光纤传感技术在物联网中的应用

《光纤传感技术在物联网中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、光纤传感技术在物联网中的应用南京师范大学中北学院电子信息工程殷达［摘要］物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重耍发展阶段。而光纤传感技术在物联网的发展屮也得到了广泛的应用，并引起了巨大的关注。物联网的核心是传感器，特别是光纤传感器具有其他传感器所不具有的优势。［关键词］:光纤传感技术；物联网；传感网络；应用传感头1引言最初在1999年提出：物联网即通过射频识别（RFID）（RFID+互联网）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联

2、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。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”。近年来，随着光纤技术的不断发展，进而出现了光纤传感技术。光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。我们将在本文中对物联网中光纤传感器的结构，分类以及一些其他在物联网中的应用视力进行详细的介绍，例如光纤螺旋，光纤水听器，光纤光栅传•感器。对于在物联网前沿屮应用十分广泛的连续分布式光纤传感技术也会有介

3、绍。2物联网屮国物联网校企联盟将物联网的定义为当下儿乎所有技术与计算机、互联网技术的结合，实现物体与物体之间：环境以及状态信息实时的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行。广义上说，当下涉及到信息技术的应川，都可以纳入物联网的范畴。国际电信联盟（ITU）发布的ITU互联网报告，对物联网做了如下定义：通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装賈、红外感应器、全球定位系统和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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监挖和管理的一种网络

4、。物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种耑要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网终。某目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。其在2011年的产业规模超过2600亿元人民币。构成物联网产业五个层级的支撑层、感知层、传输层、平台层，以及应用层分别占物联网产业规模的2.7%、22.0%、33.1%、37.5%和4.7%。而物联网感知层、传输层参与厂商众多，成为产业中竞争最为激烈的领域。3光纤传感器3.1光纤传感器的结构以电为基础的传统传

5、感器是一种把测量的状态转变为nH则的电信号的装置。光纤传感器则是一种把被测:U:的状态转变为可测的光信号的装賈。由光发送器、敏感元件（光纤或非光纤的）、光接收器、信号处理系统以及光纤构成传味光好巾光发送器发fli的光经源光纤引导至敏感元件。这时，光的某一性质受到被测的调制，已调光经接收光纤耦合到光接收器，使光信号变力电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。可见，光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机一电测量力基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。3.2光纤传感

6、器的分类光纤传感器多种多样。传感型光纤传感器的光纤不仅起传递光作用，同时又是光电敏感元件。由于外界环境对光纤自身的影响，待测量的物理量通过光纤作用于传感器上，使光波导的属性（光强、相位、偏振态、波松等）被调制。传感器型光纤传感器又分为光强调制型、相位调制型、振态调制型和波长调制型等。传光型光纤传感器是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出端进行光信号处理而进行测量的，这类传感器带有另外的感光元件对待测物理量敏感，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调制的敏感元件才能组成传感元件。

7、光纤传感器根据其测量范围还可分为点式光纤传感器、积分式光纤传感器、分布式光纤传感器三种。33光线传感器的特点1.高灵敏度，抗电磁干扰。由于光纤传感器检测系统很难受到外界场的干扰，且光信号在传输中不会与电磁波发生作用，也不受任何电噪声的影响，由于这一特征，光纤传感器在电力系统的检测中得到了广泛应用。2.光纤具有很好的柔性和韧性，所以传感器可以根据现场检测耑要做成不同的形状。测璧的频带宽、动态响应范围大。3.可移植性强，可以制成不同的物理量的传感器，包括声场、磁场、压力、温度、加速度、位移、液位、流量、电流、辐

8、射等。4.可嵌入性强，便于与计算机和光纤系统相连，易于实现系统的遥测和控制。4光纤传感器应用于物联网目前应用最广的光纤传感器有四种，分别是光纤陀螺、光纤水听器、光纤光栅传感器和光纤电流传感器。光纤陀螺。光纤陀螺按原理付分为干涉型、谐振型和布里渊型，这是三代光纤陀螺的代表。第一代干涉型光纤陀螺，21实际初期，该项技术就已经成熟，适合进行批量生产和商品化：第二代谐振型光纤陀螺，哲时还处于实验室研究向实用化推逬的发展阶