【導(dǎo)讀】在精彩紛程的物聯(lián)網(wǎng)世界，傳感器是物聯(lián)網(wǎng)解決方案發(fā)揮用武之地的基礎(chǔ)所在。傳感器將遍布于各個(gè)領(lǐng)域，隨時(shí)隨地收集各種信息，監(jiān)測(cè)萬(wàn)物變化狀態(tài)，以傳感器為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案將會(huì)讓環(huán)境更美好、生活更便利、物種更富多樣性、工業(yè)生產(chǎn)更高效。
1、智能停車(chē)：監(jiān)控城市空缺的停車(chē)位，協(xié)助停車(chē)場(chǎng)完成收費(fèi)。
2、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)建筑物，橋梁和歷史古跡的振動(dòng)和材料情況。
3、城市噪音：實(shí)時(shí)監(jiān)控酒吧區(qū)域和中心區(qū)域的聲音。
4、智能手機(jī)檢測(cè)：可以通過(guò)利用任何具有WiFi或藍(lán)牙接口的設(shè)備檢測(cè)iPhone和Android設(shè)備。
5、電磁場(chǎng)強(qiáng)度監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)通訊基站和WiFi路由器輻射的能量。
6、交通擁堵監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)車(chē)輛和行人狀況，從而優(yōu)化行車(chē)路線。
7、智能照明：具天氣調(diào)整的街燈及自動(dòng)變換顏色的智能燈泡。
8、廢物管理：監(jiān)測(cè)垃圾桶中垃圾的含量以優(yōu)化垃圾收集路線。
9、智能道路：智能公路根據(jù)氣候條件和突發(fā)事件（如意外事故或交通擁堵）提供警告信息和繞行，甚至為車(chē)輛提供電力。
案例：智慧城市項(xiàng)目監(jiān)控停車(chē)傳感器
桑坦德市實(shí)際安裝停車(chē)傳感器
SMART SANTANDER項(xiàng)目由幾個(gè)公司合作開(kāi)發(fā)實(shí)施，旨在在桑坦德及其環(huán)境中設(shè)計(jì)，整合一個(gè)由傳感器、執(zhí)行器、攝像機(jī)和屏幕組成的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為公民提供有用信息。目前已經(jīng)部署了375臺(tái)Waspmote來(lái)監(jiān)控停車(chē)位，桑坦德市分為22個(gè)不同區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有一個(gè)Meshlium用來(lái)收集傳感器的數(shù)據(jù)，每個(gè)區(qū)域具有不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，分別在不同頻道的網(wǎng)絡(luò)上獨(dú)立工作，不會(huì)相互干擾。375個(gè)Waspmote安裝在桑坦德市不同地點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量磁場(chǎng)以檢測(cè)停車(chē)位是否空置，將這些傳感器用防水套管封好，埋在停車(chē)位道路表面，當(dāng)車(chē)子停在車(chē)位上時(shí)，這些傳感器會(huì)監(jiān)測(cè)到磁場(chǎng)的變化。
收集的信息定期發(fā)送到中繼器，然后發(fā)送到Meshlium，它存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并更新，然后發(fā)布相關(guān)信息給公民。桑坦德市內(nèi)有一系列的指示牌，顯示免費(fèi)停車(chē)場(chǎng)的數(shù)量，信息每5分鐘更新一次，以便公民在最短的時(shí)間內(nèi)找到免費(fèi)的停車(chē)位。
智慧環(huán)境
10、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)燃燒氣體和自動(dòng)預(yù)警消防情況以定義警戒區(qū)域。
11、空氣污染：控制工廠二氧化碳排放量，汽車(chē)排放污染物和農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)生的有毒氣體。
12、雪情監(jiān)測(cè)：雪地監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)了解滑雪道的質(zhì)量，提前預(yù)防雪崩。
