datasheet

纳米技术、物联网和工业4.0将会在哪里相遇?

2019-05-23来源: 电子创新网关键字:纳米技术  物联网  工业4


随着我们能够记录更多精确的数据,并且有更多种自动数据分析的方法,物联网(IoT)、工业物联网(IIoT)以及工业4.0获得了显著的发展。近年来,软件、算法和机器学习的进步使得很多传感器网络实现了自动化运行,除非有系统通知,否则在运行过程中是不需要操作人员的。这些新型的传感器网络和数据处理方法被应用于智能建筑和工业生产等领域的各种应用,在这些应用中每个?#26041;?#37117;很容易根据最近获得的数据和历史数据进行不断的优化。在很多情况下,它们还可以自动更?#21738;?#37096;运行条件,并且只有在出现问题或数据趋势显示即将停机时才会通知操作?#20445;?#36825;无?#21830;?#39640;了多个行业?#32435;?#20135;效率。


当我们说到物联网时很多人都不会想到纳米技术,但是纳米技术已经被用来推动数据优化了。未来很有可能会在一些领域用于商业用?#33606;?#36825;些领域涉及最初的数据采集到使用纳米材料建立完整的信息交换网络。


提升传感器的性能


物联网和工业4.0的核心正是传感器本身,也许从纳米技术受益最大的领域就是初始数据测量。随着软件和数据分析方法的发展,它们可以处理更多的数据,初始数据越精确那么整个物联网系统就会更加的精确。


将纳米材料作为“传感材料”集成到各种类型的传感器中是有据可考的,它们的使用带来了更高的效率。纳米材料尺寸小巧,特别是像石墨烯这样的2D材料的表面积更大,能够检测更多环境变化。不过纳米材料的传感机制并不?#23884;?#19968;样的——有些是靠远程感应,有些则是通过吸收分子,还有一些是感知物理变化的反应。


纳米材料有各种各样的特性,这样的特性使传感机制能够有效工作——它们可以是通过测量不同距离的光学变化来传感、也可以是通过表面原子的吸收情况来传感,也可能是通过弯曲、拉伸或压缩来传感。一些纳米材?#29616;?#23569;具备其中一种能力,由于纳米材料具有较高的导电性和载流子迁移率,因此具有较高的灵敏度和更准确的数据采集能力。当某物体被感知(通过吸附、物理反应)时传感机制会引起纳米材料导电率的变化,然后可以作为可测量的响应进行检测。因为纳米材料的导电性和载流子的迁移率通常都很高,所以对导电率的变化都有很高灵敏度,因此导电率的微小变化都能检测得到。


纳米级物联网(IoNT)


纳米技术与物联网结合的第二个领域是创建物理网络,由纳米材料组成,通过在纳米级别上相互通信的不同组件来促进数据的交换,这就是所谓的纳米级物联网(IoNT)。在发展方面它还没有达到其它物联网系统的水平,但是它已经引起了通信和医疗部门的兴趣,其中一个例子是实地遥感测量,此外还有人体内不同参数的测量。


系统是怎样工作的


与任何系统一样,纳米级物联网(IoNT)也是由多个组件组成的。这些组件之间有两种常见的通信方式,一种是电磁纳米通信(电磁波的传输和接收),另一种是分子通信(分子中编码的信息)。至于组件本身,IoNT有四个主要的部分帮助促进信息的传递,它们分别是纳米节点、纳米路由、纳米微型?#28044;?#35774;备和纳米网关。


纳米节点是IoNT建立过程中最简单也是最小的组件,它们是最基础的纳米机器。这些小型的纳米机器被用来传输数据和执行基本的计算。它们的尺寸(和能量)限制了它们传输数据的距离,而且它们?#21738;?#23384;也非常的小。然而,它们通常被安排在特定的位置,并将数据传输给一个更大规模的纳米路由器,然后该路由器可以将数据传输到更远的距离。因此,这些纳米节点通常作为系统中?#23548;?#30340;传感器组件。


