傳感器是智慧城市環(huán)境中必不可少的組成部分。這些設(shè)備的主要作用是感知和收集數(shù)據(jù)，這將確保智慧城市順利、安全地運(yùn)行。傳感器和小型系統(tǒng)通過網(wǎng)關(guān)和互聯(lián)網(wǎng)云不斷地與各個(gè)城市控制中心通信，以保持智慧城市服務(wù)的順利運(yùn)行。

智慧城市傳感器的類型

傳感器種類繁多，可以監(jiān)控和檢測各種來源，例如光、熱、運(yùn)動(dòng)、水分和壓力。智慧城市中使用的典型傳感器可以感應(yīng)溫度、接近度、紅外線、壓力、光線、煙霧、氣體、酒精、觸摸、顏色、濕度、傾斜度、流量和水平。

在智慧城市中，傳感器有無數(shù)的應(yīng)用，從智能電表和智能電網(wǎng)到智能交通系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測。

全市傳感器節(jié)點(diǎn)

傳感器節(jié)點(diǎn)可以部署在整個(gè)城市中，以監(jiān)控噪音、交通和污染水平等關(guān)鍵參數(shù)。來自這些節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)街醒敕?wù)器，中央服務(wù)器將對(duì)其進(jìn)行細(xì)化并提供給公眾。

空氣和噪音污染

監(jiān)測空氣和噪音污染對(duì)智慧城市公民的生活質(zhì)量和健康至關(guān)重要。例如，總部位于法國的 Flowbird 開發(fā)了“ Park & Breathe ”系統(tǒng)，用于測量城市地區(qū)的空氣和噪音污染。該系統(tǒng)可以測量噪音(以分貝為單位)、二氧化氮甚至細(xì)顆粒等參數(shù)。

停車處

智能停車傳感器系統(tǒng)的一個(gè)例子是 PNI Sensor Corp. 的PlacePod，這是一種地下或表面安裝傳感器。該系統(tǒng)與通過低功率廣域網(wǎng)提供實(shí)時(shí)停車數(shù)據(jù)的網(wǎng)關(guān)通信。該系統(tǒng)能夠在停車位進(jìn)行準(zhǔn)確的車輛檢測，電池壽命長達(dá) 10 年，并且即使在惡劣的環(huán)境中也能在溫度波動(dòng)范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。

交通監(jiān)控

Analog Devices Inc. 的多通道微波雷達(dá)自適應(yīng)交通控制系統(tǒng) (ATCS)是用于監(jiān)控智慧城市交通的一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案示例。必不可少的傳感器是 24 GHz 的微波接收器天線，并帶有備用攝像機(jī)作為冗余系統(tǒng)。

視頻和雷達(dá)檢測也用于 V2X 應(yīng)用。V2X 正在智慧城市中部署，其傳感器也是微波天線。

環(huán)境污染

可以監(jiān)測環(huán)境，尤其是污染水平的傳感器對(duì)于安全、健康、清潔的環(huán)境至關(guān)重要。另一個(gè)好主意是在公共巴士上部署智能環(huán)境傳感器，這些傳感器在穿過公園、小巷和小街時(shí)會(huì)主動(dòng)覆蓋大片區(qū)域。

例如，博世 Sensortec 提供各種可用于智能城市應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)測傳感器。這些包括壓力、濕度和氣體傳感器。

智能辦公樓

智能城市辦公樓使用各種傳感器解決方案，這些解決方案可以是無線的，具有極低的功耗技術(shù)。

房間和區(qū)域

智能城市工作場所中的傳感器正變得無處不在，并且建筑物中的許多新傳感器正在出現(xiàn)。1 其中包括：

溫度傳感器監(jiān)控溫度變化，可以觸發(fā)高于或低于特定閾值的動(dòng)作。這些傳感器通常與中央恒溫器或 HVAC 組件配對(duì)。

濕度傳感器測量空氣中的水分含量，并在達(dá)到預(yù)設(shè)閾值時(shí)激活。這些傳感器通常與 HVAC 或除濕系統(tǒng)相連。

接近傳感器很像運(yùn)動(dòng)傳感器，可以檢測物體的存在并測量它的接近程度。最熟悉的用途之一是汽車中的倒車?yán)走_(dá)。

壓力傳感器檢測壓力并提醒系統(tǒng)管理員任何偏離標(biāo)準(zhǔn)壓力范圍的情況——類似于機(jī)器監(jiān)控。這在制造以及水和加熱系統(tǒng)中很有用。

