中科院褚君浩院士:物聯(lián)網(wǎng)與傳感器的發(fā)展
2012-08-14 10:32:45 作者: 來(lái)源:賽迪網(wǎng) 評論: 點(diǎn)擊:
因為太陽(yáng)光是有光譜組成,所以我們要得到一些數據,比如說(shuō)陽(yáng)光它的閃爍是隨波長(cháng)而變的,比如3.8微米以上,300度的目標輻射就比太陽(yáng)光閃爍要厲害。而小于3.8微米以下,太陽(yáng)光的閃爍比厲害。這些五數據要進(jìn)行研究,就是提供給你信息判斷。同樣它的特波率,在不同的環(huán)境下,3.5微米到3.8微米也是不一樣的,這些數據也是可以提供給你進(jìn)行分析。比如這個(gè)圖上看不到海上的東西,這個(gè)圖上可以看到海上的島焦等等。所以不同的波段進(jìn)行不同的判斷,這些信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)或者光纖傳過(guò)去,那么那邊就可以進(jìn)行發(fā)表。所以傳感器對物聯(lián)網(wǎng)的建設是非常重要的。
(圖)比如日本的3月11號海嘯,天空類(lèi)似風(fēng)的流動(dòng),到3月14號核爆炸,有人說(shuō)是不是輔導的傳到上海了,通過(guò)分析沒(méi)有這樣的現象。
另外的一個(gè)就是提高工作溫度,希望能夠提高到室溫下工作,那么效果會(huì )更方便一下。現在比較好的是,比如很多海島,也沒(méi)有人登陸,那么就可以把傳感器放到那兒,通過(guò)太陽(yáng)能電磁,然后可以通過(guò)無(wú)線(xiàn),報數據時(shí)實(shí)的傳輸過(guò)來(lái)。
熱釋電探測器在空間領(lǐng)域的重要應用,還有地平儀,到底地球上鋪設出去多少,得到多少數據?尤其地球輻射收支是非常重要的,比如海洋上氣溫升高一度是怎么樣,變化是怎么樣的,跟地球輻射收支都有關(guān)系,這些數據都是分析地球上的氣候變化,尤其這些年氣候異常,可以通過(guò)這個(gè)進(jìn)行分析是非常重要的。這些都是需要通過(guò)傳感器來(lái)來(lái)得到這些信息,得到了這些信息才能更好的分析。我們也可以用它進(jìn)行不同成像,這是一種新的技術(shù),還有一種是PVDF成像探測率比較好。
另外就是甚長(cháng)波碲鎘汞紅外焦,高功率THZ源和高探測率探測器,它對水特別靈敏,很容易探測水質(zhì)的情況。它成像的規律可以用光學(xué)和電學(xué)的辦法產(chǎn)生。其有TRIYS比如說(shuō)它可以穿過(guò)樹(shù)葉,也可以穿過(guò)人體,而且對人體沒(méi)有危害。這種光可以穿過(guò)人體,那么人穿衣服就像不穿衣服一樣,而且對人沒(méi)有損害。比如現在X光要檢查,是對人有影響的,但是TRIYS這個(gè)是對人體沒(méi)有影響的。這些數據可以通過(guò)光纖或者無(wú)線(xiàn)傳感傳過(guò)去,都是可以得到海量的信息的。THZ波段更多的是控制水質(zhì)。,現在傳感器當然也可以用在天文、星系上。
從紅外信息獲取里還有一個(gè)就是譜像,所以傳感器不僅可以德國圖象、像、還可以做譜像,比如把我這個(gè)臉拍下來(lái),對我臉上的每一個(gè)點(diǎn)都可以做一個(gè)光譜,這樣的數據是三維的數據,兩維是XY數據,另外一個(gè)是光譜,那么數據量是不得了的。所以它不僅包括強度、波長(cháng)、位相、偏振和識別,它的用戶(hù)很大,可以成像光譜。比如這個(gè)地區,把它的光譜做出來(lái),跟計算機里的油材料對照,人就可以跑到這個(gè)地方去看看有沒(méi)有油礦,如果這么大的面積沒(méi)有目標的找是非常難的。