纳米节点将数据传输给纳米路由器,纳米路由器具有更强大的计算能力。因为它们具有更高的计算能力,所以它们充当所有获取初始数据的纳米节点的聚合器。它们还可以控制纳米节点之间的交换命令,并将信息发送到纳米微?#28044;?#35774;备。这些?#28044;?#35774;备能够聚合来自纳米路由器的所有数据,并使用纳米通信技术和经典网络协议的组合将数据传输给纳米网关(反之亦然)。然后,网关可以作为整个系统的控制器,使得在任何地方都可以通过互联网访?#25910;?#20123;数据。


总结


工业4.0只是刚刚兴起,并且会在未来几年?#20013;?#30340;发展,这?#19988;?#30693;的发展趋势。然而,尽管传统的数据传输、云计算和数据操作方法在很多行业中都得到了应用。但是还有一点,就像计算一样,需要通过更小的架构进行数据传输。随着工业4.0在工业的各个领域站稳脚跟,商业上的应用需求将会接踵而来,此时IoNT就会获得更加广泛的应用。


作者简介


利亚姆·克里奇利(Liam Critchley)?#19988;?#20301;作家、记者以及技术布道者。他专注于化学和纳米技术,以及如何将分子水平上的基本原理应用于更多不同的领域。利亚姆最出名的可能是他教授知识的方法,他可以向科学家以及非科学家解释复杂的科学问题。利亚姆目前已经在化学和纳米技术交叉的各个科学领域和行业发表了350多篇文章。


利亚姆目前担任?#20998;?#32435;米技术产业协会(NIA)的高级科学宣传人?#20445;?#24182;且在过去几年的时间里为全球不同地区的公?#23613;?#21327;会和媒体网站撰写文章。在成为一名作家之前,利亚姆获得了纳米技术和化学工程两个硕士学位。



关键字:纳米技术  物联网  工业4

编辑:muyan 引用地址:http://www.88536358.com/IoT/ic462628.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本?#38745;?#29992;的非本站原创文?#24405;?#22270;片等内容无法一一联系确?#20064;?#26435;者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子?#22987;?#25110;电话通知我们,以迅速采取?#23454;贝?#26045;,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:Arm:终止与华为的合同,不便评价,只是遵守美国法律
下一篇:新突思多种人机界面交互产品亮相台北国际电脑展

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

台积电3纳米技术突破 克服GAA难题

        芯科技消息,全球晶圆代工龙头厂台积电南京12英寸晶圆厂今日风光开幕,未来将与大陆的 IC  设计公司共同发展成为半导体业强大的力量。事实上,台积电7纳米制程明年营收占比估逾2成,有望?#20013;?#39046;先对手,7纳米制程加强版以及5纳米进度也按计划进行,3纳米制程技术更已进入实验阶段,业内人士更透露,3纳米制程在"Gate All Around(GAA) "、环绕式闸极技术上已有新突破。        台积电在财报会前夕遭到外资调?#30340;?#26631;价,将原先223元(新台?#36965;?#19979;同)下修到211元,?#36182;?#30001;中立降为减
发表于 2018-11-01

14 纳米技术还要用多久?英特尔?#20309;?#26469;12到18个月将?#20013;?#25913;良

一?#21271;?#22806;界讥为「?#36153;栏唷?#30340;处理器大厂英特尔(Intel),日前宣布自 2018 年起 3 年内,扩建以色列工厂升级制程技术之后,意味着英特尔 10 纳米制程已在计划中,但英特尔投资扩厂的时间还要长达两年,代表目前英特尔 14 纳米制程还要继续用下去。但英特尔 14 纳米究?#22815;?#35201;用多久,日前英特尔给了官方答案:还在?#20013;?#25913;良,且较首代产品提升 70% 的 14 纳米制程,未来 12~18 个月内还会继续使用。根据日?#23433;?#21152;摩根大通(JPMorgan)第 46 届全球技术、媒体及通讯会议的英特尔高级副总裁 Murthy Renduchintala 表?#33606;?#26089;在 2014 年首次定义 10 纳米制程?#20445;?#33521;特尔就提出非常?#37327;痰哪?#26631;,就是相比
发表于 2018-05-21

