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撫生試劑-神奇玻璃光纖“嗅”出泄漏氣體
閱讀：466 發(fā)布時(shí)間：2013-12-4神奇玻璃光纖“嗅”出泄漏氣體
一根頭發(fā)粗細(xì)的光纖，可及時(shí)嗅出泄漏的氣體，還可以“聽(tīng)懂”聲音；一塊小小的芯片，可將16個(gè)顯示器的處理功能“一網(wǎng)打盡”……用上物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這些原本不可思議的事情將輕松變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。近日，記者探訪了位于南京大學(xué)的南京微結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室（籌）和南大微電子設(shè)計(jì)研究所，這里的研究者與物聯(lián)網(wǎng)打交道已有多年。在實(shí)驗(yàn)室，一些物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品已初見(jiàn)模樣。
可嗅出氣體的玻璃光纖
化工廠里有沒(méi)有危險(xiǎn)氣體泄露？會(huì)不會(huì)爆炸造成傷害？住在化工廠附近的居民都會(huì)擔(dān)心這個(gè)安全問(wèn)題?？墒乾F(xiàn)在，只要一根頭發(fā)絲般粗細(xì)的光纖，就可以幫助工作人員遠(yuǎn)在千里之外監(jiān)控化工廠內(nèi)的氣體環(huán)境情況，并及時(shí)做出處理。
在南京微結(jié)構(gòu)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（籌）的一間實(shí)驗(yàn)室里，記者見(jiàn)識(shí)了這個(gè)名為“光子晶體光纖氣體傳感器”的神奇玩意兒。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的南大材料科學(xué)與工程系教授陸延青告訴記者，這個(gè)傳感器包括光譜儀、光纖和光源三個(gè)裝置。光線從光源出來(lái)，通過(guò)光纖，zui后傳輸?shù)焦庾V儀。
“這個(gè)儀器含金量zui高的就是這根光纖。”陸延青指著一根細(xì)細(xì)的玻璃管說(shuō)，這種光纖直徑雖然只有200多微米，但其中包含著幾十個(gè)在顯微鏡下才能看清的小孔，一旦周邊出現(xiàn)異常氣體，就會(huì)通過(guò)這些小孔的光源，以每秒30公里的速度傳輸?shù)浇K端的光譜儀，工作人員通過(guò)分析光源的光譜，就可以判定泄漏的是哪種氣體，泄漏了多少。
相比于傳統(tǒng)的傳感器來(lái)說(shuō)，“光子晶體光纖傳感器”具有更高的靈敏度和探測(cè)范圍，目前，這項(xiàng)技術(shù)處于地位，可用于化工企業(yè)車(chē)間、礦井等地方的氣體監(jiān)測(cè)。
可“聽(tīng)懂”聲音的傳感器
電影里經(jīng)?？梢钥吹竭@樣的鏡頭：聲納顯示，不明物體正在迅速靠近，情報(bào)人員需要立即判定是哪種物體，從而部署應(yīng)對(duì)策略。在陸延青的實(shí)驗(yàn)室里，一種名為“全光纖壓力傳感器”的裝置就可以達(dá)到這個(gè)效果。
這套裝置由一個(gè)玻璃片、一根光纖和一個(gè)顯示器組成。記者輕輕地用手指點(diǎn)了下玻璃片，顯示器上的數(shù)據(jù)便開(kāi)始迅速地往上跳，手指移開(kāi)，數(shù)據(jù)又恢復(fù)平靜。陸延青說(shuō)，這都是玻璃片下光纖作用的結(jié)果。
與上一種光纖能嗅出氣體不同，這種光纖可感知壓力、溫度以及物體的移動(dòng)。如果將這種光纖壓力傳感器裝在水下雷達(dá)上，只要其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)闖入不明物體，傳感器就會(huì)“感覺(jué)”出變化，或者“聽(tīng)懂”潛艇螺旋槳發(fā)出的聲音。如果將它裝在水壩的混凝土里，如果水壩內(nèi)部發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)變形，傳感器就會(huì)敏銳地捕捉到壓力的變化，并反饋到顯示器終端。另外，它還可以廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑體的安全監(jiān)測(cè)。
陸延青說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)就是利用先進(jìn)的傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的物與物之間的互聯(lián)通信，因此，這兩種光纖傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中*的基礎(chǔ)元件。
多核處理器能同時(shí)處理海量數(shù)據(jù)
在城市交通控制大廳里，經(jīng)常會(huì)有一排排監(jiān)視器，用來(lái)監(jiān)測(cè)不同路段的實(shí)時(shí)交通狀況。而在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，需要實(shí)時(shí)顯示的畫(huà)面將會(huì)達(dá)到數(shù)十個(gè)甚至數(shù)百個(gè),這么多數(shù)據(jù)同時(shí)處理,會(huì)不會(huì)造成“塞車(chē)”？南大微電子設(shè)計(jì)研究所出來(lái)的多核處理器處理起海量數(shù)據(jù)游刃有余。
記者看到，在一個(gè)大集成電路旁，有4臺(tái)電腦，每臺(tái)電腦上正播放兩個(gè)動(dòng)態(tài)視頻畫(huà)面，4臺(tái)電腦放著不同的視頻，隔幾秒鐘，每臺(tái)電腦上的其中一個(gè)畫(huà)面就會(huì)迅速切換成相鄰電腦上的畫(huà)面，畫(huà)面感覺(jué)非常流暢。李麗副教授介紹說(shuō)，這就是多核處理器處理的效果，而如果用傳統(tǒng)的單核處理器處理，因?yàn)樘幚硭俣容^慢，畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)雪花。
李麗說(shuō)，這種多核處理器已經(jīng)完成原型芯片研制，可廣泛運(yùn)用于流媒體處理、網(wǎng)絡(luò)通訊、路由器、視頻監(jiān)控等。形象地說(shuō)，以后*監(jiān)控路口，再也不用一個(gè)電腦一個(gè)電腦輪流看了，一臺(tái)電腦就可以兼顧所有的攝像頭，隨時(shí)切換自己想看的路口畫(huà)面，可大大提率。
“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)普及后，屆時(shí)每個(gè)終端都會(huì)有大量的數(shù)據(jù)需要即時(shí)處理，多核處理器便能派上用場(chǎng)。”李麗透露，目前，國(guó)內(nèi)已研制成功的的就是4至8核的芯片，而南大正在研制的是16核處理器，下一步的目標(biāo)將是64核處理器。