物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論 課件 第2章 認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù) 任務(wù)3 認(rèn)識(shí)RFID技術(shù)11-12講；任務(wù)4 認(rèn)識(shí)傳感器技術(shù)13-14講

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映

隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，RFID技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生、物流運(yùn)輸、生產(chǎn)制造、批發(fā)零售、公共交通、社會(huì)政務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域具有越來越重要的地位，廣泛應(yīng)用，帶來了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。尤其是如今5G時(shí)代的來臨，讓RFID技術(shù)的未來展現(xiàn)了無限的可能性。。什么是RFID技術(shù)？它與條形碼技術(shù)又有何區(qū)別與聯(lián)系？

“讀寫器”“射頻卡”又是什么？非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)呢？RFID技術(shù)的發(fā)展面臨哪些問題？

認(rèn)識(shí)RFID技術(shù)2.3物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論引導(dǎo)案例——身邊的RFID技術(shù)應(yīng)用

RFID技術(shù)通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。

如醫(yī)療醫(yī)護(hù)——快速準(zhǔn)確地識(shí)別藥物和病人，提供更精確、快速的服務(wù)和工作流；倉儲(chǔ)物流——用于倉庫管理，可以識(shí)別單個(gè)貨架，并通過閱讀器遠(yuǎn)程讀取，幫助零售商管理庫存和周期性事件，實(shí)現(xiàn)快速輕松付款；交通和物流——用于可回收的運(yùn)輸物品的跟查，如托盤、集裝箱和手提袋，最大限度地提高運(yùn)營效率；電力行業(yè)——智能電表抄表和資產(chǎn)清查、露天電力設(shè)備巡檢、鐵塔電線桿巡檢，提高生產(chǎn)效率和安全性；畜牧業(yè)——管理電子生禽標(biāo)識(shí)并提供原產(chǎn)地證明。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.1.1自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的概念、特點(diǎn)及分類1.

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的概念

自動(dòng)識(shí)別（AutomaticIDentification，Auto-ID）技術(shù)是應(yīng)用一定的識(shí)別裝置，通過被識(shí)別物品和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，主動(dòng)地獲取被識(shí)別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動(dòng)、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識(shí)別和管理。

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是一種能夠讓物品“開口說話”的技術(shù)。

廣泛應(yīng)用于制造、物流、防偽、安全和社會(huì)信息化管理等領(lǐng)域，顯現(xiàn)出不可替代的作用，在整體信息化建設(shè)水平的提高、產(chǎn)品質(zhì)量追溯等方面發(fā)揮了重要作用。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.1RFID技術(shù)的發(fā)展歷史1.

RFID技術(shù)的發(fā)展

在20世紀(jì)中葉，無線電技術(shù)的理論與應(yīng)用研究是科學(xué)技術(shù)發(fā)展最重要的成就之一。按10年：1941—1950年：雷達(dá)的改進(jìn)和應(yīng)用催生了RFID技術(shù)，1948年奠定了RFID技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1951—1960年：早期，主要為實(shí)驗(yàn)室研究。1961—1970年：開始了一些應(yīng)用嘗試。1971—1980年：大發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了一些最早的RFID應(yīng)用。1981—1990年：各種規(guī)模應(yīng)用開始出現(xiàn)。1991—2000年：RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日益得到重視，RFID產(chǎn)品得到廣泛采用。2000年后：人們普遍認(rèn)識(shí)到標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義，有源、無源，半有源電子標(biāo)簽都開始發(fā)展起來，成本進(jìn)一步下降，應(yīng)用擴(kuò)大。2020年，用于無線通信，上至衛(wèi)星通信，下至手機(jī)、Wi-Fi、共享單車。單芯片、多電子標(biāo)簽識(shí)讀、無線可讀可寫，適應(yīng)高速移動(dòng)物體的RFID技術(shù)不斷發(fā)展，廣泛應(yīng)用。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.

RFID技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

RFID技術(shù)在國外的發(fā)展較早也較快，尤其是在美國、英國、德國、瑞典、瑞士、日本、南非，目前均有較為成熟且先進(jìn)的RFID

系統(tǒng)。

其中，近距離RFID系統(tǒng)主要集中在低頻125kHz、高頻13.56MHz系統(tǒng)；遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)主要集中在UHF頻段（902～928MHz）915MHz，以及微波2.45GHz、5.8GHz頻段。

UHF頻段的遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)在北美得到了很好的發(fā)展；在歐洲則是有源2.45GHz的遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)得到了較多的應(yīng)用；有源5.8GHz的遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)在日本和歐洲均有較為成熟的應(yīng)用。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

我國在RFID技術(shù)的研究方面也發(fā)展很快，市場培育已初步開花結(jié)果。比較典型的是在中國鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)建設(shè)中，推出了完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的遠(yuǎn)距離自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

中國鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)研究正式起步階段可追溯到國家/k2/~計(jì)劃。原鐵道部曾將貨車自動(dòng)抄車號(hào)項(xiàng)目列為八五重點(diǎn)攻關(guān)技術(shù)研究課題。在20世紀(jì)90年代中期，國內(nèi)有多家研究機(jī)構(gòu)參與了該項(xiàng)技術(shù)的研究，探索了多種實(shí)現(xiàn)方案，最終確定了RFID技術(shù)為解決貨車自動(dòng)抄車號(hào)問題的最佳方案。進(jìn)而，在RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面又探索了有源標(biāo)簽方案、無源標(biāo)簽倍頻方案等。最后選定了無源標(biāo)簽RFID方案，經(jīng)過多年的現(xiàn)場運(yùn)行考驗(yàn)，鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)工程于1999年全面投入建設(shè)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

