光纤传感技术在物联网中的应用

目前,物联网已经成为一个发展的重点,而且被众多的学者研究,随着物联网的发展,光纤传感技术也逐渐得到了有效的应用,逐渐被人们所重视.物联网的核心部件是传感器,尤其是光纤传感器,和其他类型的传感器不同,它具有众多的优势.通过采用传感器,我们可以得到各种不同的环境参数,比如温度、声音、重力等.本文阐释了光纤传感器的原理和发展的现状,并分析了光纤传感器在物联网中的应用.     

光纤传感技术在物联网中的应用

物联网是当前的一个研究热点,而光纤传感技术在物联网中的应用已经引起了广泛关注。物联网的技术构成有4个层次,分别是用户与应用接口、数据处理技术、数据传输网络、传感网络。在物联网中要用到各种各样大量的传感器。传感器可用于感知各种各样的环境参数,如温度、重力、光电、声音、位移、振动等,为物联网提供最原始的数据信息。对光纤传感器的结构、分类以及其在物联网中的应用实例进行介绍,如光纤陀螺,光纤水听器、光纤光栅传感器、光纤电流传感器。最后介绍了基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术在物联网中的前沿应用。     

物联网中光纤传感技术的专利分析

本文从专利信息分析的角度,从物联网中光纤传感技术在中国的历年专利申请量、重要申请人及IPC分类情况进行了分析,探讨了物联网中光纤传感技术的发展过程,介绍了重要申请人在该行业的发展现状,从而为国内企业的发展提供了参考。     

面向敏感环境的反射式光纤传感防盗系统设计

为了解决在敏感环境中位置测试容易受到干扰的问题,提出了一种基于反射式光纤传感防盗系统。该系统采用T型光纤探头作为无源传感探头,反射配件安装于安防外壳表面,通过实时测试位置偏移量提供安防预警。探测模块通过预先测试最佳反射位置的方式,将光纤探头与反射配件固定于安防位置上。在获取激光回波信号的基础上,计算了关于位置的场强分布函数。在标定实验中,测试位置由0递增至5.0 mm,响应光功率最大值为18.76 μW,方差最大值0.124。当超过3.0 mm后的曲线单调性良好,符合系统设计要求。在不同干扰类型对比实验中,分别对比了湿度、温度、振动对系统测试结果的影响程度。实验结果显示,干扰项的光功率波动无论是线性还是非线性的,其波动范围小于4 μW,而真实人为打开条件下,其波动程度大于18 μW。与此同时,系统反演计算的位移偏移量也发生显著改变,相比干扰项的位移偏差均值大8倍以上。系统具有传感端无源、灵敏度高、实时性好等优势,可有效应用于敏感环境中的安防监测。     

面向铁路轨道的光纤物联网安全状态监测系统

为了准确地获取铁路轨道结构状态,提高测试点位灵敏度和抑制干扰,搭建了基于光纤物联网的状态监测系统,设计了一种可抑制非测试位置应力干扰的FBG传感器封装。系统通过多路光开关和波分复用技术实现在长距离上大范围监测轨道结构状态。采用三角形封装设计使非传感器对测试位置的应力响应不敏感。仿真分析了车轮挤压轨道后的应力场分布特性。分析了不同时刻测试位置处三个坐标轴方向上的应力变化,其中x轴向最大可达-186.2με。实验对本文设计的优化FBG封装结构的增敏效果进行定量分析,灵敏度达20.1 pm/kN,比未优化前提高了近8倍。在温漂补偿实验中,验证了无应力与有应力状态下,温度补偿都可以有效抑制测试环境温度变化造成的波长偏移。从动态测试曲线中,可以准确的提取测试位置的应变响应,最大波长偏移为253.2 pm,符合设计要求。     

塑料光纤传感特性分析及其在物联网中的应用

主要研究了塑料光纤技术的发展现状和塑料光纤的传感性能,阐述了塑料光纤传感器在未来物联网中的应用前景和应用思路。     

基于物联网的光纤传感技术应用方案

传感器是物联网的核心,光纤传感器具有电传感器无可比拟的优势。在介绍光纤传感器基本原理及发展现状的基础上,针对物联网技术的发展及不同应用场景,设计了一种基于物联网的光纤传感技术应用方案,该方案能满足不同行业的需求,实现行业的智能化。     

分布式光纤振动传感技术研究

分布式光纤振动传感技术具有精度高、动态范围大、响应频带宽、隐蔽性好等优于传统振动传感器的鲜明特点,可用于大坝、桥梁、地矿监测、车辆及机械运行监测、火灾报警、管道泄漏报警及重要区域安防报警等领域,应用前景广阔。本文主要介绍了分布式光纤振动传感器相关技术及种类,并对分布式振动传感技术的发展方向和应用领域进行展望。     

连续光栅阵列光纤传感技术及应用

相比于传统分布式光纤传感,连续光栅阵列光纤传感技术具有大容量、长距离、高密集等特点.主要综述了国内外连续光栅阵列的在线制备技术、解调方法及其典型应用,并对连续光栅阵列光纤传感技术的发展趋势进行了展望.     

