传感器

据估计，到2020年，将有240亿到500亿设备接入互联网。这些设备中的大多数将是小型传感器，它们将发送关于它们所感知的信息，如温度、湿度、声音和图像。

事实上，如果你有一部智能手机，你就拥有多个传感器：相机、加速度计和GPS传感器。除了我们的口袋，传感器位于工厂、城市街道、机器人、交通工具、无人机、海洋—传感器 无处不在 ！

联网传感器的普及通常被称为物联网。让我们更详细地探索这些“事物”，看看它们如何影响我们的日常生活。

传感器是一种低功耗设备，它可以检测环境的某些方面，并将数据发送到另一个设备。

已连接的传感器是一种传感器，它还可以将数据发送到本地网络或互联网。

传感器可以感知到和人类一样的东西，而且往往更多。

就像耳朵可以感知震动（大脑会将震动转化为声音），传感器可以记录环境中的震动。

所有的手机和个人电脑都配有一个声学传感器——麦克风。歌手和在线讲师（像我自己！）经常斥资购买外接麦克风，这种麦克风能更好地过滤背景噪音。

像Amazon Alexa和Google Home这样的智能家庭扬声器总是带有嵌入式麦克风，这样它们就能理解你的命令。

🤔 声学传感器的隐私含义是什么？有没有什么地方你不想要一个传感器来记录你的谈话？

我们的眼睛使用视杆细胞和视锥细胞来感知眼前的视觉(而我们的大脑则能感知这些视觉)。类似地，相机使用光学传感器来记录镜头中的视觉场景。

CMOS传感器是当今数码相机、网络相机和智能手机中最常见的一种光学传感器。

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光学传感器还能感知红外光，即人类通常视觉光谱之外的波长。当相机的目标是拍摄人类所看到的世界时，相机使用红外截止滤波器来去除红外波。

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不过，安全摄像头可以利用夜间的红外线波，在光线较暗的情况下拍摄图像。

温度是一个系统最常被测量的方面之一。人体内部温度为98.6华氏度;高于或低于几度都值得关注。同样，机电系统也有理想的温度范围，当温度过高或过低时可能会发生故障。

温度传感器可以用与温度有关的金属制成。随着温度的升高，金属的电阻降低。每种金属的电阻和温度之间都有已知的关系，所以计算机可以把电阻转换成温度测量值。

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当传感器检测到理想温度范围之外的温度时，系统可以发出警报，甚至自动调整。例如，当Raspberry PI计算机超过85°C时，通常是由于cpu密集型的操作，它会自动降低处理器速度，以减少每秒的操作。

其他类型的天气相关传感器包括一氧化碳探测器、空气污染传感器、臭氧监测仪和湿度探测器。

由于电池供电和无线网络，设备越来越便携。我们的手机可以去任何地方，汽车可以进行越野公路旅行，无人机可以在空中飞行数英里。这让所有这些设备都面临同样的问题:“我在哪里?”

多亏了全球定位系统(GPS)，所有这些设备都可以精确定位它们在全球的物理位置。美国政府在20世纪70年代开始实施GPS项目，现在控制着大约30颗环绕地球运行的GPS卫星。俄罗斯和中国等其他大国也发射了类似的卫星，所以如果美国政府限制它们进入，它们将有一个备用定位机制。

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GPS接收器是一种带有天线的微型传感器，可以接收来自天空中运行的GPS卫星的无线电信号。在大多数情况下，如果一个传感器能接收到至少四颗卫星的信号，那么该设备就能计算出它的位置。

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全球定位系统最适合户外环境，可以清楚地看到天空。由于屋顶、墙壁和其他物体的干扰，它在室内无法正常工作。如果亚马逊工厂的运输机器人想知道自己在哪个通道，GPS不太可能可靠地提供足够精确的位置。

室内定位系统通常基于RFID等技术。该设备携带一个RFID阅读器，其周围的物体都有自己的RFID标签，通过无线电波广播它们的存在。

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这个设备可能不知道它在世界上的绝对位置，但它可以推断出它相对于它所关心的物体的位置，有时候这才是最重要的。

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