13、滑坡預(yù)防：監(jiān)測(cè)土壤水分、振動(dòng)和土壤密度，以監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的地質(zhì)狀況。
14、地震預(yù)警：分布式監(jiān)測(cè)在特定地方的震動(dòng)。
案例：用于監(jiān)測(cè)城市空氣污染的傳感器網(wǎng)絡(luò)
研究表明，西班牙有16,000人因呼吸污染空氣而過(guò)早死亡，造成污染的原因80％的責(zé)任在于交通。 這個(gè)死亡數(shù)字是每年交通事故受害人數(shù)的4倍。
因此監(jiān)測(cè)城市的污染水平是向公民提供充分信息并采取行動(dòng)減少污染的關(guān)鍵。
運(yùn)用Waspmote以及氣體傳感器監(jiān)測(cè)我們所呼吸的空氣質(zhì)量，如空氣中CO2、CO、NO以及其他有害氣體的含量，使用Waspmote監(jiān)測(cè)空氣污染簡(jiǎn)單而且成本較低，因?yàn)樗臒o(wú)線通信功能是基于802.15.4 / Zigbee協(xié)議且使用電池電源進(jìn)行供電，從而讓傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署非常容易和快速地運(yùn)行。 太陽(yáng)能電池板可以為電池充電，確保其持續(xù)運(yùn)行，另外，GPRS模塊可以隨時(shí)保證數(shù)據(jù)通信，同時(shí)能夠根據(jù)定義的閾值來(lái)發(fā)出SMS警報(bào)。
智慧水文
15、飲用水監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)城市自來(lái)水的質(zhì)量。
16、河流中的化學(xué)物泄漏檢測(cè)：檢測(cè)工廠在河流中的廢物排放和化學(xué)物質(zhì)泄露。
17、游泳池遠(yuǎn)程測(cè)量：監(jiān)控游泳池的水質(zhì)條件。
18、海域污染程度：監(jiān)控海上的實(shí)時(shí)泄漏和廢物排放。
19、漏水檢測(cè)：監(jiān)測(cè)罐外是否有液體存在和管道周?chē)膲毫ψ兓?/span>
20、洪水監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)河流、水壩和水庫(kù)的水位變化。
案例：歐洲最大水族館水質(zhì)監(jiān)測(cè)
淡水館食人魚(yú)水質(zhì)監(jiān)控
The Fluvial Aquarium是歐洲最大的水簇館，擁有70多個(gè)館，水族館里的水超過(guò)250萬(wàn)升。大多數(shù)生活在水族館的動(dòng)物對(duì)環(huán)境條件的變化非常敏感，為了茁壯成長(zhǎng)，需要對(duì)水中的各種物理和化學(xué)參數(shù)進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，在每個(gè)微型生態(tài)系統(tǒng)中，都為這些關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置了適當(dāng)?shù)牡姆秶?通過(guò)過(guò)濾系統(tǒng)和定期換水，讓生物量控制和系統(tǒng)維護(hù)保持在適當(dāng)?shù)乃剑屦^每隔幾小時(shí)就對(duì)淡水水族館的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，而不是每天一次。水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的主要目標(biāo)是自動(dòng)測(cè)量水族館的物理化學(xué)參數(shù)的變化，提高收集數(shù)據(jù)的可靠性和頻率，簡(jiǎn)化水族館工作人員的任務(wù)。
智慧測(cè)量
21、智能電網(wǎng)：能源消耗監(jiān)測(cè)與管理。
22、罐裝容量：監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐和水箱中的水、油和氣的含量。
23、光伏裝置：監(jiān)測(cè)和優(yōu)化太陽(yáng)能發(fā)電廠性能。
24、水流監(jiān)測(cè)：水運(yùn)系統(tǒng)水壓測(cè)量。
25、倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存計(jì)算：衡量商品的空缺度和重量。
