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光纖通信與光纖傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用
2015-10-29
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，利用各種技術(shù)對信息進(jìn)行感知、傳輸、處理和反饋，其最大特征是感知的多樣性、分散性、智能性和實(shí)時(shí)性。多樣性表現(xiàn)為感知對象多、感知參數(shù)多、容量大;分散性即人與物、物與物通常比較分散;智能性是指需對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;實(shí)用性即能夠?qū)崟r(shí)感知、傳輸和處理信息。
目前的物聯(lián)網(wǎng)有別于早期的物聯(lián)網(wǎng)。早期的物聯(lián)網(wǎng)通過RFID技術(shù)對物品靜態(tài)特性進(jìn)行識(shí)別和感知，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸;現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)通過各種信息感知設(shè)備，如RFID、光電傳感器、全球定位系統(tǒng)等獲知各種信息，基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的溝通和互動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)涉及多學(xué)科、多技術(shù)，需要先進(jìn)的通信技術(shù)作為支撐。
物聯(lián)網(wǎng)工作的主要流程是感應(yīng)、傳輸和智能：首先對物體的靜態(tài)屬性、動(dòng)態(tài)屬性進(jìn)行感知，對環(huán)境變量進(jìn)行感知;然后進(jìn)行遠(yuǎn)距離、寬帶、可靠的信息傳輸;最后對大數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、智能化的處理。
光纖通信與光纖傳感器技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。光纖是直徑為0.125mm、長度從幾米至幾十公里、由二氧化硅玻璃材料制作的光傳輸介質(zhì)。光纖的損耗很小，在1.55um波段損耗可低至0.2dB每千米，約99%的入射光可以通過1千米長的光纖。
光纖具有寬帶特性，可將各種傳感器復(fù)用于一根光纖，進(jìn)行檢測和傳輸。光纖傳感器具有體積小、重量輕、牢固耐用、抗電磁干擾、傳感頭無須供電、使用安全(絕緣性好、無燃爆危險(xiǎn))、可遠(yuǎn)距離遙測、多點(diǎn)復(fù)用、分布式測量等優(yōu)點(diǎn)，光纖材料用做傳感器具有獨(dú)特的優(yōu)勢。
光纖傳感器的原理是通過檢測光纖中傳輸?shù)墓獠◤?qiáng)度、相位、頻率/波長、偏振的變化感知外界物理量的變化。光纖傳感器可制成分立的、準(zhǔn)連續(xù)和分布式的傳感測量系統(tǒng)?？梢詼y量溫度、位移、加速度、壓力、應(yīng)變、電場、磁場、轉(zhuǎn)動(dòng)、氣體濃度、流速、銹蝕等各種變量。
早在2008年，IBM提出“智能地球”的概念，建議政府投資建設(shè)新一代智慧型基礎(chǔ)設(shè)施。IT產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代信息技術(shù)運(yùn)用于各行業(yè)中，把傳感器嵌入和裝備到電網(wǎng)、交通、橋梁、隧道、建筑、大壩、水油氣管道、城市基礎(chǔ)設(shè)施等各種物體中，并通過網(wǎng)絡(luò)連接，形成“物聯(lián)網(wǎng)”。
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