光纤传感器在物联网关键技术中的应用

随着近年来光纤传感技术的发展,光纤传感器越来越多的应用于物联网中原始数据的采集。为了可以将光纤传感器更好的应用于物联网技术,文中在描述了物联网技术和光纤传感技术基本概念和理论的基础上,阐述了光纤传感器在石油工业、电力工业、建筑工程、军事安防和医疗领域的实际应用情况,最后提出了光纤传感器在物联网技术中的应用还需要解决造价高、产品集成化和实用化困难的问题。     

物联网中的光纤技术

光通信及光纤传感技术作为支撑物联网的关键要素,对物联网的建设、发展与升级有重要意义.文中介绍了物联网的发展及特征,并从物联网的感知层、网络层和应用层三个方面分析了光纤技术的应用优势.     

基于单模-多模-单模光纤模间干涉的传感系统

基于单模-多模-单模光纤（SMS）结构的模间干涉现象,在外界环境变化时SMS 光纤结构输出光场散斑图样的变化规律,提出了一种用于振动、应力及温度检测的光纤传感系统。该系统使用光电二极管测量散斑图样部分固定区域的光功率变化,即可得到施加在多模光纤上的外界应力,通过FFT 和Hilbert 变换,可得到外界振动（频率、幅度）和温度变化信息。对该系统的振动测量和温度测量进行定标后,经实验研究测得,该系统振动测量误差小于0.7 Hz,温度测量误差小于5.0%。该系统结构简单,成本低,并可用于多参量的测量。     

融合双波及单波干涉的光纤位移传感系统研究

研究一种融合双波长干涉及单波长干涉的大跨距高精度光纤位移传感系统。两种波长不同的光波同时作用于光纤干涉仪中,基于波分复用技术,利用光纤光栅分离双波长干涉信号和单波长干涉信号。利用双波长干涉信号决定被测位移的幅值,使最大测量跨距扩大至毫米量级。在本系统选定的两个激光波长(分别为1 557.32nm和1 558.52nm)下,最大测距为0.5mm,通过恰当地选用传感系统中的两个激光波长,可获得更大的测距范围;利用单波长干涉信号高精度地测量位移,使系统保持单波长干涉测量精度高的优点。     

物联网中的智能医疗应用

在简要介绍了物联网相关概念的基础上,结合物联网在医疗领域的应用给出了智能医疗的应用范围和网络架构,叙述了感知、传输和应用3层结构的特征和主要完成的工作内容。根据智能医疗的3种具体应用场景分析了智能医疗的优点,最后对其未来的发展前景予以展望。     

基于物联网的农业灌溉监控系统设计

为了实现对地表下植物根部深度土壤含水率进行立体监测,提出了一种基于物联网的农业灌溉监控系统,并完成了系统的软硬件测试。硬件包括由分布在土壤中的测量节点组成的土壤墒情监测节点,土壤含水率传感器和土壤墒情信号处理模块,软件采用MSP430进行编程,并实现了含水率信号检测。实际应用表明,该系统具有具有快速展开、抗毁性强等特点等优点。     

光纤激光器加速光纤传感应用

光纤传感取代电传感已呈大势所趋。目前市场上的光纤传感绝大部分都是基于光波分复用(OWDM)的准分布式传感原理以及尚处于科研阶段的时域分布式(OTDR)光纤传感技术；两者均受制于各自的缺陷，离大规模市场应用尚待时日，尤其是在更高要求的传感领域更是无法实现。本文所介绍的光纤传感技术起源于激光雷达的调频连续波(FMCW)原理，采用相干探测进行检测，利用光纤本身进行直接传感，完全可以构建低成本的分布式传感网络，完成超远距离、超高精度和超低噪声的实时监控，可广泛用于国防、石油勘探和安保等各个传感领域。     

物联网终端评测体系发展研究

针对物联网(internet of things,IoT)技术大规模商用,现有终端评测体系无法满足海量、多种类、多形态的物联网终端评测新需求的问题,开展面向物联网终端的评测体系发展研究,从基础性、应用性、安全性3个维度并结合测试手段的发展趋势,提出物联网终端评测体系方法,以促进物联网终端质量提升,保障终端和网络良好的互通性,提升端到端业务质量。     

基于物联网的矿井氧气浓度监测系统设计

为了实现对矿井氧气浓度检测,提出了一种基于物联网的矿井氧气浓度检测系统,并完成了系统的软硬件测试。硬件包括传感器检测模块、路由器传输模块、数据汇集模块和上位机模块,软件采用MSP430进行编程,实现了氧气浓度信号检测。应用表明,该系统能有效地避免矿井有毒气体泄漏的发生。