顛覆未來智慧城市的四大傳感器技術

　　在智慧城市中，傳感器，攝像頭，無線設備，數據中心的網絡構成了關鍵的基礎架構，使市民能夠以更快，更有效的方式提供基本服務。

　　當中，傳感是智能基礎架構的核心。傳感器是城市景觀中隱藏但無處不在的組成部分，是任何智能控制系統的重要組成部分。

　　Frost＆Sullivan的最新分析顯示，新興傳感器技術將顛覆未來智慧城市。數字化和物聯網（IoT）的進步正在推動傳感器技術在城市之間的大規模采用，再結合人工智能（AI）和5G高速網絡等關鍵支持技術，城市中的集成傳感器網絡正在推動建立互聯城市生態系統，以實現公共資源的最佳利用。

　　傳感器網絡包括聲學，激光雷達，雷達，3D攝像頭傳感器，環境傳感器，流量傳感器，氣體傳感器以及濕度和溫度傳感器等等。集成的傳感器系統有助于與錨應用程序和集中式平臺建立無縫互連的網絡。為某一目的而建立的傳感器網絡（例如路燈）可以啟用其他幾個連接的應用程序，例如環境監控，公共安全，集中式網絡將有助于減少重復的資金成本，并且不需要多個單獨的復雜網絡。

　　當中，未來智慧城市主要利用四大傳感器技術來擴展其智慧功能——電子傳感器、紅外傳感器、熱傳感器以及接近傳感器&激光雷達傳感器。

　　①、電子傳感器：

　　電子傳感器部署在環境監視傳感器和速度計傳感器中，這些傳感器通常用于智慧城市中，以執行各種任務，例如監視電源和電流水平以進行故障檢測。

　　②、紅外傳感器：

　　紅外傳感器有助于在動態和不穩定的環境中無偏見地生成數據，從而有助于智慧城市中的決策。雷達傳感器可用于利用復雜的計算機數據來分析重要的考古現場信息。

　　③、熱傳感器：

　　熱傳感器對能量分布進行精確跟蹤，而其他智能傳感器則可以管理需求側能量。因此，智能電網傳感器有助于提高能源效率。

　　④、接近傳感器和激光雷達傳感器：

　　接近傳感器和激光雷達傳感器可以幫助開發自動車輛系統，這對于使城市完全智能化至關重要。

　　智慧城市的傳感器應用

　　智慧城市的傳感器應用方面之一是對可用資源的最佳利用。傳感器可通過連通性幫助優化利用資源，告訴我們何時何地保存。這些傳感器可以控制，檢測和管理不必要的使用，并根據需要進行某些調整。

　　水管理

　　目前，主要城市由于管道泄漏而浪費高達50％的水。通過在每條管道上安裝傳感器，可以很容易地檢測到漏水并進行糾正，以免造成重大損失。除此之外，只要發現雨水，公園的灌溉系統就可以自動關閉。

　　能源管理

　　傳感器還啟用了“高級計量基礎架構（AMI）”概念，為城市的能源管理奠定了基礎。城市正在考慮使用內置有相位測量單元（PMU）傳感器和通信模塊的“智能電表”，該模塊可促進消費者和供應商之間的雙向通信。對于公用事業服務提供商，它有助于在響應客戶呼叫而派遣維修人員之前檢查電表狀態。這些檢查可以防止不必要的現場工作人員派遣到客戶現場。對于消費者而言，它可以以用戶可以輕松理解的方式提供實時能源使用詳細信息。基于此數據，用戶可以更改首選項并就其使用情況做出更明智的決定，而無需等待月底的電費。

　　智能路燈

　　在城市中，即使該區域沒有活動，路燈也會保持點亮狀態（有時甚至在白天！）。此外，當局很難檢測到任何故障和路燈被盜。使用傳感器，不需要的時候燈光會變暗，當路燈出現故障或篡改時，當局幾乎可以立即收到短信。

　　廢物管理

　　通過將傳感器安裝在垃圾箱中，可以在接近快滿時通知市政當局。荷蘭成為有史以來第一個生產“智能垃圾箱”的國家，一旦垃圾箱裝滿或有任何損壞，就會通過短信向官員報告。

　　運輸管理（智能停車）

　　傳感器可以檢測到最近的可用停車位在何處，從而可以減少交通量。駕駛者可通過短信及時獲得信息，以便他們快速找到空閑的停車位，從而節省時間和燃料。

　　實時污染管理

　　電線桿上安裝的傳感器可以監控城市的環境空氣質量（AAQ）。市民可以監控城市每條街道上的污染濃度，或者當污染水平超過特定水平時，他們會自動發出警報。

　　此外，還有監控橋梁、醫療保健、智能交通等應用。

　　監控橋梁

　　在橋梁中，為了檢測損壞，可以將光纖傳感器用于結構監測。感測SHM的其他方法是使用帶有傳感器節點的WSN，這些傳感器節點配備了多個加速度計，以感測橋的振動。這些傳感器部署在主跨和塔架上，并收集來自風荷載的結構加速度信息。另外，還可以使用熱響應以及多個傳感器（例如應變儀，應變計位移和力傳感器）的組合，以及使用攝像機來進行橋梁監測，例如結構裂縫檢測。

　　醫療保健

　　傳感器網絡的最重要應用之一是醫療保健。為了促進醫院或診所的管理，可以在這些環境中將傳感器用于各種應用。特別地，無線人體局域網（WBAN）是一個非常活躍的研究領域。

　　人體局域網由放置在人體不同部位的相互連接的傳感器組成。因此，通過將傳感器安裝在人體內部或外部，可以遠程監視一個人的生命體征。可以監測的參數示例包括心電圖（ECG），呼吸，皮膚電導和皮膚溫度。WBAN的優勢在于它們能夠將這些數據上傳到遠程日志記錄系統，從而使執業醫生可以實時查看收集到的數據。例如，如果有異常跡象，可以對心臟有問題的人進行持續監視和警報。活動監視和分類（對健康監視很有用）也可以由WBAN執行。但是，使用傳感技術的醫療保健應用不僅限于WBAN。

　　智能交通系統

　　近年來，隨著汽車數量的急劇增加，對有效的交通管理的需求不斷增長，以避免交通擁堵并優化交通流量，尤其是在十字路口。

　　在智慧城市中，彼此無線連接的車輛可以相互通信，并使用決策制定來避免碰撞。使用每個車輛的時隙，在車輛之間協調交叉路口。錯過時隙的車輛必須在到達交叉路口時停止并等待新的時隙。如可以通過RFID執行無線通信，基于交通標志自動控制車輛速度的系統。RFID用于車輛與交通標志之間的通信，RFID標簽位于交通標志上，RFID讀取器位于汽車門的側面，霍爾效應傳感器位于車輪上，用于速度控制。