RFID技術(shù)研究及產(chǎn)品開發(fā)：國內(nèi)已具有了自主開發(fā)低頻、高頻與微波RFID電子標(biāo)簽與讀寫器的技術(shù)能力及系統(tǒng)集成能力。與國外RFID先進(jìn)技術(shù)之間的差距主要體現(xiàn)在RFID芯片技術(shù)方面。盡管如此，在標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)及開發(fā)方面，國內(nèi)已有多個(gè)成功的低頻RFID系統(tǒng)標(biāo)簽芯片面市。

我國的RFID產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四個(gè)階段：2006年之前的培育期——政策驅(qū)動(dòng)；2006—2010年的初創(chuàng)期——應(yīng)用引導(dǎo)；2011—2015年的成長期——市場開拓，2015年以后的成熟期——大規(guī)模全方位推廣。

目前，我國RFID產(chǎn)業(yè)已形成完善的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，主要由四個(gè)板塊構(gòu)成：標(biāo)簽及封裝、讀寫器具、系統(tǒng)集成及軟件。其中標(biāo)簽及封裝板塊包括了標(biāo)簽芯片設(shè)計(jì)與制造、天線設(shè)計(jì)與制造及標(biāo)簽封裝技術(shù)與設(shè)備三個(gè)小板塊；讀寫器具板塊則由讀寫模塊設(shè)計(jì)與制造、讀寫器天線設(shè)計(jì)與制造及讀寫器設(shè)計(jì)與制造構(gòu)成。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.2RFID技術(shù)的概念RFID（RadioFrequencyIDentification）技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其原理是通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，而無須系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間進(jìn)行機(jī)械或光學(xué)接觸，這種技術(shù)適用于短距離識(shí)別通信。RFID設(shè)備常被稱作感應(yīng)式電子晶片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條形碼等。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.3RFID系統(tǒng)的組成RFID系統(tǒng)由RFID閱讀器、RFID標(biāo)簽（簡稱為標(biāo)簽）、RFID應(yīng)用軟件三部分構(gòu)成。標(biāo)簽：又稱為應(yīng)答器，一般由標(biāo)簽天線及標(biāo)簽芯片組成。RFID閱讀器：又稱為讀寫器、詢問器，典型的包含RFID射頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元及閱讀器天線。應(yīng)用軟件：主要負(fù)責(zé)對RFID閱讀器的控制、設(shè)置及對讀取標(biāo)簽信息的管理應(yīng)用。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論1.標(biāo)簽

標(biāo)簽由標(biāo)簽天線（耦合元件）及標(biāo)簽芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽都具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對象，俗稱電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論無源標(biāo)簽：無源標(biāo)簽不附帶電池。在RFID閱讀器的電磁波覆蓋范圍之外，標(biāo)簽處于無源狀態(tài)，在RFID閱讀器的電磁波覆蓋范圍之內(nèi)，RFID閱讀器發(fā)出的激活能量使標(biāo)簽正常工作。采用電感耦合方式通信的標(biāo)簽多為無源標(biāo)簽。半無源標(biāo)簽：半無源標(biāo)簽內(nèi)裝有電池，但電池僅起輔助作用，它對維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路供電或?qū)?biāo)簽芯片工作所需的電壓作輔助支持。內(nèi)部電池的作用主要在于彌補(bǔ)標(biāo)簽所處位置的射頻場強(qiáng)不足，其能量并不轉(zhuǎn)換為射頻能量。有源標(biāo)簽：有源標(biāo)簽的工作電源完全由內(nèi)部電池供給，同時(shí)內(nèi)部電池能量也部分轉(zhuǎn)換為標(biāo)簽與RFID閱讀器通信所需的射頻能量。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.RFID閱讀器

RFID閱讀器通過天線與電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀取或?qū)懭氩僮?，在?shí)際應(yīng)用中有兩種形態(tài)：移動(dòng)式閱讀器、固定式閱讀器。

雖然因頻率范圍、空中接口通信協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸方法的不同，各種RFID閱讀器有很大的差異，但RFID閱讀器通常都應(yīng)具有如下功能。①以無線射頻方式向標(biāo)簽傳輸能量，進(jìn)行通信傳輸。②從標(biāo)簽中讀取數(shù)據(jù)或向其寫入數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。③完成對讀取數(shù)據(jù)的信息處理并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用軟件交互操作。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3.RFID應(yīng)用軟件（1）RFID應(yīng)用軟件的作用

解決不同領(lǐng)域、不同實(shí)際問題。獨(dú)立的應(yīng)用，RFID閱讀器可以完成應(yīng)用的需求。例如，公交車上的RFID閱讀器可以實(shí)現(xiàn)對公交票卡的驗(yàn)讀和收費(fèi)。但對于大型應(yīng)用環(huán)境下的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理，就必須要用專業(yè)的RFID應(yīng)用軟件來進(jìn)行處理維護(hù)，針對RFID的具體應(yīng)用，需要利用RFID應(yīng)用軟件將多個(gè)RFID閱讀器獲取的數(shù)據(jù)有效地整合起來，提供查詢、歷史檔案等相關(guān)管理和服務(wù)。更進(jìn)一步地，通過對數(shù)據(jù)的加工、分析和挖掘，為正確決策提供依據(jù)，保障整個(gè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和安全性。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（2）RFID中間件

RFID中間件將信息由一個(gè)程序傳送到另一個(gè)程序或多個(gè)程序，負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)與RFID系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息的傳遞。（3）RFID中間件的分類