安全與緊急狀況
26、周邊訪問(wèn)控制：對(duì)受限制區(qū)域的訪問(wèn)控制和非授權(quán)區(qū)域的人員檢測(cè)。
27、液體檢測(cè)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心，倉(cāng)庫(kù)和敏感建筑物的液體含量，以防止破損和腐蝕。
28、輻射水平：分布式測(cè)量核電站周邊輻射水平，發(fā)出泄漏警報(bào)。
29、爆炸性和危險(xiǎn)氣體：對(duì)工業(yè)環(huán)境，化工廠和礦井周?chē)臍怏w含量和泄漏進(jìn)行檢測(cè)
智慧零售與智慧物流
30、供應(yīng)鏈控制：監(jiān)控供應(yīng)鏈的倉(cāng)儲(chǔ)情況和產(chǎn)品跟蹤，以實(shí)現(xiàn)可追溯性。
31、NFC付款：基于特定位置或活動(dòng)持續(xù)時(shí)間的實(shí)時(shí)付款，如公共交通，健身房，主題公園等
32、智能購(gòu)物應(yīng)用：根據(jù)顧客的習(xí)慣、偏好、是否有過(guò)敏成分存在或到期日期等銷(xiāo)售建議。
33、智能產(chǎn)品管理：控制產(chǎn)品在貨架和倉(cāng)庫(kù)中的自動(dòng)化，實(shí)施自動(dòng)化補(bǔ)貨流程。
34、裝運(yùn)質(zhì)量情況：監(jiān)控振動(dòng)，撞擊，集裝箱開(kāi)合狀態(tài)或冷鏈維護(hù)保養(yǎng)。
35、項(xiàng)目定位：在倉(cāng)庫(kù)或海港等大面積區(qū)域?qū)ふ覇蝹€(gè)物品。
36、存儲(chǔ)違禁品監(jiān)測(cè)：當(dāng)存儲(chǔ)有易燃物品的集裝箱靠近時(shí)發(fā)出警報(bào)；
37、車(chē)輛跟蹤：監(jiān)控一些易損商品的運(yùn)輸，如醫(yī)療藥物，珠寶或危險(xiǎn)商品。
案例：冷鏈監(jiān)控和智能追蹤
面包和糕點(diǎn)
車(chē)輛跟蹤
Tahona Goyesca是阿拉貢面包店和糕點(diǎn)行業(yè)主要生產(chǎn)商，這個(gè)面包店有四個(gè)生產(chǎn)場(chǎng)所、幾家零售商店和一個(gè)有十余輛車(chē)的運(yùn)輸車(chē)隊(duì)，每天需執(zhí)行30余次運(yùn)輸任務(wù)。Tahona Goyesca需要將蛋糕和糕點(diǎn)存儲(chǔ)在適當(dāng)?shù)臏囟戎?，以便送達(dá)目的地時(shí)達(dá)到最佳的口感狀態(tài)。為了控制溫度，并提高Tahona Goyesca的冷藏車(chē)隊(duì)的運(yùn)輸效率，通過(guò)使用Waspmote以及傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)智能跟蹤解決方案！中央調(diào)度辦公室負(fù)責(zé)列出每個(gè)運(yùn)貨車(chē)的路線。向烘培店運(yùn)輸?shù)案?，將甜點(diǎn)和新鮮面包運(yùn)輸至零售店、餐館或者餐廳等。通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）系統(tǒng)，可以通過(guò)使用聯(lián)網(wǎng)的PC /智能手機(jī)/平板電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控每個(gè)運(yùn)輸車(chē)輛的溫度和位置。
智慧工業(yè)
38、M2M應(yīng)用：機(jī)器自動(dòng)診斷和資產(chǎn)控制。
39、室內(nèi)空氣質(zhì)量：監(jiān)測(cè)化工廠內(nèi)的有毒氣體和氧氣含量，確保工人和貨物的安全。
40、溫度監(jiān)控：工業(yè)和醫(yī)用冰箱內(nèi)溫度敏感商品的管理
41、臭氧含量：監(jiān)測(cè)食品工廠干燥肉類(lèi)過(guò)程中的臭氧含量。
42、室內(nèi)定位：使用ZigBee和RFID / NFC等進(jìn)行室內(nèi)資產(chǎn)定位
43、車(chē)輛自動(dòng)診斷：從CAN總線收集信息，緊急情況發(fā)生時(shí)發(fā)送實(shí)時(shí)報(bào)警或向司機(jī)提供建議。
案例：
智能工廠：降低維護(hù)成本，確保制造過(guò)程產(chǎn)品質(zhì)量
Polibol工廠車(chē)間
傳感器監(jiān)控管道內(nèi)溫度
