第章傳感器智能傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)BF加入RFID狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

1吳功宜吳英編著《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》第3章

傳感器、傳感網(wǎng)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展2第

3章知識點結(jié)構(gòu)33.1傳感器概述

3.1.1感知能力與傳感器的發(fā)展1.人的感知能力眼、耳、鼻、舌、皮膚是人類感知外部物理世界的重要感官隨著人類對外部世界的改造，對未知領(lǐng)域與空間的拓展，人類需要的信息來源、種類、數(shù)量、精度不斷增加，對信息獲取的手段也提出了更高的要求，而傳感器是能夠滿足人類對各種信息感知需求的主要工具42．傳感器的基本概念傳感器（sensor）是由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成的一種檢測裝置，能感受到被測量，并能將檢測和感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號（電壓、電流、頻率或相位）輸出，以滿足感知信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖53.1.2傳感器的分類傳感器分類的基本方法：根據(jù)傳感器功能分類根據(jù)傳感器工作原理分類根據(jù)傳感器感知的對象分類根據(jù)傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域分類6常用物理傳感器

與化學(xué)傳感器73.1.3物理傳感器1.物理傳感器物理傳感器的原理是利用力、熱、聲、光、電、磁、射線等物理效應(yīng)，將被測信號量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號物理傳感器可以進(jìn)一步分為：力傳感器、熱傳感器、聲傳感器、光傳感器、電傳感器、磁傳感器與射線傳感器等7類8（1）力傳感器力傳感器是能感受外力并將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。力傳感器的種類繁多，常用的力與壓力傳感器有電阻應(yīng)變式、半導(dǎo)體應(yīng)變式、壓阻式、電感式、電容式、諧振式壓力傳感器，以及光纖壓力傳感器等用金屬應(yīng)變絲作為敏感元件的壓力傳感器原理示意圖9不同用途的

力傳感器10（2）溫度傳感器（3）聲傳感器11（4）光傳感器圖像傳感器光纖傳感器12分布式光纖傳感系統(tǒng)分布式光纖傳感系統(tǒng)利用光纖作為傳感敏感元件和傳輸信號介質(zhì)，探測出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化，實現(xiàn)分布、自動、實時、連續(xù)、精確的測量。分布式光纖傳感系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括：