以應(yīng)用程序?yàn)橹行?。此種方法設(shè)計(jì)由RFID硬件廠商提供API，以增減的方式直接編寫特定的RFID設(shè)備讀取數(shù)據(jù)的適配器，并傳送給后端系統(tǒng)的應(yīng)用程序或數(shù)據(jù)庫，達(dá)到與后端系統(tǒng)串接的目的。

以架構(gòu)為中心。企業(yè)使用眾多應(yīng)用系統(tǒng)或應(yīng)用系統(tǒng)復(fù)雜度過高，企業(yè)無法做到以增減的方式為每個(gè)應(yīng)用程序編寫適配器，同時(shí)可能會(huì)面臨其他標(biāo)準(zhǔn)的問題。企業(yè)需要考慮與能提供標(biāo)準(zhǔn)的中間件廠商合作或采用符合硬件廠商所提供標(biāo)準(zhǔn)的RFID中間件。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.4RFID技術(shù)的工作原理RFID技術(shù)的工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收RFID閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），RFID閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.5RFID系統(tǒng)的分類（1）根據(jù)標(biāo)簽的供電形式不同：有源、無源和半有源系統(tǒng)。根據(jù)標(biāo)簽（2）的數(shù)據(jù)調(diào)制方式：主動(dòng)式、被動(dòng)式和半主動(dòng)式。（3）據(jù)工作頻率：低頻、高頻、超高頻和微波四個(gè)工作頻段。（4）根據(jù)標(biāo)簽的可讀性：可讀寫卡（RW），一次寫入多次讀出卡（WORM）和只讀卡（RO）。只讀卡標(biāo)簽內(nèi)一般只有只讀存儲(chǔ)器（ROM）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和緩沖存儲(chǔ)器，而可讀寫卡標(biāo)簽內(nèi)一般還有非活動(dòng)可編程記憶存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器除具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)功能外，還具有在適當(dāng)條件下允許多次寫入數(shù)據(jù)的功能。（5）標(biāo)簽和RFID讀寫模塊之間的通信工作時(shí)序分類：RFID讀/寫模塊主動(dòng)喚醒標(biāo)簽（ReaderTalkFirst，RIF）的方式和標(biāo)簽首先自報(bào)家門（TagTalkFirst，TTF）的方式。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論表2-5RFID系統(tǒng)按頻率分類點(diǎn)擊此處結(jié)束放映分類頻率運(yùn)行方式耦合方式環(huán)境

影響標(biāo)簽

大小識(shí)別

距離識(shí)別速度主要應(yīng)用LF125.124kHz一般無源電感耦合（近場）

遲鈍敏感

大小

近遠(yuǎn)

慢快家畜識(shí)別、自動(dòng)化生產(chǎn)線、精密儀器等HF13.56MHz一般無源無線IC卡、自動(dòng)化生產(chǎn)線UHF433.92MHz一般有源反向散射耦合（遠(yuǎn)場）貨物管理及特定場合860～960MHz有源/無源貨物流通。電磁波繞射能力強(qiáng)，工作距離遠(yuǎn)，背景電磁噪聲小，天線尺寸適中，標(biāo)簽易于實(shí)現(xiàn)，是貨物流通領(lǐng)域最適合使用的頻段MV2.45～5.8GHz有源/無源車輛識(shí)別、貨物流通物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.3.6RFID的典型應(yīng)用1.

倉儲(chǔ)物流供應(yīng)鏈管理

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（1）入庫管理

接到入庫單后，首先按照一定的規(guī)則將產(chǎn)品進(jìn)行入庫，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入RFID固定式閱讀器的電磁波覆蓋范圍時(shí)會(huì)主動(dòng)激活；其次標(biāo)簽與RFID固定式閱讀器進(jìn)行通信，相關(guān)數(shù)據(jù)即可采集到系統(tǒng)中，也可以直接用RFID手持終端近距離采集貨品上的數(shù)據(jù)；然后把相關(guān)數(shù)據(jù)與訂單進(jìn)行比對，核對貨物數(shù)量及型號(hào)是否正確，若有錯(cuò)漏，則進(jìn)行人工處理；最后將貨物運(yùn)送到指定的位置，按照規(guī)則進(jìn)行擺放。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（1）入庫管理

接到入庫單后，首先按照一定的規(guī)則將產(chǎn)品進(jìn)行入庫，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入RFID固定式閱讀器的電磁波覆蓋范圍時(shí)會(huì)主動(dòng)激活；其次標(biāo)簽與RFID固定式閱讀器進(jìn)行通信，相關(guān)數(shù)據(jù)即可采集到系統(tǒng)中，也可以直接用RFID手持終端近距離采集貨品上的數(shù)據(jù)；然后把相關(guān)數(shù)據(jù)與訂單進(jìn)行比對，核對貨物數(shù)量及型號(hào)是否正確，若有錯(cuò)漏，則進(jìn)行人工處理；最后將貨物運(yùn)送到指定的位置，按照規(guī)則進(jìn)行擺放。（2）出庫管理。

使用RFID手持終端進(jìn)行標(biāo)簽的信息采集，檢查是否與計(jì)劃對應(yīng)，根據(jù)提貨的計(jì)劃，對出庫的貨物進(jìn)行分揀處理，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，RFID手持終端會(huì)發(fā)出提示，工作人員可現(xiàn)場進(jìn)行處理，最后把數(shù)據(jù)發(fā)送到管理中心，更新數(shù)據(jù)庫，完成出庫。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論（3）盤點(diǎn)管理

按照倉庫管理的要求，進(jìn)行定期/不定期的盤點(diǎn)。傳統(tǒng)的盤點(diǎn)耗時(shí)、費(fèi)力且容易出錯(cuò)。而RFID把這些問題解決了，當(dāng)有了盤點(diǎn)計(jì)劃的時(shí)候，利用RFID手持終端進(jìn)行貨物盤點(diǎn)掃描，盤點(diǎn)貨物的信息，將其通過無線網(wǎng)絡(luò)傳入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，并與數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行比對，生成差異信息實(shí)時(shí)地顯示在RFID手持終端上，供盤點(diǎn)的工作人員核查。將盤點(diǎn)的信息與后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行核對，盤點(diǎn)完成。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.