在新疆地區找到進(jìn)金礦是這樣的,先成像光譜,如果覺(jué)得這個(gè)地方像,然后再把人派過(guò)去。再比如說(shuō)農作物的農產(chǎn),到底成熟沒(méi)有?到底是畝產(chǎn)一千斤還是1萬(wàn)斤?遙感如果是綠色的,清的,光譜是這樣,如果是500斤畝產(chǎn)和1000斤畝產(chǎn)的,光譜是不一樣的,所以信息量和數據兩是非常大的。剛才鎢院士說(shuō)我們現在正在走向一個(gè)大數據時(shí)代,大數據給我們帶來(lái)的又是挑戰又是機遇,實(shí)際情況就是這樣。我們得到的信息非常多,那么多的信息傳下來(lái),但是好好的分析判斷是非常重要的,這里會(huì )衍生很多財富。
現代傳感器技術(shù)包括各種各樣,比如有紅外、y射線(xiàn)、壓力、振動(dòng)、電磁、化學(xué)、生物、單光子、X光等等,所有這些傳感器的信息都可以放到物聯(lián)網(wǎng)上,判斷,分析做出結論。這是當前非常重要的,將來(lái)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)非常重要的一方面。
發(fā)展微小壓力傳感技術(shù),采用高分辨能力的諧振式傳感器機理,采用納機電系統技術(shù),研制對微觀(guān)質(zhì)量、力或角動(dòng)量等敏感的傳感器。舉一個(gè)例子,比如一個(gè)傳感器比如TNT分子,比如基于炸藥分子對特定熒光聚合物的熒光猝滅效應,通過(guò)檢測聚合物熒光的強度變化判斷被檢測樣品中是否有炸藥分子出現。如果說(shuō)你這個(gè)包里帶有炸藥,你用瓶子裝好了,但是一定會(huì )有一些分子在外面,只要有幾個(gè)分子,那么它的靈敏度會(huì )有放大效應。所以一測試就知道里面是炸藥。
中科院上海為系統所程建攻克題組,研制的熒光聚合物炸藥探測儀用于安全檢查,包括在世博會(huì )的應用,如果說(shuō)這套東西是TNT,要研究不同的聚合物材料,不同的敏感度材料提供給我們物聯(lián)網(wǎng)里面的傳感器數據。所以整個(gè)將來(lái)會(huì )形成一個(gè)智慧空天地海一體化。我們現在的氣象預報為什么這么準,天上的眼睛在看,傳感器在上面看,我們現代的戰爭技術(shù)、信息技術(shù),也是要借助這個(gè)。我們把物聯(lián)網(wǎng)的概念運用到智慧交通、智慧城市、智慧金融、智慧醫來(lái)、智慧水系統,這里面有大量的工作可以做。所有的工作過(guò)程中傳感器是比較重要的。得到的信息以后,后面的信息工作更多,那么大量的數據,是各種技術(shù),包括光通信和無(wú)線(xiàn)通信各種技術(shù)都在里面有非常大的發(fā)展。
所以物聯(lián)網(wǎng)光點(diǎn)信息的各種傳感器、各類(lèi)信息獲取、處理判斷、決策最后形成一個(gè)智慧地球,智慧地球、智慧周?chē)彩乾F在我們新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中非常重要的一個(gè)步驟。光纖通信過(guò)去90年非常熱門(mén),后來(lái)不知道怎么樣給無(wú)線(xiàn)傳感比下去了,現在又回過(guò)來(lái)了。光纖通信和無(wú)線(xiàn)傳感都是物聯(lián)網(wǎng)整個(gè)大數據系統里面,一個(gè)是信息傳輸的功能還有其他很多,它本身也有很多其它的功能。所以我們在物聯(lián)網(wǎng)、傳感器,這個(gè)會(huì )議主題光纖通信大發(fā)展的時(shí)代,會(huì )在最后的這幾年里在我們國家、在整個(gè)世界上會(huì )發(fā)展起來(lái)。