萬物互聯下，物聯網中最常見的感測器盤點

在萬物互聯的時代，感測器是其中最關鍵的元件之一。

按照一般的劃分，物聯網在結構上分為感知層、網路層和應用層三個部分。其中感知層作為網路層傳輸的資料源頭、應用層計算的資料基礎，更是起到了至關重要的作用。而構成感知層的重要元件就是各種各樣的感測器。

按照不同的劃分方式，感測器可以被分為不同的類別。例如按照被測的非電物理量劃分，可以分為壓力感測器和溫度感測器等。

按照將非電物理量轉換為電物理量時的工作方式劃分，可以分為能量轉換型（工作時不需要額外的能量接入）和能量控制型（工作時需要額外的能量接入）等。此外還可以按照製造工藝，分為陶瓷感測器和整合感測器等。

我們從各種不同的被測非電物理量入手，盤點那些在物聯網領域常見的感測器。

距離感測器

距離感測器根據測距時發出的脈衝訊號不同，可以分為光學和超聲波兩種。二者的原理類似，都是通過向被測物體傳送脈衝訊號，接收反射，然後根據時差、角度差和脈衝速度計算出被測物體的距離。

距離感測器被廣泛應用於手機和各種智慧型燈具中，產品可以根據使用者在使用過程中的不同距離產生不同的變化。

光感測器

光感測器的工作原理就是利用光電效應，通過光敏材料將環境光線的強弱轉換為電量訊號。根據不同材質的光敏材料，光感測器又會有各種不同的劃分和敏感度。

光感測器主要應用在電子產品的環境光強監測上。資料顯示在一般的電子產品中，顯示器的電量消耗高達總電量消耗的3成以上，因此隨著環境光強的變化改變顯示屏的亮度就成了最關鍵的節能手段。另外也能智慧型的讓顯示效果更加柔和舒適。

溫度感測器

溫度感測器從使用的角度大致可以分為接觸式和非接觸式兩類，前者是讓溫度感測器直接與待測物體接觸，來通過溫敏元件感知被測物體溫度的變化，而後者是使溫度感測器與待測物體保持一定的距離，檢測從待測物體放射出的紅外線強弱，從而計算出溫度的高低。

溫度感測器的主要應用在智慧型保溫和環境溫度檢測等和溫度緊密相關的領域。

煙霧感測器

煙霧感測器根據探測原理的不同，常用的有化學探測和光學探測兩種。

前者利用了放射性鋂241元素，在電離狀態下產生的正、負離子在電場作用下定向運動產生穩定的電壓和電流。一旦有煙霧進入感測器，影響了正、負離子的正常運動，使電壓和電流產生了相應變化，通過計算就能判斷煙霧的強弱。

後者通過光敏材料，正常情況下光線能完全照射在光敏材料上，產生穩定的電壓和電流。而一旦有煙霧進入感測器，則會影響光線的正常照射，從而產生波動的電壓和電流，通過計算也能判斷出煙霧的強弱。

煙霧感測器主要應用在火情報警和安全探測等領域。

心律感測器

常用的心律感測器主要利用特定波長的紅外線對血液變化的敏感性原理。由於心臟的週期性跳動，引起被測血管中的血液在流速和容積上的規律性變化，經過訊號的降噪和放大處理，計算出當前的心跳次數。

值得一提的是，根據不同人的膚色深淺不同，同一款心律感測器發出的紅外線穿透**和經**反射的強弱也不同，這造成了測量結果方面一定的誤差。

通常情況下乙個人的膚色越深，則紅外線就越難從血管反射回來，從而對測量誤差的影響就越大。

目前心律感測器主要應用在各種可穿戴裝置和智慧型醫療器械上。

角速度感測器

角速度感測器有時也稱陀螺儀，它基於角動量守恆的原理設計。一般的角速度感測器由乙個位於軸心且可旋轉的轉子構成，通過轉子的旋轉和角動量的改變反應物體的運動方向和相對位置資訊。

單軸的角速度感測器只能測量單一方向的改變，因此一般的系統要測量 x、y、z 軸三個方向的改變，就需要三個單軸的角速度感測器。目前通用的乙個 3 軸角速度感測器就能替代三個單軸的，而且還有體積小、重量輕、結構簡單、可靠性好等諸多優點，因此各種形態的 3 軸角速度感測器是目前主要的發展趨勢。

最常見的角速度感測器使用場景就是手機，如極品飛車等著名手遊主要就是通過角速度感測器的作用產生汽車左右搖擺的互動模式。除了手機，角速度感測器目前還被廣泛應用在導航定位以及 ar/vr 等領域。

除了上述提到的感測器，物聯網中常見的還有氣壓感測器、加速度感測器

、濕度感測器、指紋感測器以及指紋感測器等。它們的工作原理雖然各有不同，但最基本的原理都是上述提到的，即通過光、聲、材料以及化學原理將待測量轉化為電學量，只不過大多都根據特定的領域在一般原理的基礎上做了特定的公升級和擴充套件。

自從工業時代被發明以來，感測器就在生產控制和探測計量等領域發揮著至關重要的作用。正如人的眼睛和耳朵一樣，作為物聯網中乙個從外界接收資訊的載體，重要的感知層前端，感測器未來將隨著物聯網的普及迎來乙個高速的發展期。