Polibol成立于1959年，是軟包裝行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。 Polibol擁有150名員工，收入超過(guò)4000萬(wàn)歐元，該公司在軟包裝打印機(jī)和轉(zhuǎn)換器的技術(shù)創(chuàng)新方面享有全球聲譽(yù)。
作為制造公司，Polibol經(jīng)營(yíng)各種生產(chǎn)線，涉及許多關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程。在一些情況下，控制廠內(nèi)機(jī)器附近的空氣溫度至關(guān)重要;；另外有時(shí)候必須對(duì)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以保證達(dá)到允許的濃度水平。
Polibol的另一個(gè)重要考慮是如何最佳地優(yōu)化流程，降低成本的同時(shí)確保產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)控制需要連續(xù)監(jiān)測(cè)環(huán)境變化，使其成為無(wú)線傳感器技術(shù)（WSN）運(yùn)用的理想場(chǎng)所。
Libelium使用Waspmote Plug＆Sense為Polibol設(shè)計(jì)了特定應(yīng)用程序， 以及通過(guò)Meshlium門(mén)戶監(jiān)控關(guān)鍵過(guò)程、整個(gè)工廠的環(huán)境變量、影響產(chǎn)品質(zhì)量和工作條件的參數(shù)。利用Libelium傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)使用聯(lián)網(wǎng)的PC，平板電腦或智能手機(jī)，Polibol可以監(jiān)控印刷機(jī)和管道周?chē)目諝鉁囟龋罱K產(chǎn)品亮度度以及工作人員區(qū)域的CO2濃度。將Libelium傳感器技術(shù)與Microsoft Azure Cloud平臺(tái)的集成，可以將Libelium的傳感器節(jié)點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)皆贫?，以供Polibol在許多應(yīng)用中進(jìn)行分析和使用。
智慧農(nóng)業(yè)
44、葡萄酒品質(zhì)提升：監(jiān)測(cè)葡萄園土壤水分和樹(shù)干直徑，以控制葡萄的含糖量及葡萄的健康狀況。
45、大棚溫室：控制微氣候條件，最大限度地提高水果和蔬菜產(chǎn)量及質(zhì)量。
46、高爾夫球場(chǎng)：選擇性在干燥區(qū)進(jìn)行灌溉，以節(jié)約植被所需的水資源。
47、氣象站：預(yù)測(cè)天氣情況、預(yù)測(cè)冰層形成、降雨、干旱、雪或風(fēng)變化。
48、堆肥：控制苜蓿，干草，秸稈等的濕度和溫度水平，以防止真菌等微生物污染。
49、水培：控制水中植物的精確條件，以獲得最高的生產(chǎn)效率。
50、繁殖照護(hù)：監(jiān)測(cè)動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)中后代的生長(zhǎng)狀況，確保其存活和健康。
51、動(dòng)物跟蹤：在開(kāi)放牧場(chǎng)或大馬廄地方放牧，跟蹤動(dòng)物的位置以及身份確認(rèn)。
52、有毒氣體含量：監(jiān)測(cè)農(nóng)場(chǎng)通風(fēng)和空氣質(zhì)量，檢測(cè)糞便中的有害氣體。
案例：意大利是繼中國(guó)之后的第二大獼猴桃生產(chǎn)國(guó)，去年銷(xiāo)售量約達(dá)448000噸。
獼猴桃種植園
傳感器部署圖
FAMOSA是一家意大利公司，致力于開(kāi)發(fā)技術(shù)支持農(nóng)業(yè)，為作物監(jiān)測(cè)和管理提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案。他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，在具有GPRS和Sigfox的獼猴桃種植園中為農(nóng)民開(kāi)發(fā)準(zhǔn)確的灌溉方案。獼猴桃是最敏感的水果之一，產(chǎn)品的質(zhì)量由大小、甜度和干物質(zhì)所決定。 為了達(dá)到最佳品質(zhì)，Rivista di Frutticoltura e di Ortofloricoltura認(rèn)為，農(nóng)民必須制定良好的灌溉策略，以獲得可銷(xiāo)售的最佳產(chǎn)品，并減少產(chǎn)品損失。農(nóng)業(yè)部門(mén)正在種植園部署高端技術(shù)，以改善工藝流程，保持高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，減輕農(nóng)民日常工作強(qiáng)度。