智能圖書館

針對圖書館借書流程、圖書快速定位、圖書安全等問題，采用RFID技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)自助圖書館、通借通還、一卡通館、資源共享模式。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3.

高速公路電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)ETC系統(tǒng)是RFID技術(shù)最成功的應(yīng)用之一。REID技術(shù)應(yīng)用在高速公路自動(dòng)收費(fèi)上能夠充分體現(xiàn)該技術(shù)的優(yōu)勢。在車輛高速通過收費(fèi)站的同時(shí)自動(dòng)完成繳費(fèi)，解決了交通的瓶頸問題，提高了車流速度，避免了擁堵，提高了收費(fèi)效率，同時(shí)可以解決收費(fèi)員貪污過路費(fèi)的問題。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4.

生產(chǎn)的自動(dòng)化及過程控制RFID技術(shù)因其具有抗惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、非接觸識(shí)別等特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程控制中有很多應(yīng)用。在大型工廠的自動(dòng)化流水作業(yè)線上使用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物料跟蹤和生產(chǎn)過程自動(dòng)控制、監(jiān)視，提高了生產(chǎn)效率，改進(jìn)了生產(chǎn)方式，降低了成本，如圖2-32所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論5.

門禁系統(tǒng)

門禁系統(tǒng)可以用標(biāo)簽，一卡多用，如作為工作證、出入證、停車證、飯店住宿證，甚至旅游護(hù)照等。使用標(biāo)簽可以有效地識(shí)別人員身份，進(jìn)行安全管理及高效收費(fèi)，簡化了出入手續(xù)，提高工作效率，并且有效地進(jìn)行了安全保護(hù)。人員出入時(shí)該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別其身份，有人非法闖入時(shí)會(huì)報(bào)警。安全級(jí)別要求高的結(jié)合指紋、掌紋或面部特征存入標(biāo)簽。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論6.

動(dòng)物識(shí)別與跟蹤

指將標(biāo)簽通過特殊設(shè)計(jì)制成小型耳標(biāo)標(biāo)簽、腳環(huán)標(biāo)簽等其他標(biāo)簽形式，嵌入動(dòng)物皮下組織或腔體，配合采集裝置，實(shí)現(xiàn)對多種類禽畜數(shù)據(jù)的自動(dòng)獲取。

飼養(yǎng)環(huán)節(jié)：飼養(yǎng)時(shí)，在動(dòng)物的身上安裝上耳標(biāo)標(biāo)簽，使用手持設(shè)備不斷地設(shè)定、采集或存儲(chǔ)動(dòng)物成長過程中的信息，從源頭上對生產(chǎn)安全進(jìn)行控制，同時(shí)記錄動(dòng)物在各個(gè)時(shí)期的疫苗接種記錄、疾病信息及養(yǎng)殖過程中的關(guān)鍵信息。在動(dòng)物被屠宰前，通過手持設(shè)備讀取標(biāo)簽，確認(rèn)為無疾病動(dòng)物后才能出欄。

屠宰環(huán)節(jié)：在屠宰前，讀取動(dòng)物身上的標(biāo)簽信息，只有確認(rèn)動(dòng)物有疫苗接種記錄并且是健康的，才可以屠宰并進(jìn)入市場，同時(shí)將該信息寫入包裝箱標(biāo)簽、貨物托盤標(biāo)簽和價(jià)格標(biāo)簽。

監(jiān)管部門監(jiān)管環(huán)節(jié)：監(jiān)管部門在進(jìn)行市場監(jiān)管的過程中，要求所有銷售網(wǎng)點(diǎn)的貨物托盤標(biāo)簽、包裝箱標(biāo)簽和價(jià)格標(biāo)簽都內(nèi)含標(biāo)簽，其中包括肉類的產(chǎn)地、品名、種類、等級(jí)、價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

外來動(dòng)物的管理：如果是外省市運(yùn)來的已經(jīng)屠宰好的肉類產(chǎn)品要進(jìn)入市場，那么先到指定的監(jiān)管地點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)品檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后加貼包含相關(guān)產(chǎn)品信息及檢驗(yàn)信息的RFID標(biāo)簽，同時(shí)監(jiān)管部門發(fā)給市場銷售產(chǎn)品的資質(zhì)證書。動(dòng)物識(shí)別與跟蹤示意圖如圖2-34所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論表2-6RFID技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映應(yīng)用領(lǐng)域特點(diǎn)醫(yī)療RFID技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域一般應(yīng)用于醫(yī)院的患者管理、醫(yī)護(hù)人員管理、家屬及外來人員管理、醫(yī)院物資和設(shè)備管理、新生兒識(shí)別防盜等方面。由于智慧醫(yī)療的不斷發(fā)展，可以預(yù)測醫(yī)療領(lǐng)域?qū)?huì)是RFID技術(shù)應(yīng)用的主要陣地物流運(yùn)輸如今在物流運(yùn)輸領(lǐng)域，RFID技術(shù)的應(yīng)用具有極大的潛力，國內(nèi)外眾多物流巨頭都在積極推進(jìn)RFID技術(shù)發(fā)展，使其廣泛用于物流過程中的貨物追蹤、產(chǎn)品出入信息自動(dòng)獲取、倉儲(chǔ)信息識(shí)別、港口運(yùn)輸管理、郵寄快遞管理等零售在零售領(lǐng)域，RFID技術(shù)可以對商品銷售數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)，及時(shí)地進(jìn)行貨品的采購和更換，其保密性可以進(jìn)一步加強(qiáng)商品的防偽防盜。利用RFID技術(shù)，零售商可以更好地管理自己的商品，減少庫存積壓的風(fēng)險(xiǎn)，也避免了缺貨的現(xiàn)象，降低了相關(guān)的經(jīng)營成本制造制造業(yè)越來越注重信息化的發(fā)展，企業(yè)可以運(yùn)用RFID技術(shù)對企業(yè)的制造信息進(jìn)行管理，對制造質(zhì)量進(jìn)行控制，對市面流通的產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤和追溯。在工廠方面，可以對重要資產(chǎn)和倉儲(chǔ)物品進(jìn)行監(jiān)測管理，使資產(chǎn)利用率最大化公共安全RFID技術(shù)還可以用于公共場所的人員識(shí)別和安全管理，特別是針對大型的群體活動(dòng)（展會(huì)、演唱會(huì)等）。現(xiàn)在許多國家的電子護(hù)照、我國的第二代身份證等電子證件，都通過RFID技術(shù)加強(qiáng)對個(gè)人身份信息的識(shí)別，以加強(qiáng)安全管理物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