—智能電網(wǎng)的電力電纜表面溫度檢測、事故點定位

—發(fā)電廠和變電站的溫度監(jiān)測、故障點檢測和報警

—水庫大壩、河堤安全與滲漏監(jiān)測

—橋梁與高層建筑結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測

—公路、地鐵、隧道地質(zhì)狀況的監(jiān)測分布光纖溫度傳感系統(tǒng)可以在易燃、易爆的環(huán)境下同時測量上萬個點，可以對每個溫度測量點進(jìn)行實時測量與定位13（5）電傳感器電傳感器可以分為：電阻式、電容式、電感式傳感器電阻式傳感器利用變阻器將非電量轉(zhuǎn)換成電阻信號的原理制成的。電阻式傳感器主要用于位移、壓力、應(yīng)變、力矩、氣流流速、液面與液體流量等參數(shù)的測量電容式是利用改變電容器的幾何尺寸或介質(zhì)參數(shù)，來使電容量變化的原理制成的。電容式傳感器主要用于壓力、位移、液面、厚度、水分含量等參數(shù)的測量電感式是利用改變電感磁路的幾何尺寸或磁體位置，來使電感或互感量變化的原理制成的，主要用于壓力、位移、力、振動、加速度等參數(shù)的測量。14（6）磁傳感器磁傳感器是最古老的傳感器，指南針是磁傳感器的最早的一種應(yīng)用磁傳感器將磁信號轉(zhuǎn)化成為電信號輸出磁電式傳感器目前已經(jīng)被高性能磁敏感材料的新型磁傳感器所替代15（7）射宴線傳冤感器射線熄傳感貨器是顧將射架線強義度轉(zhuǎn)裳換出當(dāng)可輸與出的余電信而號的貓傳感斬器射線哀傳感送器可起以分午為：X射線庭傳感盜器、γ射線沃傳感凱器、β射線悅傳感錘器、腸輻射媽劑量譜傳感套器射線嬸傳感皮器已胸經(jīng)在墳環(huán)境薯保護(hù)糊、醫(yī)裝療衛(wèi)徹生、炸科學(xué)悼研究簽與安賊全保饞護(hù)領(lǐng)愈域廣析泛使寬用163.棉1.攻4化學(xué)歐傳感弦器化學(xué)協(xié)傳感謠器可襲以將媽化學(xué)壩吸附喉、電具化學(xué)既反應(yīng)干過程隔中被佩測信趴號的膝微小吳變化愿轉(zhuǎn)換夕成電微信號絮的一鋪類傳日感器按傳肥感方棒式的犁不同葛，可旬分為：—接觸換式化證學(xué)傳擾感器—非接畜觸式沈化學(xué)輔傳感齒器按結(jié)奪構(gòu)形睜式的小不同余，可繳以分路為：—分離靠型化曲學(xué)傳燃感器—組裝尋一體薦化化哀學(xué)傳半感器按檢屢測對畫象的毛不同賄，可景以分瓦為：—氣體落傳感吧器—離子藍(lán)傳感齒器—濕度肥傳感罪器173.刑1.毒5生物當(dāng)傳感諸器生物劣傳感扔器是攻由生貢物敏決感元票件和肌信號否傳導(dǎo)湊器組毅成生物步敏感忘元件友可以腹是生章物體補、組戴織、坦細(xì)胞逆、酶歐、核悉酸或醋有機曲物分沸子不同裳的生支物元僻件對顫于光侍強度閃、熱前量、侮聲強洲度、周壓力餓有不膠同的饒感應(yīng)佩特性18生物流傳感柿器的耐分類3.趁1.悼6傳感倡器性榨能指嶼標(biāo)線性瘋度靈敏鉤度分辨蜻率遲滯重復(fù)嚇性漂移測量克范圍精度193.糊2智能慨傳感己器與噸無線拔傳感矮器的膝發(fā)展3.膛2.且1智能暑傳感塞器的艱發(fā)展智能化傳感磚器的翼特點：自學(xué)滴習(xí)、梳自診悲斷與奶自補緒償能偶力復(fù)合出感知掛能力靈活述的通態(tài)信能諒力智能牧傳感侄器的役發(fā)展針為傳渣感器李技術(shù)童的研究漸提出律了很勞多富拉有挑瓦戰(zhàn)性請的課跟題203.扔2.村2微機嫁電系噴統(tǒng)對頓智能核傳感推器發(fā)蘆展的傲影響微機拿電系穿統(tǒng)的欄基本菠概念微機印電系偉統(tǒng)（ME侵MS）是脹指集潛微型爪機構(gòu)劫、微染型傳鹿感器裕、微間型執(zhí)遼行器奧以及詠信號速處理和和控秩制電歇路，狠直至完接口機、通順信和聯(lián)電源濾等于忠一體必的微可型器牛件或話系統(tǒng)ME倉MS為傳沉感器果微型竭化、炮智能戰(zhàn)化與劃網(wǎng)絡(luò)?；奶搶崿F(xiàn)話提供注了技蹤蝶術(shù)支買持，狠也為軋智能傘傳感微器應(yīng)墊用與組產(chǎn)業(yè)掠發(fā)展鉤拓展奏了新君的空寬間ME臂MS是在胞微電閑子技車術(shù)基蓬礎(chǔ)上捆發(fā)展摘起來袖的多煎學(xué)科封交叉奴的新就興學(xué)向科，心它以狡微電探子及戒機械逗加工根技術(shù)熄為依追托，腫研究甲涉及期微電拜子學(xué)超、機境械學(xué)銜、力衫學(xué)、恥自動吉控制的科學(xué)難、材欺料科杜學(xué)等定多個抬學(xué)科21用ME錫MS技術(shù)貿(mào)制造纏的微聯(lián)型傳渣感器223.厚2.搏3無線張傳感添器的介研究UG箱S的無春線傳定感器植外形揮與應(yīng)顆用233.蝕3無線右傳感甲器網(wǎng)咸絡(luò)3.套3.耳1從無暮線分?jǐn)〗M網(wǎng)穩(wěn)到無跟線自黨組網(wǎng)1.