物联网
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- 发布时间:2019-07-11 00:00:00
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MEMS传感器在物联网领域的应用
物联网(TheInternetofthings)也称传感网,物联网(The Internet of things)的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通讯。
物联网传感器早已渗透到诸如工业生产、智能家居、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说,从茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各种复杂的工程系统,几乎每一个现代化项目,都离不开各种各样的MEMS传感器。物联网传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用,是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。
为了满足物联网大规模、。低成本、无人值守、环境复杂、电池供电等外界环境条件,只能传感器需满足以下条件:
微型化:物联网的特点要求传感器微型化。要求传感器的特征尺寸为微米级,重量克级,体积立方毫米级。为此传感器必须采取先进的设计理念,最佳的工艺路线,最优的封装技术,新的敏感材料等手段。
低成本:低成本是物联网大规模应用的前提。在传感器设计时采用低成本设计方法,提高传感器成品率,突破产业化生产技术,实现产业化生产。
低功耗: 因物联网是靠电池长期供电,为节约能源,传感器必须采用低功耗供电。采用低功耗设计原则,在技术上采用太阳能、光能、生物能作为传感器电源。
抗干扰:能抗电磁辐射、雷电、强磁场、高湿度、障碍物等恶劣环境。
灵活性:传感器节点在物联网中应用时,节点通过一系列的软硬件标准,能实现棉线应用的灵活编程要求。
物联网对传感器这些特征的要求给了MEMS大显身手的机会。MEMS发展的目标在于,通过微型化、集成化来探索新原理、新功能的元件和系统,开辟一个新技术领域和产业。MEMS可以完成大尺寸机电系统所不能完成的任务,也可嵌入大尺寸系统中,把自动化、智能化和可靠性水平提高到一个新的水平。21世纪MEMS将逐步从实验室走向实用化,对工农业、信息、环境、生物工程、医疗、空间技术、国防和科学发展产生重大影响。
MEMS传感器已经在我们每天使用的各类设备上数以百万计地使用着:
在智能手机上,MEMS传感器提供在声音性能、场景切换、手势识别、方向定位、以及温度/压力/湿度传感器等广泛的应用;
在汽车上,MEMS传感器借助气囊碰撞传感器、胎压监测系统(TPMS)和车辆稳定性控制增强车辆的性能。
医疗领域,通过MEMS传感器研成功制出微型胰岛素注射泵,并使心脏搭桥移植和人工细胞组织成为现实中可实际使用的治疗方式;
在可穿戴应用中,MEMS传感器可实现运动追踪、心跳速率测量等。
在城市建设领域,MEMS传感器可以协助监测基础设施建设的稳定性,营造充满活力的反馈系统。
智能电网既是下一代全球电网的基本模式,也是中国电网现代化的核心。实际上,智能电网的本质就是能源替代、兼容利用和互动经济。从技术上讲,智能电网应是最先进的通讯、IT、能源、新材料、传感器等产业的集成,也是配电网技术、网络技术、通信技术、传感器技术、电力电子技术、储能技术的合成,对于推动新技术革命具有直接的综合效果。由此,智能电网具备可靠、自愈、经济、兼容、集成和安全等特点。在智能电网领域,由于体积小、灵敏度高,MEMS传感器已经被尝试应用到环境保护和智能交通,比如在交通管制、道路的车流检测。
美泰科技自主研发的热式燃气表,具有精度高,响应快,长期稳定可靠等特点,在智能电网中发挥重要作用。
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