2.3.7RFID與條形碼的區(qū)別1.

安全性不同RFID跟條形碼最大的區(qū)別在于RFID是具有芯片的，而且?guī)酒臉?biāo)簽?zāi)苤谱鞒筛鞣N形狀和不同大小，彎曲性強(qiáng)，能附著于不同的載體。通過RFID芯片，我們可以實(shí)現(xiàn)信息的寫入和內(nèi)存信息的更新，還可以對信息進(jìn)行加密，安全性高。

而條形碼內(nèi)存根本無法二次寫入和更改，一旦被劃破、污染或脫落，掃描器就無法辨認(rèn)上面的信息，安全性相對較低。2．工作效率不同RFID在信息識(shí)別方面也具有更多的優(yōu)勢，因?yàn)镽FID的信息是通過無線電波傳輸?shù)?，具有穿透性，所以其閱讀器無須可見的光源，可透過外部直接讀取信息，能同時(shí)處理多個(gè)RFID芯片上的信息，工作效率極高。

而條形碼的信息必須通過掃描器對每條信息進(jìn)行逐一掃描識(shí)別，不僅麻煩還容易出錯(cuò)，受環(huán)境條件影響大，效率相對較低。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3．耐用性和環(huán)境適應(yīng)性不同

標(biāo)簽的尺寸、形狀多樣：標(biāo)簽在數(shù)據(jù)讀取上并不受尺寸大小與形狀限制，不需要為了讀取精度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。

標(biāo)簽的耐環(huán)境性強(qiáng)：紙張容易被污染而影響識(shí)別，但標(biāo)簽有極強(qiáng)的抗污性。另外，即使在黑暗的環(huán)境中，標(biāo)簽也能夠被讀取。

標(biāo)簽可重復(fù)使用：標(biāo)簽具有讀/寫功能，電子數(shù)據(jù)可被反復(fù)覆蓋，因此可以被回收而重復(fù)使用。

標(biāo)簽的穿透性強(qiáng)：標(biāo)簽在被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明材質(zhì)包裹的情況下也可以進(jìn)行穿透性通信。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4．應(yīng)用不同RFID的應(yīng)用非常廣泛，目前典型的應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁系統(tǒng)、停車場管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。

條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國，制造廠家，商品名稱，生產(chǎn)日期，圖書分類號(hào)，郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映書面作業(yè)：1.簡述RFID技術(shù)概念、組成、分類。2.簡述無源、半無源、有源標(biāo)簽概念。3.簡述RFID低頻、高頻、超高頻、微波主要集中頻段。物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映實(shí)踐作業(yè)：以“RFID”為主題，命題自擬，關(guān)注RFID技術(shù)給生產(chǎn)生活各方面帶來的變化，如在醫(yī)療衛(wèi)生、物流運(yùn)輸、生產(chǎn)制造、批發(fā)零售、公共交通、社會(huì)政務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域，選取一個(gè)場景進(jìn)行討論。討論稿需要包含以下關(guān)鍵點(diǎn)。①RFID典型應(yīng)用場景及功能，采用圖片匹配文字的形式展現(xiàn)。②開動(dòng)腦筋發(fā)揮想象，說出你能想到的未來可以拓展的功能。③對目前RFID技術(shù)存在的弊端進(jìn)行優(yōu)化暢想。格式要求：采用PPT的形式進(jìn)行展示?？己朔绞剑好咳俗赃x一命題，采取課內(nèi)發(fā)言的方式，時(shí)間為3～5分鐘。物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映感謝聆聽物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，如何獲取準(zhǔn)確可靠的信息，傳感器是主要途徑與手段，傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、資源調(diào)查、文物保護(hù)、海洋探測，甚至太空探索等極其廣泛的領(lǐng)域。幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目都離不開各種各樣的傳感器。傳感器與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。

傳感器的組成是什么？分類有哪些？有何典型應(yīng)用？

認(rèn)識(shí)傳感器技術(shù)2.4物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論引導(dǎo)案例——身邊的傳感器1.