空氣和水質(zhì)傳感器監(jiān)測空氣或水的完整性，并在存在污染物時(shí)激活。這些傳感器通常與警報(bào)系統(tǒng)或報(bào)告程序相關(guān)聯(lián)。

電氣傳感器測量有功電流，通常以電壓或電流為單位。這些傳感器可以鏈接到警報(bào)系統(tǒng)或維護(hù)票務(wù)程序。

狀態(tài)傳感器是一種多樣化的傳感器，可用作簡單的開關(guān) (I/O)，在存在各種特定刺激的情況下將狀態(tài)從一個(gè)更改為另一個(gè)。

運(yùn)動(dòng)傳感器在存在運(yùn)動(dòng)時(shí)激活以觸發(fā)外圍動(dòng)作，例如打開燈。

光學(xué)傳感器是觸發(fā)動(dòng)作的光激活設(shè)備，通常符合開關(guān) (I/O) 標(biāo)準(zhǔn)。這些通常用于醫(yī)療保健、能源和通信等行業(yè)，以監(jiān)測變量，包括光、輻射、電場和磁場以及溫度。

水質(zhì)傳感器通常用于環(huán)境管理應(yīng)用中，以測量水中的化學(xué)物質(zhì)、離子、有機(jī)元素、懸浮固體和 pH 值。

化學(xué)傳感器可以檢測水或空氣中是否存在化學(xué)物質(zhì)。這些用于跟蹤城市的空氣和水質(zhì)、監(jiān)控工業(yè)流程以及檢測有害化學(xué)物質(zhì)、爆炸物和放射性物質(zhì)。

煙霧傳感器檢測空氣中的微粒和氣體的水平。

液位傳感器確定開放或封閉系統(tǒng)中的流體、液體或其他物質(zhì)的液位。這些通常用于測量燃料液位，但也用于測量海平面和水庫液位以及醫(yī)療設(shè)備、壓縮機(jī)和液壓系統(tǒng)。

圖像傳感器可以在數(shù)碼相機(jī)、醫(yī)學(xué)成像和夜視設(shè)備以及生物識(shí)別設(shè)備中找到。這些也用于汽車行業(yè)，并在自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

加速度計(jì)傳感器檢測物體的振動(dòng)、傾斜和加速度。用途包括防盜設(shè)備、車隊(duì)監(jiān)控、飛機(jī)和航空工業(yè)以及消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括智能手機(jī)和計(jì)步器。

陀螺儀傳感器與加速度計(jì)一起使用并測量角速度，定義為繞軸旋轉(zhuǎn)速度的測量值。它們的主要應(yīng)用包括汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、游戲控制器、機(jī)器人和消費(fèi)電子產(chǎn)品。

智能建筑傳感器系統(tǒng)的一個(gè)例子是德州儀器公司的SimpleLink 低功耗藍(lán)牙和多標(biāo)準(zhǔn)傳感器標(biāo)簽 。作為房間和區(qū)域的解決方案，傳感器標(biāo)簽可以監(jiān)測濕度、占用、光線、聲音、空氣質(zhì)量和溫度。該解決方案有 10 個(gè)傳感器，包括支持光、數(shù)字麥克風(fēng)、磁性、濕度、壓力、加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)、物體溫度和環(huán)境溫度。

被動(dòng)紅外傳感器還可用于確定房間、辦公桌和桌子的占用情況以及隔間占用情況和人流。例如，Pressac Communications Ltd.支持這些應(yīng)用并提供各種占用、環(huán)境和能量監(jiān)控傳感器。

概括

智慧城市是人口健康戰(zhàn)略、改善交通流量和通用傳感器實(shí)施以改善城市生活和休閑活動(dòng)的試驗(yàn)臺(tái)。智慧城市正在重塑我們構(gòu)建和建造建筑物的方式，并為未來組織城市。傳感器使這些事情成為可能。背景中還有可以佩戴的傳感器，并允許以非侵入方式收集生物特征數(shù)據(jù)，以促進(jìn)健康和保健。

智能城市環(huán)境中的傳感器也安裝在家庭和企業(yè)的墻壁、地板和天花板上，以改善人們的生活和健康。道路上還存在傳感器，以優(yōu)化交通流量并在城市環(huán)境中安全地移動(dòng)車輛，同時(shí)保護(hù)城市駕駛員、乘客和行人居民。智慧城市社區(qū)將社交聯(lián)系作為一種生活方式。

審核編輯：湯梓紅