無線階分組園網(wǎng)的寄研究IE仔EE將無僚線自澡組網(wǎng)茅定義爪為一盛種特繳殊的脂自組乒織、燭對等仰式、僑多跳矛、無描線移味動網(wǎng)椒絡(luò)（MA揪NE既T），林它是牛在無濫線分昌組網(wǎng)雞的基脹礎(chǔ)上緒發(fā)展門起來久的無線獻(xiàn)自組損網(wǎng)有稠多個坦英文聽名稱變，如Ad鞭h他oc為n壞et杜wo哨rk、Se普lf危-o桑rg繞an忠iz從in憐g臘ne病tw紅or叔k、In斥fr仗as傭tr錫uc活tu剝re園le夢ss寇n瓦et瀉wo愧rk與Mu窮lt柳i-接ho帥p掘ne黎tw脖or草k19信91年5月，IE則EE正式參采用哀“Ad嗎h凳oc網(wǎng)絡(luò)苦”術(shù)妄語Ad港h葵oc在英品語中揪的含店義是痰“fo冷r宣th帖e龜sp層ec辜if農(nóng)ic罰p荒ur掩po海se冠o奶nl堂y”，辨即“追專門候為某違個特趙定目混的、閑即興炎的、賴事先歷未準(zhǔn)仙備的粘”意些思242.無線饅自組干網(wǎng)的穿基本己概念A(yù)d罩h新oc網(wǎng)絡(luò)物理該結(jié)構(gòu)楊與拓?fù)湮探Y(jié)構(gòu)25Ad繁h趴oc網(wǎng)絡(luò)步的特向點:自組反織與鎖獨立貍組網(wǎng)無中推心多跳喂路由動態(tài)末拓?fù)錈o線皺傳輸線的局鍵限與弄節(jié)點趟能量蜓的限盯制性網(wǎng)絡(luò)廁生存蠟時間超的限充制Ad木h勒oc網(wǎng)絡(luò)摟的主對要應(yīng)搭用領(lǐng)香域:軍事遮領(lǐng)域民用妥領(lǐng)域263.縱3.鼓2從無猛線自袍組網(wǎng)里到無椅線傳共感器督網(wǎng)絡(luò)1.蘋L搶W(xué)I艙M與WI延NS無線詠傳感封器網(wǎng)肥絡(luò)的費研究LW嶺IM與WI府NS無線諒傳感乏器節(jié)灰點272.智能稈塵埃遇項目鳳的研挖究智能雜塵埃(S管ma臺rt便D柿us今t)項目棒研究器的目強標(biāo)是臨通過ME蜜MS技術(shù)游，實標(biāo)現(xiàn)傳兔感、驅(qū)計算戴與通償信能繞力的子集成貌，用君智能衣傳感轎器技折術(shù)去慈增強流微型訴機器及人的明環(huán)境箱感知柔與智匪慧處紀(jì)理能戰(zhàn)力各種狼智能蹈塵埃羞節(jié)點28無線塊傳感聲器網(wǎng)族絡(luò)技壞術(shù)發(fā)愁展的異過程293.映3.欄3無線注傳感聽器網(wǎng)貫絡(luò)特窯點與飄結(jié)構(gòu)無線溪傳感板器網(wǎng)胞絡(luò)特抗點:網(wǎng)絡(luò)同規(guī)模自組顛織網(wǎng)暖絡(luò)拓?fù)湫杞Y(jié)構(gòu)襲的動稱態(tài)變腳化以數(shù)房誠據(jù)為竿中心30無線鮮傳感椅器網(wǎng)螞絡(luò)的構(gòu)基本烤結(jié)構(gòu)無線彈傳感房誠器網(wǎng)叉絡(luò)節(jié)桂點類酷型:傳感棍器節(jié)羊點匯聚羽節(jié)點管理鴿節(jié)點31電源棉能量盛對無辮線傳維感器滔節(jié)點爹設(shè)計蓬的限場制無線螺傳感汗器節(jié)膝點通爐常是舒一個則微型扮的嵌晝?nèi)胧綉蚁到y(tǒng)柳，它蒙的處蓄理能蓄力、吧存儲處能力訂和通臥信能律力相卡對較揉弱，陪通過足自身喉攜帶毒的能蒸量有齊限的哭電池興（鈕隊扣電猾池或搶干電團池）國供電匯聚斃節(jié)點惡既可北以是廚一個逼具有咽增強園功能竄的傳著感器算節(jié)點丟，有襪足夠修的能捕量提旨供給允更多制的內(nèi)交存與脈計算女資源寇，也速可以棵是沒鋼有監(jiān)敲測功捕能僅扇帶有元無線勒通信件接口這的特銀殊網(wǎng)懂關(guān)設(shè)樓備32基于蒜功能用的無圖線傳愧感器鑒網(wǎng)絡(luò)貴結(jié)構(gòu)艦?zāi)Ｐ?33.肌3.艘4無線銹傳感匪器網(wǎng)坑絡(luò)關(guān)乞鍵技串術(shù)研燒究無線番傳感憑器網(wǎng)檢絡(luò)研鞋究的骨主要盲內(nèi)容343.垮3.掛5無線尋傳感養(yǎng)器網(wǎng)巴絡(luò)通騎信協(xié)別議與脈標(biāo)準(zhǔn)*1.無線盼局域沾網(wǎng)與IE綱EE既80帳2.識11標(biāo)準(zhǔn)80董2.窮11協(xié)議度層次椅結(jié)構(gòu)棚模型3580驗2.護(hù)11節(jié)點餅發(fā)送宿數(shù)據(jù)享幀過扯程362.藍(lán)牙拋技術(shù)竹與協(xié)蕩議藍(lán)牙錢（Bl囑ue子to燈ot折h）一種用于炕將計禾算機驚與通琴信設(shè)曠備、用附加機部件橡和外疤部設(shè)逼備，叔通過導(dǎo)短距玻離的蠻、低斯功耗秒的、壺低成放本的哪無線窯信道虎連接刪的無孔線標(biāo)恭準(zhǔn)373.無線咸個人乏區(qū)域益網(wǎng)與IE后EE當(dāng)8燙02沸.1樓5.足4標(biāo)準(zhǔn)LR贊-W晃PA條N是指估在一諸個個云人操凱作