自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的概念

生活中傳感器無處不在。工業(yè)生產(chǎn)中，傳感器用于對位移、振動(dòng)、速度、加速度、高溫、液體等進(jìn)行檢測和測量，工業(yè)電機(jī)控制、位置和速度檢測、電動(dòng)工具、閥門等多種應(yīng)用；日常生活中，傳感器用于智能穿戴設(shè)備、家用電子產(chǎn)品、家用機(jī)器人、汽車等設(shè)備，手機(jī)中就有圖像傳感器、光線感應(yīng)傳感器、重力加速度傳感器、電子羅盤傳感器、指紋識(shí)別傳感器、心率感應(yīng)傳感器等。

汽車更是一個(gè)傳感器俱樂部：溫度、空氣流量、壓力、轉(zhuǎn)速、位移、水位、曲軸、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）、爆震、里程表等，一輛普通家用轎車上大約安裝了近百個(gè)傳感器，而豪華轎車上傳感器的數(shù)量多達(dá)200個(gè)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.4.1傳感器的定義及組成1.

傳感器的定義

傳感器（Transducer/Sensor）是把非電學(xué)量（位移、速度、壓力、溫度、濕度、流量、聲強(qiáng)、光照度等）轉(zhuǎn)換成易于測量、傳輸、處理的電學(xué)量（電壓、電流等）的一種器件。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《傳感器通用術(shù)語》（GB/T7665—2005）中對傳感器的定義是“能感受被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成?！本唧w含義如下。①傳感器是檢測器件或者測量裝置，能完成檢測任務(wù)。②輸入量可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等。③輸出量是便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示的物理量，主要是電信號(hào)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

由于傳感器所檢測的信號(hào)種類多，有電信號(hào)和非電信號(hào)，為了便于處理、傳輸、存儲(chǔ)、顯示等，一般將非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。因此，傳感器也可以被理解為將物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件或者裝置。傳感器有時(shí)又稱為探測器、檢測器、變換器等點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.

傳感器的作用

傳感器實(shí)際上是一種功能模塊，其作用是將來自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)非電學(xué)量到電學(xué)量的轉(zhuǎn)換。傳感器是人類五官的延伸，又被稱為電五官。傳感器的功能常與人類5大感覺器官類比：光敏傳感器——視覺；聲敏傳感器——聽覺；氣敏傳感器——嗅覺；化學(xué)傳感器——味覺；壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺。3.

傳感器的作用傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測量電路三部分組成，有時(shí)還需外加輔助電源提供轉(zhuǎn)換能量。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論敏感元件：指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量（位移、形變等）的元件。敏感元件是傳感器的核心元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電信號(hào)（電容、電感、電阻、電壓等），如把由敏感元件輸入的位移量轉(zhuǎn)換成電感的變化。測量電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換和處理，如放大、濾波、線性化、補(bǔ)償?shù)?，以獲得便于處理、顯示、記錄、控制和傳輸?shù)目捎秒娦盘?hào)。輔助電源：輔助電源是可選項(xiàng)，主要負(fù)責(zé)為敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路供電。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

實(shí)際應(yīng)用中的傳感器有簡有繁。最簡單的傳感器由一個(gè)敏感元件組成，它將感受到的被測量直接輸出，如熱電偶、光電器件等。

有的傳感器僅有敏感元件與轉(zhuǎn)換元件，在結(jié)構(gòu)上它們常組裝在一起。帶有測量電路的傳感器，其測量電路可以與敏感元件、轉(zhuǎn)換元件組裝在一起，也可根據(jù)需要將其裝在電路箱中，不管它置于何處，只要它起轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)的作用，就仍為傳感器的組成部分。

有些傳感器的轉(zhuǎn)換元件不止一個(gè)，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換，較為復(fù)雜，它們大多數(shù)是開環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.4.2.

傳感器的分類點(diǎn)擊此處結(jié)束放映方法特性舉例用途按照被測的物理量，即傳感器的用途分類力敏傳感器、位置傳感器、液位傳感器、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、濕度傳感器等工作原理按照傳感器的工作原理分類：基于物理、化學(xué)、生物等各種效應(yīng)和定律，這種分類方法便于從原理上認(rèn)識(shí)輸入與輸出之間的變換關(guān)系電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、光纖傳感器、光敏電阻、生物傳感器、氣敏傳感器等輸出信號(hào)模擬量：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號(hào)溫度傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等數(shù)字量：將被測量的非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字輸出信號(hào)震動(dòng)傳感器、按鈕傳感器、碰撞傳感器、觸摸傳感器等電源形式有源型傳感器，也叫作能量轉(zhuǎn)換型傳感器：需要外接電源才能正常工作磁電式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器等無源型傳感器，也叫作能量控制型傳感器：工作時(shí)不需要外接電源，將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量電阻式傳感器、電容式傳感器等制造工藝集成傳感器：采用硅半導(dǎo)體集成工藝制成的傳感器。其體積小、質(zhì)量輕、精度高、可靠性高、壽命長、功耗低、成本低，是一代新型傳感器集成光敏傳感器、集成溫度傳感器、集成壓敏傳感器等薄膜傳感器：利用沉積在介質(zhì)襯底（基板）上的相應(yīng)敏感材料的薄膜制成。使用混合工藝時(shí)，同樣可將部分電路制造在此基板上薄膜壓力傳感器、薄膜溫度傳感器等厚膜傳感器：將相應(yīng)材料的漿料涂覆在陶瓷基片上制成厚膜壓力傳感器、厚膜溫度傳感器等陶瓷傳感器：采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝（溶膠、凝膠等）生產(chǎn)陶瓷速度傳感器、陶瓷氣敏傳感器等物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論點(diǎn)擊此處結(jié)束放映方法特性舉例測量目的物理型：利用被測量的某些物理性質(zhì)發(fā)生明顯變化的特性制成熱電阻傳感器等化學(xué)型：利用能把化學(xué)物質(zhì)的成分、濃度等化學(xué)量轉(zhuǎn)化成電學(xué)量的敏感元件制成電化學(xué)傳感器等生物型：利用各種生物或生物物質(zhì)的特性制成，用以檢測與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分微生物傳感器、細(xì)胞傳感器、組織傳感器、酶傳感器、免疫傳感器等作用形式主動(dòng)型：傳感器本身吸收了能量（光能和熱能），經(jīng)它本身變換后再輸出電能利用壓電效應(yīng)、磁致伸縮效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)等制成的傳感器都屬于主動(dòng)型傳感器被動(dòng)型：需要外加輸入電源（一般為+5V），它才能輸出電信號(hào)采用電阻、電感、電容，利用應(yīng)變效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效應(yīng)制成的傳感器都屬于被動(dòng)型傳感器物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.4.3

