第章傳感器智能傳感器與無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展2第

3章知識(shí)點(diǎn)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(duì)外部世界的改造，對(duì)未知領(lǐng)域與空間的拓展，人類需要的信息來(lái)源、種類、數(shù)量、精度不斷增加，對(duì)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(duì)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(cè)裝置，能感受到被測(cè)量，并能將檢測(cè)和感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)（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(chǔ)、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(duì)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(cè)信號(hào)量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(hào)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(hào)介質(zhì)，探測(cè)出沿著光纖不同位置的溫度和應(yīng)變的變化，實(shí)現(xiàn)分布、自動(dòng)、實(shí)時(shí)、連續(xù)、精確的測(cè)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(cè)、事故點(diǎn)定位

—發(fā)電廠和變電站的溫度監(jiān)測(cè)、故障點(diǎn)檢測(cè)和報(bào)警

—水庫(kù)大壩、河堤安全與滲漏監(jiān)測(cè)

—橋梁與高層建筑結(jié)構(gòu)安全性監(jiān)測(cè)

—公路、地鐵、隧道地質(zhì)狀況的監(jiān)測(cè)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(shí)測(cè)量上萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，可以對(duì)每個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)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(hào)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(cè)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(lái)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(cè)量電感式是利用改變電感磁路的幾何尺寸或磁體位置，來(lái)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(dòng)、加速度等參數(shù)的測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)化成為電信號(hào)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(qiáng)義度轉(zhuǎn)裳換出當(dāng)可輸與出的余電信而號(hào)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(guò)程隔中被佩測(cè)信趴號(hào)的膝微小吳變化愿轉(zhuǎn)換夕成電微信號(hào)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(cè)對(duì)畫象的毛不同賄，可景以分瓦為：—?dú)怏w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(hào)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(bǔ)、組戴織、坦細(xì)胞逆、酶歐、核悉酸或醋有機(jī)曲物分沸子不同裳的生支物元僻件對(duì)顫于光侍強(qiáng)度閃、熱前量、侮聲強(qiáng)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(cè)量克范圍精度193.糊2智能慨傳感己器與噸無(wú)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(diǎn)：自學(xué)滴習(xí)、梳自診悲斷與奶自補(bǔ)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(qǐng)的課跟題203.扔2.村2微機(jī)嫁電系噴統(tǒng)對(duì)頓智能核傳感推器發(fā)蘆展的傲影響微機(jī)拿電系穿統(tǒng)的欄基本菠概念微機(jī)印電系偉統(tǒng)（ME侵MS）是脹指集潛微型爪機(jī)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(hào)速處理和和控秩制電歇路，狠直至完接口機(jī)、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(cāng)MS為傳沉感器果微型竭化、炮智能戰(zhàn)化與劃網(wǎng)絡(luò)耍化的虛實(shí)現(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(lái)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(jī)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(jī)境械學(xué)銜、力衫學(xué)、恥自動(dòng)吉控制的科學(xué)難、材欺料科杜學(xué)等定多個(gè)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(wú)線張傳感添器的介研究UG箱S的無(wú)春線傳定感器植外形揮與應(yīng)顆用233.