物联网中的 传感器技术

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1、P1物联网基础教程马静唐四元王涛主编E-mail:tangsiyuan@neusoft.edu.cn,Mobile:13352253873P2第4章传感器技术P3123本章核心要点传感器的基本概念、定义，分类常用传感器的原理、性能、参数MEMS传感器组成和典型的MEMS传感器无线传感器网组成和工作原理无线传感器体系结构P41.基本概念广义地可以把传感器归纳为:一种能感受外界信息(力、热、声、光、磁、气体、湿度等等)，并按一定的规律将其转换成易处理的电信号的装置。4.1传感器P52.传感器分类按照工作机理可以分为物性传感器和结构

2、型传感器两大类。1、物性传感器利用外界信息使材料本身的固有性质发生变化，通过检测性质的变化来检测外界信息。物理传感器：化学传感器：生物传感器：4.1传感器P62.传感器分类按照工作机理可以分为物性传感器和结构型传感器两大类。2、结构型传感器利用外界信息使一些元件的结构(如弹簧)发生形变、通过测量结构的变化来检测被测对象，如用金属的伸缩来感知温度等等4.1传感器P72.传感器分类按照信息的传递方式可以分为直接型和间接型传感器。直接型传感器间接型传感器4.1传感器P82.传感器分类按照人类的感觉功能分为视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉

3、5类传感器4.1传感器P93.传感器的应用与发展在工农业、国防、航空、航天、医疗卫生和生物工程等各个领域中人们日常生活的各个方面，如家电中温度、湿度的测控、音响系统、电视机和电风扇的遥控、煤气和液化气的泄漏报警、路灯的声控等等都离不开传感器。4.1传感器P103.传感器的方向发展高精度，且数值化。智能化。微型化，集成化。4.1传感器P114.常见传感器原理热敏元件及温度传感器。4.1传感器P124.常见传感器原理光传感器及光敏元件。4.1传感器P134.常见传感器原理光传感器及光敏元件。4.1传感器P144.常见传感器原理气敏

4、传感器及气敏元件4.1传感器半导体气敏元件有N型和P型之分。N型在检测时阻值随气体浓度的增大而减小；P型阻值随气体浓度的增大而增大。利用SnO2金属氧化物半导体气敏材料，通过颗粒超微细化和掺杂工艺制备SnO2纳米颗粒，并以此为基体掺杂一定催化剂，经适当烧结工艺进行表面修饰，制成旁热式烧结型CO敏感元件，能够探测0.005%～0.5%范围的CO气体P154.常见传感器原理气敏传感器及气敏元件4.1传感器气敏元件的参数主要有：加热电压、电流，测量回路电压，灵敏度，响应时间，恢复时间，标定气体（0.1%丁烷气体）中电压，负载电阻值等

5、。P164.常见传感器原理力敏传感器和力敏元件4.1传感器力/压力传感器不仅可以测量力和压力，也可测量负荷、加速度、扭矩、位移、流量等其他物理量，它们都与机械应力有关。P174.常见传感器原理力敏传感器和力敏元件4.1传感器当半导体材料受到应力作用时，其晶格间距就会发生变化，使得其电阻率发生变化现象称为压阻效应。压阻效应被用来制成各种压力、应力、应变、速度、加速度传感器，把力学量转换成电信号。P184.常见传感器原理超声波传感器4.1传感器超声波传感器有压电式、磁致伸缩式、电磁式等。在检测技术中最常用的是压电式。压电式换能器是

6、利用电致伸缩现象制成的，在压电材料切片上施加交变电压，使它产生电致伸缩振动而产生超声波。P194.常见传感器原理超声波传感器4.1传感器P204.常见传感器原理磁敏传感器和磁敏元件4.1传感器目前磁敏元件有霍尔器件、磁阻器件、磁敏二极管和三极管等。以磁敏元件为基础的磁敏传感器在一些电、磁学量和力学量的测量中广泛应用。P215.光纤传感器和MEMS传感器光纤传感器4.1传感器P225.光纤传感器和MEMS传感器MEMS传感器4.1传感器P235.光纤传感器和MEMS传感器微传感器和微执行器4.1传感器P245.光纤传感器和MEM

7、S传感器利用静电力驱动的微型镊子4.1传感器P255.光纤传感器和MEMS传感器典型的MEMS产品4.1传感器（1）．微型齿轮。（2）．微型马达。（3）．微型涡轮。（4）．微型光学元件P261.概述4.2无线传感器网络无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络的网络系统，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者P272.无线传感器网络的体系结构4.2无线传感器网络

8、P282.无线传感器网络的体系结构4.2无线传感器网络异构、层次化结构的无线传感器网络P293.传感器节点的结构4.2无线传感器网络传感器节点由四部分组成：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块P304.无线传感器网络的特征4.2无线传感器网络电源能量有限通信能量有限