FAMOSA是公司安裝了兩種不同的無(wú)線傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)土壤水分狀況，用于安排獼猴桃園的灌溉計(jì)劃。
家居自動(dòng)化
53、能源和用水：能源和供水消費(fèi)監(jiān)測(cè)，以獲得如何節(jié)省成本和資源的建議。
54、遠(yuǎn)程家電遙控：遠(yuǎn)程開(kāi)啟和關(guān)閉設(shè)備，以避免事故并節(jié)約能源。
55、入侵檢測(cè)系統(tǒng)：檢測(cè)門(mén)窗開(kāi)關(guān)情況和入侵情況，防止入侵者。
56、藝術(shù)品和商品保存：監(jiān)測(cè)博物館和藝術(shù)倉(cāng)庫(kù)的環(huán)境條件。
智慧健康
57、跌倒檢測(cè)：為老人或殘疾人生活提供幫助。
58、醫(yī)用冰箱：控制儲(chǔ)存疫苗、藥物和有機(jī)元素的冷凍箱內(nèi)的條件。
59、運(yùn)動(dòng)員護(hù)理：在運(yùn)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行生命體征監(jiān)測(cè)。
60、病人監(jiān)護(hù)：監(jiān)測(cè)醫(yī)院和養(yǎng)老院病人的病情。
61、紫外線輻射：測(cè)量太陽(yáng)紫外線強(qiáng)度，以警告人們不要在特定時(shí)間內(nèi)暴曬。
案例：用于早期檢測(cè)兒童疾病的低成本傳感器
INSPIRE設(shè)備測(cè)量呼吸率以診斷嬰兒肺炎：早期原型
INSPIRE設(shè)備測(cè)量呼吸率以診斷嬰兒肺炎
肺炎是全世界兒童健康的第一兇手，每年約有200萬(wàn)兒童死于肺炎。平均每20個(gè)小時(shí)就有一個(gè)兒童死于肺炎。肺炎是發(fā)展中國(guó)家新生兒死亡的重要因素，超過(guò)艾滋病，瘧疾和麻疹。這種疾病是可防可治的，但早期檢測(cè)是關(guān)鍵。
為了減少由于急性呼吸道感染（ARI）導(dǎo)致的兒童死亡，由Guardit發(fā)明并由Inspire Living Inc.許可的智能對(duì)象感應(yīng)陣列與全球非政府組織HOPE項(xiàng)目簽約，以創(chuàng)建一種幫助有效檢測(cè)呼吸急促的裝置，然后基于電子健康傳感器平臺(tái)，早期提示兒童肺炎。
Inspire Living是一家創(chuàng)新公司，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和數(shù)百次迭代，推出了新的傳感器系統(tǒng)，用于發(fā)展中國(guó)家監(jiān)測(cè)呼吸頻率。 他們獲得了一個(gè)傳感器專(zhuān)利，并選用了一種特殊材料，可以粘附到兒童的皮膚上，以確保設(shè)備放置在正確位置上。他們還創(chuàng)建了易于閱讀的圖標(biāo)用于顯示呼吸次數(shù)；在缺乏電池和日照較少的地方，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種手動(dòng)方式為設(shè)備自動(dòng)充電。
INSPIRE設(shè)備通過(guò)一些算法識(shí)別呼吸模式，然后所顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)即使是非專(zhuān)業(yè)人員也能讀懂。該設(shè)備每15秒鐘測(cè)試一次呼吸頻率，并可在一分鐘內(nèi)進(jìn)行多次測(cè)試，從而讓醫(yī)護(hù)人員能夠密切觀察患者病情變化。
醫(yī)護(hù)人員將INSPIRE裝置放置在小孩胸骨上，然后按下開(kāi)始按鈕，在測(cè)試結(jié)束時(shí)，它會(huì)發(fā)出“嗶”聲并顯示計(jì)數(shù)。 可以進(jìn)行重復(fù)測(cè)試以獲得更準(zhǔn)確的信息。 一旦顯示呼吸頻率，設(shè)備就會(huì)依據(jù)年齡和呼吸頻率給出一些診斷提示。為了避免錯(cuò)誤，設(shè)備中內(nèi)置的存儲(chǔ)芯片可以傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備中。
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