傳感器的主要特性

傳感器的特性是對輸入量與輸出量對應(yīng)關(guān)系的描述。若我們把傳感器看作輸入量x和輸出量y的變換器，則y是x的函數(shù)。靜態(tài)特性：輸入量不隨時(shí)間而變化的特性稱為靜態(tài)特性。動(dòng)態(tài)特性：輸入量隨時(shí)間而變化的特性稱為動(dòng)態(tài)特性。信號(hào)隨時(shí)間變化很緩慢的過程稱為擬靜態(tài)過程，這種信號(hào)變化的規(guī)律可用靜態(tài)特性來代替。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論1.傳感器的靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指對于靜態(tài)的輸入量而言，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有的相互關(guān)系。因?yàn)檫@時(shí)輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān)，所以它們之間的關(guān)系，即傳感器的靜態(tài)特性可用一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程或以輸入量為橫坐標(biāo)，以其對應(yīng)的輸出量為縱坐標(biāo)畫出的特性曲線來描述。傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有量程、線性度、靈敏度、遲滯、分辨率、漂移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、閾值、精確度等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論量程：傳感器所能測量到的最小輸入量與最大輸入量之間的范圍。線性度：指傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際特性曲線偏離擬合直線的程度，其定義為在全量程范圍內(nèi)實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的最大偏差值與滿量程輸出值之比。靈敏度：靈敏度是傳感器靜態(tài)特性的一個(gè)重要指標(biāo)。其定義為輸出量的增量與引起該增量的相應(yīng)輸入量增量之比。傳感器輸出特性曲線的斜率就是其靈敏度。遲滯：傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g，其輸入、輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯。對于同一大小的輸入量，若傳感器的正、反行程輸出量大小不相等，則將這個(gè)差值稱為遲滯差值。分辨率：當(dāng)傳感器的輸入量從非零值緩慢增加時(shí)，在超過某一增量后輸出量發(fā)生可觀測的變化，這個(gè)輸入增量稱為傳感器的分辨率，即最小輸入增量。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論漂移：傳感器的漂移是指在輸入量不變的情況下，傳感器輸出量隨時(shí)間發(fā)生變化，此現(xiàn)象稱為漂移。影響漂移的因素有兩個(gè)：一是傳感器自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)；二是周圍環(huán)境（溫度、濕度等）。重復(fù)性：重復(fù)性是指傳感器在輸入量按同一方向進(jìn)行全量程連續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指傳感器在長時(shí)間工作的情況下輸出量發(fā)生的變化，有時(shí)稱為長時(shí)間工作穩(wěn)定性或零點(diǎn)漂移。閾值：當(dāng)傳感器的輸入量從零值開始緩慢增加時(shí)，在達(dá)到某一值后輸出量發(fā)生可觀測的變化，這個(gè)輸入值稱為傳感器的閾值。精確度：精確度是精密度和準(zhǔn)確度兩者的總和，精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都比較高。準(zhǔn)確度、精密度與精確度的關(guān)系如圖2-37所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.

傳感器的動(dòng)態(tài)特性

動(dòng)態(tài)特性指傳感器對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性，是傳感器的主要特性之一。

在實(shí)際工作中，傳感器的動(dòng)態(tài)特性常用它對某些標(biāo)準(zhǔn)輸入量的響應(yīng)來表示。這是因?yàn)閭鞲衅鲗?biāo)準(zhǔn)輸入量的響應(yīng)容易用實(shí)驗(yàn)方法求得，并且它對標(biāo)準(zhǔn)輸入量的響應(yīng)與它對任意輸入量的響應(yīng)之間存在一定的關(guān)系，往往知道了前者就能推定后者。

為了便于分析和處理傳感器的動(dòng)態(tài)特性，必須建立數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)中的邏輯推理和運(yùn)算方法來研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性。使用最廣泛的數(shù)學(xué)模型是線性常系數(shù)微分方程，最常用的標(biāo)準(zhǔn)輸入量有階躍信號(hào)和正弦信號(hào)兩種，所以傳感器的動(dòng)態(tài)特性也常用階躍響應(yīng)和頻率響應(yīng)來表示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.4.4常用傳感器的工作特點(diǎn)及應(yīng)用

生活中，傳感器無處不在。例如，手機(jī)：圖像傳感器、光線感應(yīng)傳感器、重力加速度傳感器、電子羅盤傳感器、指紋識(shí)別傳感器、心率感應(yīng)傳感器等；機(jī)器人：物體識(shí)別傳感器、物體探傷傳感器、接近傳感器、距離傳感器、力覺傳感器、聽覺傳感器等。1.

