【案例分析】物联网传感器的61个应用领域

在精彩纷程的物联网世界，传感器是物联网解决方案发挥用武之地的基础所在。传感器将遍布于各个领域，随时随地收集各种信息，监测万物变化状态，以传感器为基础的物联网解决方案将会让环境更美好、生活更便利、物种更富多样性、工业生产更高效。本文整理出物联网传感器的61个应用领域，并通过案例具体讲述其应用。
 

►智慧城市

1、智能停车：监控城市空缺的停车位，协助停车场完成收费。

2、结构监测：监测建筑物，桥梁和历史古迹的振动和材料情况。

3、城市噪音：实时监控酒吧区域和中心区域的声音。

4、智能手机检测：可以通过利用任何具有WiFi或蓝牙接口的设备检测iPhone和Android设备。

5、电磁场强度监测：监测通讯基站和WiFi路由器辐射的能量。

6、交通拥堵监测：监测车辆和行人状况，从而优化行车路线。

7、智能照明：具天气调整的街灯及自动变换颜色的智能灯泡。

8、废物管理：监测垃圾桶中垃圾的含量以优化垃圾收集路线。

9、智能道路：智能公路根据气候条件和突发事件（如意外事故或交通拥堵）提供警告信息和绕行，甚至为车辆提供电力。

案例：智慧城市项目监控停车传感器

 

桑坦德市实际安装停车传感器

SMART SANTANDER项目由几个公司合作开发实施，旨在在桑坦德及其环境中设计，整合一个由传感器、执行器、摄像机和屏幕组成的物联网平台，为公民提供有用信息，目前已经部署了375台Waspmote来监控停车位。375个Waspmote安装在桑坦德市不同地点，通过测量磁场以检测停车位是否空置。

►智慧环境

10、森林火灾监测：监测燃烧气体和自动预警消防情况以定义警戒区域。

11、空气污染：控制工厂二氧化碳排放量，汽车排放污染物和农场产生的有毒气体。

12、雪情监测：雪地监测实时了解滑雪道的质量，提前预防雪崩。

13、滑坡预防：监测土壤水分、振动和土壤密度，以监测危险的地质状况。

14、地震预警：分布式监测在特定地方的震动。

 

案例：用于监测城市空气污染的传感器网络

运用Waspmote以及气体传感器监测我们所呼吸的空气质量，如空气中CO2、CO、NO以及其他有害气体的含量，使用Waspmote监测空气污染简单而且成本较低，因为它的无线通信功能是基于802.15.4 / Zigbee协议且使用电池电源进行供电，从而让传感器网络的部署非常容易和快速地运行， 太阳能电池板可以为电池充电，确保其持续运行，另外，GPRS模块可以随时保证数据通信，同时能够根据定义的阈值来发出SMS警报。

 

►智慧水文

15、饮用水监测：监测城市自来水的质量。

16、河流中的化学物泄漏检测：检测工厂在河流中的废物排放和化学物质泄露。

17、游泳池远程测量：监控游泳池的水质条件。

18、海域污染程度：监控海上的实时泄漏和废物排放。

19、漏水检测：监测罐外是否有液体存在和管道周围的压力变化。

20、洪水监测：监测河流、水坝和水库的水位变化。
 

 案例：欧洲最大水族馆水质监测

 

淡水馆食人鱼水质监控
 

The Fluvial Aquarium是欧洲最大的水簇馆，拥有70多个馆，水族馆里的水超过250万升。大多数生活在水族馆的动物对环境条件的变化非常敏感，为了茁壮成长，需要对水中的各种物理和化学参数进行定期监测，在每个微型生态系统中，都为这些关键参数设置了适当的的范围， 通过过滤系统和定期换水，让生物量控制和系统维护保持在适当的水平。

 

►智慧测量

21、智能电网：能源消耗监测与管理。

22、罐装容量：监测储罐和水箱中的水、油和气的含量。

23、光伏装置：监测和优化太阳能发电厂性能。

24、水流监测：水运系统水压测量。

25、仓库库存计算：衡量商品的空缺度和重量。

 

►安全与紧急状况
 

26、周边访问控制：对受限制区域的访问控制和非授权区域的人员检测。

27、液体检测：监测数据中心，仓库和敏感建筑物的液体含量，以防止破损和腐蚀。

28、辐射水平：分布式测量核电站周边辐射水平，发出泄漏警报。

29、爆炸性和危险气体：对工业环境，化工厂和矿井周围的气体含量和泄漏进行检测

 

►智慧零售与智慧物流

30、供应链控制：监控供应链的仓储情况和产品跟踪，以实现可追溯性。

31、NFC付款：基于特定位置或活动持续时间的实时付款，如公共交通，健身房，主题公园等

32、智能购物应用：根据顾客的习惯、偏好、是否有过敏成分存在或到期日期等销售建议。

33、智能产品管理：控制产品在货架和仓库中的自动化，实施自动化补货流程。

34、装运质量情况：监控振动，撞击，集装箱开合状态或冷链维护保养。

35、项目定位：在仓库或海港等大面积区域寻找单个物品。

36、存储违禁品监测：当存储有易燃物品的集装箱靠近时发出警报；

37、车辆跟踪：监控一些易损商品的运输，如医疗药物，珠宝或危险商品。
 

案例：冷链监控和智能追踪

面包和糕点
 

车辆跟踪

，向烘培店运输蛋糕，将甜点和新鲜面包运输至零售店、餐馆或者餐厅等。通过无线传感器网络（WSN）系统，可以通过使用联网的PC /智能手机/平板电脑远程监控每个运输车辆的温度和位置。

