物联网概论 教学课件 作者 黄玉兰 物联网概论-第5章 传感器与无线传感网.pptx

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1、物联网概论TheIntroductionoftheInternetofThings物联网概论第5章传感器与无线传感网物联网概论5.1传感器概述5.1.1传感器的概念5.1.2传感器的作用5.1.3传感器的分类5.1.4传感器的一般特性5.1.5传感器的应用物联网概论5.1.1传感器的概念在物联网的感知层中，信息的获取与数据的采集主要采用自动识别技术和传感器技术。传感器技术和自动识别技术完全不同，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，可以感知周围的温度、速度、电磁辐射或气体成分等，主要用来采集传感器周围的各种信息。物联网概

2、论5.1.1传感器的概念传感器（Sensor；MeasuringElement；Transducer）是一种以一定的精确度把“被测量”转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量；输入与输出的转换规律已知，转换精度要满足测控系统的应用要求。物联网概论5.1.1传感器的概念物联网概论5.1.2传感器的作用传感器已经渗透到各个领域，现在从基础学科的研究到

3、自动化工业生产，几乎每一个项目都离不开各种各样的传感器。在物联网中，传感器是整个物联网中需求量最大和最为基础的环节之一。物联网的概念传到我国以后，我国提出了感知中国的发展目标，在物联网中人们为了感知外界环境，同样必须借助于传感器的帮助。物联网概论5.1.2传感器的作用物联网概论5.1.3传感器的分类1.按工作原理分类物联网概论5.1.3传感器的分类2.按用途分类这种分类方法可以按不同用途作为分类的依据。3.按输出信号分类这种分类方法可以按信号的不同输出方式作为分类的依据。按输出信号传感器可以分为模拟传感器、数字传感器、开关传感器等。物联网概论

4、5.1.3传感器的分类4.按材料分类这种分类方法按材料作为分类依据。在外界因素的作用下，所有材料都会做出相应的、具有特征性的反应。5.按工艺分类6.按能量转换的方式分类物联网概论5.1.4传感器的一般特性传感器要感受被测非电量的变化，并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特征。传感器可以看成是二端口网络，传感器的基本特性可以用二端口网络的输入-输出特性来表示。物联网概论5.1.4传感器的一般特性传感器的静态特性是指当被测量的值处于稳定状态时，传感器的输出量与输入量之间所具有的相互关系。这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间

5、的关系，即传感器的静态特性可以用一个不含时间变量的方程来表示。传感器静态特性的主要参数有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移和绝缘电阻等。物联网概论5.1.4传感器的一般特性传感器的动态特性，是指传感器在输入量随时间变化时，它的输出量随时间变化的特性。这时当被测量随时间变化时，传感器的输出量也是时间的函数，其间的关系需要用动态特性来表示。物联网概论5.1.5传感器的应用现在无论是宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，还是微观上要观察小到纳米的粒子世界，或者是纵向上要观察长达数十万年的天体演化，都需要获取准确可靠的信息，传感器就是获取上述准确可靠信息的

6、主要途径。物联网概论5.1.5传感器的应用传感器现已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域。一些传感器，比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器等已经比较成熟。传感器的主要增长来自于无线传感器、微机电系统（MicroElectro-MechanicalSystems，MEMS）传感器、生物传感器等新兴传感器。物联网概论5.2传感器的工作原理与选择原则5.2.1应变式传感器5.2.2光电传感器5.2.3超声波传感器5.2.4半导体传感器5.2.5智能传感器5.2.6传感器选择的一般原则物联网概论5.2.1应变式传感器当

7、被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形会引起应变敏感元件阻值的变化，这样就构成了电阻应变式传感器。这种传感器通过转换电路可以将阻值的变化转变成电压输出，电压变化的大小就可以反映出被测物理量的大小。应变式传感器的灵敏度较高，目前已经应用于各种检测系统中。物联网概论5.2.2光电传感器光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。光电传感器的基础是光电转换元件的光电效应，是将光通量转换为电量的一种传感器。由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，具有非接触、高精度、高可靠性和反应快等特点，使得光电传感器在检测和控制领域获得了广泛的应用。物联网

8、概论5.2.2光电传感器光电传感器一般由光源、光学通路和光电器件三部分组成，其中表示被测量可以直接引起光量变化的检测方式，表示被测量在光传播过程中调制光量的检测方式