氣敏傳感器

氣敏傳感器是用來檢測氣體濃度和成分的傳感器，它在環(huán)境保護(hù)和安全監(jiān)督方面起著極重要的作用。氣敏傳感器可以將獲取的氣體信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與被檢測氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息。

氣敏傳感器的電阻值隨被檢測氣體的濃度和成分而變化，氣敏傳感器的靈敏度很高，即使空氣中被檢測氣體的含量不到千分之一，氣敏傳感器的電阻值也會(huì)產(chǎn)生很大變化。利用不同的半導(dǎo)體材料對不同氣體敏感的特性，可以制造出檢測不同氣體的氣敏傳感器。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

在工業(yè)生產(chǎn)和家庭生活環(huán)境中，氣敏傳感器被廣泛應(yīng)用于對易燃、易爆、有毒、有害氣體進(jìn)行測量與檢測。目前，氣敏傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域有氣體探測器、煙霧報(bào)警器、虛擬嗅探犬、酒精濃度測試儀等。為了保障道路行車安全，交通警察使用酒精濃度測試儀檢測可疑駕駛員是否酒后駕駛，酒精濃度測試儀中就使用了對酒精敏感的氣敏傳感器。

點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論2.

力敏傳感器

力敏傳感器是用來檢測氣體、液體、固體等物質(zhì)間相互作用力的傳感器，在生產(chǎn)中，力敏傳感器被廣泛應(yīng)用于對壓力、液位、流量、加速度等的測量。力敏傳感器的常用材料有半導(dǎo)體、金屬及合成材料。

力敏傳感器是將應(yīng)力、壓力等力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器件。力敏傳感器有電阻式、電容式、電感式、壓電式和電流式等多種形式，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。

電阻應(yīng)變式稱重傳感器的結(jié)構(gòu)較簡單，準(zhǔn)確度高，適用范圍廣，并且能夠在相對比較差的環(huán)境中使用，因此電阻應(yīng)變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)電阻應(yīng)變片受到力的作用時(shí)，它的電阻值就會(huì)發(fā)生變化。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

電子秤使用了力敏傳感器，將貨物的質(zhì)量變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化、電壓的變化，再經(jīng)過電壓放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，最后將其送到液晶顯示器，顯示出被稱貨物的質(zhì)量，達(dá)到快速、準(zhǔn)確稱重的目的。

力敏傳感器可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如衡器制造、冶金、石油化工、食品生產(chǎn)、機(jī)械制造、造紙、鋼鐵、交通、采礦、水泥、紡織等行業(yè)?，F(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)稱重，如智能垃圾箱稱重、無人售貨機(jī)、倉儲(chǔ)貨架、無人超市、自動(dòng)化罐裝、智能稱重購物車、食堂稱重系統(tǒng)、車載稱重系統(tǒng)、醫(yī)療床稱重等領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用了力敏傳感器。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論3.

光敏傳感器

工業(yè)生產(chǎn)中，光敏傳感器被廣泛應(yīng)用于對溫度、壓力、位移、速度、加速度等物理量的測量，以及生產(chǎn)線上的產(chǎn)品計(jì)數(shù)等；在日常生活中，光敏傳感器被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制、防盜報(bào)警、家用電器等。

光敏傳感器是利用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。光敏傳感器是最常用的傳感器之一，它的種類繁多，主要有光電管、光敏電阻、光敏三極管、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、圖像傳感器等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

光敏傳感器的主要應(yīng)用：人體感應(yīng)燈、人體感應(yīng)開關(guān)、路燈自動(dòng)控制、監(jiān)控器、照相機(jī)、光控玩具等電子產(chǎn)品光自動(dòng)控制領(lǐng)域。利用光敏傳感器對產(chǎn)線上的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)的過程：在傳送帶的兩側(cè)分別裝有光源和光敏傳感器，當(dāng)被測產(chǎn)品位于光源和光敏傳感器之間時(shí)，光敏傳感器無光照；當(dāng)被測產(chǎn)品不在光源和光敏傳感器之間時(shí)，光敏傳感器有光照，這樣，通過它輸出電信號(hào)的變化便可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論4.

激光傳感器

激光傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器，它由激光器、激光檢測器和測量電路組成，是新型測量儀表。它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。

激光傳感器在工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后，激光向各方向散射，部分散射光返回到激光傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上，雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

激光傳感器的一個(gè)常見應(yīng)用就是激光測距儀，利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量。激光傳感器常用于對長度、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于檢測物體有無、到位、定位、計(jì)數(shù)、凹凸、正反等。

激光測距技術(shù)與一般光學(xué)測距技術(shù)相比，具有操作方便、系統(tǒng)簡單及無光照條件限制的優(yōu)點(diǎn)；與雷達(dá)相比，激光測距技術(shù)具有良好的抗干擾性和較高的精度，而且激光具有良好的抵抗電磁波干擾的能力，尤其是當(dāng)探測距離較長時(shí)，激光測距技術(shù)的優(yōu)越性更加明顯。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論5.

生物傳感器

生物傳感器是發(fā)展生物技術(shù)必不可少的一種先進(jìn)的檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質(zhì)分子水平的快速微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同結(jié)構(gòu)：一種或數(shù)種相關(guān)生物活性材料（生物膜）及能將生物活性材料表達(dá)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的物理或化學(xué)換能器（傳感器），二者組合在一起，用現(xiàn)代微電子技術(shù)和自動(dòng)化儀表進(jìn)行生物信號(hào)的再加工，構(gòu)成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統(tǒng)。生物傳感器如圖2-42所示。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論生物傳感器的分類如下。

按照其感受器中所采用的生命物質(zhì)不同，生物傳感器可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等。

按照傳感器器件檢測的原理不同，生物傳感器可分為熱敏生物傳感器、場效應(yīng)管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。點(diǎn)擊此處結(jié)束放映物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論6.

超聲波傳感器

超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器。超聲波是振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。它具