上海科学家纳米技术新发现或可增长手机待机时间

原标题:纳米尺度下电子像“瀑布” 上海科学家这一发现或许会令手机待机时间更长     当电子也像瀑布一样“飞流直下?#20445;?#20250;发生什么有趣的事?中国科学院上海技术物理?#33455;克?#32418;外物理国家重点实验室陆卫?#33455;?#21592;和复旦大学安正华?#33455;?#21592;的科?#22411;?#38431;合作,发现在纳米尺度下,电子也会如同水花一样,最高温不在电流最大处,而是偏向电子流动的方向。该?#33455;?#25104;果日前在《科学》杂志在线发表。获得该成果的关键手段是基于团队自主研发的超高灵敏甚长波量子阱红外探测器?#32435;?#25551;噪声显微镜(SNoiM)技术。  自汤普森1897年发现电子以来,人们?#32479;?#35797;去展现它的运动。特别是微电子领域和光电转化过程中,控制与理解非平衡的热电子的运动
发表于 2018-04-13

物理学家发明世界上最小的温度计 有助于推进纳米技术发展

据报道,新型温度计的概念验证,指出了防止纳米电子设备过?#30830;?#29983;爆炸的方法。在十九世?#20572;?#29790;士宝玑(Breguet)制造的温度计是最准确的。现在,物理学家设计了一种通过检测电子的运动来测量热量的方法。随着电子元件变得越来越小,驱动它们的电流越来越集中,运行过程中?#32435;?#28909;也就愈发困?#36873;?#26368;终,系统?#25910;?#30340;风险大大增加。测量温度的新方法对于防止纳米设备过热至关重要。据报道,新型温度计的概念验证,指出了防止纳米电子设备过?#30830;?#29983;爆炸的方法。这项新技术可以测量纳米级别的氮化硼碎片温度,以大?#21450;?#24494;米(500 纳米)为单位,为准确识别热量是否积聚,以及识别积聚位置开辟了道路。该方法发表在《物理评论快报》上,是由 Juan Carlos Idrobo 领导
发表于 2018-03-23

江雷:纳米技术和基因技术结合 人类器官或能实?#31181;?#29983;

的,“都是超疏水的,都渗透到地里了。?#20493;?#38543;着仿生超浸润体系的?#20260;?#21457;展,在解决农药、积水、废水油积?#30830;?#38754;也已经得到了应用。  在随后的对话?#26041;冢?#34987;?#23454;?#20160;么样的材料可以颠覆世界?#20445;?#27743;雷认为会是纳米技术。  “纳米科学技术产生颠覆是必然的,这个时代已经到来了。” 而他认为更具颠覆性的是自己在报告里没提到的纳米技术和基因工程的结合产生活材料。他举例称,比如牙齿掉了,会种?#24067;?#29273;,但是纳米材料和基因技术的结合会让牙真正地从牙龈长出来。再继续下去,未来甚至可能实现人类的肝脏等很多重要器官重生,“到时候人类或许真的就能长生不老了。?#20445;?#24352;俊)  以下为演讲全?#27169;骸 ?#27743;雷:大?#20197;?#19978;好,我叫江雷,家父给我起的名字叫做江雷,叫做用三点水做农业,四点水做农业
发表于 2017-10-29

解密Flash如何应对物联网应用多样化的挑战?

随着物联网时代的来临,以往一个个孤立的物体将会通过联网的方式形成一套智能系统......物联网又?#19988;?#39033;复杂的工程,从传感、连接、云端、应用,再到管理每一步都需要全面的规划和周密的部署。物联网所带来的变革和创新注定是波?#38454;?#38420;和激动人心的。在物联网领域,产品的功耗和尺寸一直是行业比较关注的一些方面。随着各种新兴应用的出现和发展,对Flash Memory提出了非常明确的要求:功耗低,体积小,反应迅速。针对各种应用场景,兆易创新在SPI NOR产品线规划了不同产品系列,积极适应和满足不断变化的需求,使Flash Memory更好的与物联网主芯片及系统应用密?#20449;?#21512;,共同推动物联网行业的高速发展
发表于 2019-06-14

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright ? 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
极速飞艇开奖结果168