蝕3無(wú)線右傳感甲器網(wǎng)咸絡(luò)3.套3.耳1從無(wú)暮線分?jǐn)〗M網(wǎng)穩(wěn)到無(wú)跟線自黨組網(wǎng)1.無(wú)線階分組園網(wǎng)的寄研究IE仔EE將無(wú)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(duì)等仰式、僑多跳矛、無(wú)描線移味動(dòng)網(wǎng)椒絡(luò)（MA揪NE既T），林它是牛在無(wú)濫線分昌組網(wǎng)雞的基脹礎(chǔ)上緒發(fā)展門起來(lái)久的無(wú)線獻(xiàn)自組損網(wǎng)有稠多個(gè)坦英文聽名稱變，如Ad鞭h他oc為n壞et杜wo哨rk、Se普l(shuí)f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r(jià)e園le夢(mèng)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(yǔ)Ad港h葵oc在英品語(yǔ)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?yàn)槟尺`個(gè)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(wú)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(diǎn):自組反織與鎖獨(dú)立貍組網(wǎng)無(wú)中推心多跳喂路由動(dòng)態(tài)末拓?fù)錈o(wú)線皺傳輸線的局鍵限與弄節(jié)點(diǎn)趟能量蜓的限盯制性網(wǎng)絡(luò)廁生存蠟時(shí)間超的限充制Ad木h勒oc網(wǎng)絡(luò)摟的主對(duì)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(wú)猛線自袍組網(wǎng)里到無(wú)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(wú)線詠傳感封器網(wǎng)肥絡(luò)的費(fèi)研究LW嶺IM與WI府NS無(wú)線諒傳感乏器節(jié)灰點(diǎn)272.智能稈塵埃遇項(xiàng)目鳳的研挖究智能雜塵埃(S管ma臺(tái)rt便D柿us今t)項(xiàng)目棒研究器的目強(qiáng)標(biāo)是臨通過(guò)ME蜜MS技術(shù)游，實(shí)標(biāo)現(xiàn)傳兔感、驅(qū)計(jì)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(qiáng)流微型訴機(jī)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(diǎn)28無(wú)線塊傳感聲器網(wǎng)族絡(luò)技?jí)男g(shù)發(fā)愁展的異過(guò)程293.映3.欄3無(wú)線注傳感聽器網(wǎng)貫絡(luò)特窯點(diǎn)與飄結(jié)構(gòu)無(wú)線溪傳感板器網(wǎng)胞絡(luò)特抗點(diǎn):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(dòng)稱態(tài)變腳化以數(shù)房誠(chéng)據(jù)為竿中心30無(wú)線鮮傳感椅器網(wǎng)螞絡(luò)的構(gòu)基本烤結(jié)構(gòu)無(wú)線彈傳感房誠(chéng)器網(wǎng)叉絡(luò)節(jié)桂點(diǎn)類酷型:傳感棍器節(jié)羊點(diǎn)匯聚羽節(jié)點(diǎn)管理鴿節(jié)點(diǎn)31電源棉能量盛對(duì)無(wú)辮線傳維感器滔節(jié)點(diǎn)爹設(shè)計(jì)蓬的限場(chǎng)制無(wú)線螺傳感汗器節(jié)膝點(diǎn)通爐常是舒一個(gè)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(chǔ)處能力訂和通臥信能律力相卡對(duì)較揉弱，陪通過(guò)足自身喉攜帶毒的能蒸量有齊限的哭電池興（鈕隊(duì)扣電猾池或搶干電團(tuán)池）國(guó)供電匯聚斃節(jié)點(diǎn)惡既可北以是廚一個(gè)逼具有咽增強(qiáng)園功能竄的傳著感器算節(jié)點(diǎn)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(jì)算女資源寇，也速可以棵是沒(méi)鋼有監(jiān)敲測(cè)功捕能僅扇帶有元無(wú)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(wú)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(wú)線銹傳感匪器網(wǎng)坑絡(luò)關(guān)乞鍵技串術(shù)研燒究無(wú)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(wú)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(wú)線盼局域沾網(wǎng)與IE綱EE既80帳2.識(shí)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(yàn)2.護(hù)11節(jié)點(diǎn)餅發(fā)送宿數(shù)據(jù)享幀過(guò)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(jì)禾算機(jī)驚與通琴信設(shè)曠備、用附加機(jī)部件橡和外疤部設(shè)逼備，叔通過(guò)導(dǎo)短距玻離的蠻、低斯功耗秒的、壺低成放本的哪無(wú)線窯信道虎連接刪的無(wú)孔線標(biāo)恭準(zhǔn)373.無(wú)線咸個(gè)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(gè)個(gè)云人操凱作