化物為例，利用氣體傳感器技術(shù)檢測(cè)氮氧化物時(shí)，通常利用金屬氧化物半導(dǎo)體對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，目前研究人員又提出了更為先進(jìn)的技術(shù)，例如傳感器將鉑作為電極，離子轉(zhuǎn)換器采用的是氧化釔和氧化鋯，檢測(cè)廢氣時(shí)，只需將其放在排放口位置，待數(shù)據(jù)收集后，便可準(zhǔn)確檢測(cè)出氮氧化物的含量。

結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為傳感器帶來(lái)了海量的需求，這個(gè)世界從來(lái)沒(méi)有一個(gè)時(shí)代像現(xiàn)在這樣渴望各種傳感器。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代剛剛開(kāi)始，傳感器走向了舞臺(tái)的中央，我們中國(guó)傳感器企業(yè)要把握好這次契機(jī)。

環(huán)境檢測(cè)

傳感器技術(shù)在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：與檢測(cè)物質(zhì)中的污染物發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，判斷檢測(cè)物質(zhì)中是否存在污染物；把化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。傳感器技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了環(huán)境檢測(cè)結(jié)果的可信度。

根據(jù)檢測(cè)方式的不同，可將傳感器技術(shù)分為光學(xué)傳感器和電化學(xué)傳感器；根據(jù)反應(yīng)機(jī)理的不同，可分為生物傳感器和免疫傳感器；根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的不同，可分為液體傳感器和氣體傳感器。

生物傳感器的基本原理是將功能基因、抗體等生物材料作為敏感材料，利用信號(hào)采集裝置采集生物化學(xué)信息，分析轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的生物化學(xué)信息。

隨著生物傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，敏感材料和傳感器元件越來(lái)越多，有助于準(zhǔn)確識(shí)別環(huán)境中更多的污染物質(zhì)。

與常規(guī)傳感器相比，生物傳感器具有更強(qiáng)的選擇性，操作也更加便捷，測(cè)試速度更加快速，結(jié)果也更為準(zhǔn)確。生物傳感器技術(shù)大多應(yīng)用在大氣環(huán)境檢測(cè)中，包括：

二氧化硫檢測(cè)。利用氧電極與含有亞硫酸鹽氧化酶的肝微粒體構(gòu)筑生物傳感器，以雨水為對(duì)象，通過(guò)測(cè)定亞硫酸鹽濃度檢測(cè)大氣環(huán)境中二氧化硫的含量。傳感器中設(shè)置的微粒體能夠氧化亞硫酸鹽，消耗一定的氧氣后，可降低低氧電極周?chē)�的溶解氧濃度，帶�?dòng)傳感器內(nèi)電流的波動(dòng)，以間接方式反映亞硫酸鹽濃度，該方法在重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性方面有明顯優(yōu)勢(shì)。

二氧化氮檢測(cè)。多孔氣體滲透膜與固定消化細(xì)菌和氧電極配合構(gòu)建生物傳感器，硝化細(xì)菌對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行硝化，使生物傳感器具備呼吸活性，保證了檢測(cè)效果的可靠性和準(zhǔn)確性。

水體環(huán)境的檢測(cè)是通過(guò)液體傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，液體傳感器技術(shù)能夠檢測(cè)水體中的各種污染物。目前來(lái)看，水環(huán)境污染的主要污染物有兩種：有機(jī)物污染和無(wú)機(jī)物污染。

這些污染物絕大多數(shù)是人類(lèi)生產(chǎn)生活中產(chǎn)生的，污染物排放超出環(huán)境承受能力，引起水體污染。液體傳感器技術(shù)在水環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

重金屬離子檢測(cè)：水環(huán)境污染中重金屬污染問(wèn)題尤其突出，比較常見(jiàn)的重金屬物污染物有鉛、汞等，這些污染物對(duì)人體危害巨大，且無(wú)法完全去除，一旦進(jìn)入水體，將會(huì)引起嚴(yán)重后果。

農(nóng)藥殘留物檢測(cè)：農(nóng)藥中有多種有害化學(xué)成分，發(fā)生殘留后，會(huì)通過(guò)食物進(jìn)入到人體，對(duì)人體產(chǎn)生嚴(yán)重影響。液體傳感器技術(shù)通過(guò)鈷-苯二甲藍(lán)染料同三嗪類(lèi)除草劑的化學(xué)反應(yīng)，檢測(cè)水體中是否存在農(nóng)藥。

氣體傳感器能夠檢測(cè)大氣環(huán)境中的氮氧化物以及含硫氧化物，該方法操作簡(jiǎn)單，檢測(cè)效果良好。氣體傳感器的基本原理：氣體通過(guò)傳感器探頭時(shí)，探頭收集和分析氣體的相關(guān)信息，將獲得的氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)分析判斷是否存在污染物質(zhì)。

以氮氧化物為例，利用氣體傳感器技術(shù)檢測(cè)氮氧化物時(shí)，通常利用金屬氧化物半導(dǎo)體對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，目前研究人員又提出了更為先進(jìn)的技術(shù)，例如傳感器將鉑作為電極，離子轉(zhuǎn)換器采用的是氧化釔和氧化鋯，檢測(cè)廢氣時(shí)，只需將其放在排放口位置，待數(shù)據(jù)收集后，便可準(zhǔn)確檢測(cè)出氮氧化物的含量。

結(jié)語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為傳感器帶來(lái)了海量的需求，這個(gè)世界從來(lái)沒(méi)有一個(gè)時(shí)代像現(xiàn)在這樣渴望各種傳感器。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代剛剛開(kāi)始，傳感器走向了舞臺(tái)的中央，我們中國(guó)傳感器企業(yè)要把握好這次契機(jī)。