►智慧工业
 

38、M2M应用：机器自动诊断和资产控制。

39、室内空气质量：监测化工厂内的有毒气体和氧气含量，确保工人和货物的安全。

40、温度监控：工业和医用冰箱内温度敏感商品的管理

41、臭氧含量：监测食品工厂干燥肉类过程中的臭氧含量。

42、室内定位：使用ZigBee和RFID / NFC等进行室内资产定位

43、车辆自动诊断：从CAN总线收集信息，紧急情况发生时发送实时报警或向司机提供建议。

 

案例：

智能工厂：降低维护成本，确保制造过程产品质量

Polibol工厂车间
 

传感器监控管道内温度

 

Libelium使用Waspmote Plug＆Sense为Polibol设计了特定应用程序， 以及通过Meshlium门户监控关键过程、整个工厂的环境变量、影响产品质量和工作条件的参数。利用Libelium传感器网络技术，通过使用联网的PC，平板电脑或智能手机，Polibol可以监控印刷机和管道周围的空气温度，最终产品亮度度以及工作人员区域的CO2浓度。将Libelium传感器技术与Microsoft Azure Cloud平台的集成，可以将Libelium的传感器节点收集的数据直接传输到云端，以供Polibol在许多应用中进行分析和使用。

 

►智慧农业

  

44、葡萄酒品质提升：监测葡萄园土壤水分和树干直径，以控制葡萄的含糖量及葡萄的健康状况。

45、大棚温室：控制微气候条件，最大限度地提高水果和蔬菜产量及质量。

46、高尔夫球场：选择性在干燥区进行灌溉，以节约植被所需的水资源。

47、气象站：预测天气情况、预测冰层形成、降雨、干旱、雪或风变化。

48、堆肥：控制苜蓿，干草，秸秆等的湿度和温度水平，以防止真菌等微生物污染。

49、水培：控制水中植物的精确条件，以获得最高的生产效率。

50、繁殖照护：监测动物养殖场中后代的生长状况，确保其存活和健康。

51、动物跟踪：在开放牧场或大马厩地方放牧，跟踪动物的位置以及身份确认。

52、有毒气体含量：监测农场通风和空气质量，检测粪便中的有害气体。

 
案例：意大利是继中国之后的第二大猕猴桃生产国，去年销售量约达448000吨。

猕猴桃种植园

传感器部署图

FAMOSA是一家意大利公司，为了作物监测和管理，他们已经开发了无线传感器网络，在具有GPRS和Sigfox的猕猴桃种植园中为农民开发准确的灌溉方案。农业部门正在种植园部署高端技术，以改善工艺流程，保持高品质标准，减轻农民日常工作强度。

 

FAMOSA是公司安装了两种不同的无线传感器来监测土壤水分状况，用于安排猕猴桃园的灌溉计划。

 

►家居自动化

 

53、能源和用水：能源和供水消费监测，以获得如何节省成本和资源的建议。

54、远程家电遥控：远程开启和关闭设备，以避免事故并节约能源。

55、入侵检测系统：检测门窗开关情况和入侵情况，防止入侵者。

56、艺术品和商品保存：监测博物馆和艺术仓库的环境条件。

 

►智慧健康

57、跌倒检测：为老人或残疾人生活提供帮助。

58、医用冰箱：控制储存疫苗、药物和有机元素的冷冻箱内的条件。

59、运动员护理：在运动现场进行生命体征监测。

60、病人监护：监测医院和养老院病人的病情。

61、紫外线辐射：测量太阳紫外线强度，以警告人们不要在特定时间内暴晒。
 

 案例：用于早期检测儿童疾病的低成本传感器

INSPIRE设备测量呼吸率以诊断婴儿肺炎：早期原型
 

INSPIRE设备测量呼吸率以诊断婴儿肺炎

为了减少由于急性呼吸道感染（ARI）导致的儿童死亡，由Guardit发明并由Inspire Living Inc.许可的智能对象感应阵列与全球非政府组织HOPE项目签约，以创建一种帮助有效检测呼吸急促的装置，然后基于电子健康传感器平台，早期提示儿童肺炎。

 

Inspire Living是一家创新公司，经过多年的发展和数百次迭代，推出了新的传感器系统，用于发展中国家监测呼吸频率。 他们获得了一个传感器专利，并选用了一种特殊材料，可以粘附到儿童的皮肤上，以确保设备放置在正确位置上。他们还创建了易于阅读的图标用于显示呼吸次数；在缺乏电池和日照较少的地方，他们设计了一种手动方式为设备自动充电。

 

INSPIRE设备通过一些算法识别呼吸模式，然后所显示出来的数据即使是非专业人员也能读懂。该设备每15秒钟测试一次呼吸频率，并可在一分钟内进行多次测试，从而让医护人员能够密切观察患者病情变化。

 

医护人员将INSPIRE装置放置在小孩胸骨上，然后按下开始按钮，在测试结束时，它会发出“哔”声并显示计数。 可以进行重复测试以获得更准确的信息。 一旦显示呼吸频率，设备就会依据年龄和呼吸频率给出一些诊断提示。为了避免错误，设备中内置的存储芯片可以传输到外部设备中。

参考来源：物联之家网