物联网概论第3章物联网技术基础

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1、物联网概论2014年10月第三章物联网技术基础目录3.1传感器技术3.2常用传感器物联网技术基础3.3MEMS技术3.4无线传感网络3.5无线网络技术目录3.6自动识别技术3.7定位技术物联网技术基础43.1传感器技术传感器和人们的日常生活密切相关传感器具有的社会意义传感器在经济建设中占据重要地位53.1传感器技术随着住房私有化和住宅小区管理的推广，供热系统的规范化管理逐渐成为必需解决的重要问题，计算机应用领域的不断扩大和相应外围设备的不断完善为供热系统的自动化管理创造了条件。利用温度采集器对用户环境进行温

2、度采样，并记录到数据库中作为收费依据，对于闲置和不需供热的房间自动关闭，并采用了计算机远程管理技术，大大提高了供热系统的自动化程度。传感器在日常生活中的应用车用传感器是汽车电子设备的重要组成部分，担负着信息收集的任务，在汽车电喷发动机系统、自动空调系统中，温度是需测量和控制的重要参数之一，发动机热状态的测量、气体及液体温度的测量，都需要温度传感器来完成。车用传感器是汽车计算机系统的输入装置，它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电讯号输给计算机，以便发动机处于最佳工作状

3、态。因而车用温度传感器是必不可少的。63.1传感器技术利用适当的传感器，例如：压电传感器、加速度传感器、超声传感器、湿度传感器等，可以有效的建立一个三维立体的防护监测网络。该系统可以用于监测桥梁、高架桥、高速公路等道路环境。对许多老旧的桥梁、桥墩长期受到水流的冲刷，传感器能够放置在桥墩底部，用以感测桥墩的结构、桥墩被腐蚀情况等；也可以放置在桥梁两侧，搜集桥梁的温度、湿度、震动幅度等。有效减少断桥造成的生命财产损失。三峡大坝里一共埋设了万余台/只检测仪器和传感器，这些“眼睛”时刻监测三峡大坝是否稳定，有无沉降

4、。传感器在经济建设中的应用73.1传感器技术尽管21世纪的人们并没有实现科幻小说中的某些预言。然而更为奇妙的场景很快便会成为现实：只需一台电脑和若干传感器，一切尽在掌控之中。你可以一边从个人pc中调控欣赏在平面电视上播放的影片，一边控制烤箱的温度，等待享受美味的下午茶，同时密切地监控与了解一切需要关注的信息：工作室里机器的运行，实验室里研究的进度，家中饮用水的成分和空气中或许可能出现有毒物质的示警，酒窖里不同位置的温度与湿度，私家公路的灯光调控，各类仪表的数据变更……不会再有过火而败味的美食，更不会有《小鬼

5、当家》中入室的匪徒，火灾和毒气泄漏都将最大程度地被防止，博物馆的馆长则不再担惊受怕地忧虑古董名画的命运。83.1传感器技术传感器的定义传感器的分类传感器的应用93.1传感器的定义传感器（Sensor）的定义：国家标准GB7665-87定义：传感器（Transducer/Sensor）为能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器材或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器！103.1.1传感器的组成与结构传感器的组成113.1.1传感器的组成与结构传感

6、器的组成敏感元件——直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某种物理量的元件。转换元件——以敏感元件的输出为输入，将其转换成电信号输出。变换电路——将电路参数接入转换电路，转换为电量输出。123.1.1传感器的组成与结构传感器的结构形式传感器结构取决于其设计思想；而传感器设计的一个重点是信号选择方式，把所选信号的某方面性能在结构上具体化，以实现传感器的功能。133.1.1传感器的组成与结构传感器的结构形式√选择固定信号方式的传感器直接结构√选择补偿信号方式的传感器补偿结构√选择差动式信号方式的传感器差动结

7、构√选择平均信号方式的传感器平均结构√选择平衡信号方式的传感器闭环结构143.1.2传感器的分类常将传感器的功能和人类的5大器官相比较：光敏传感器——视觉声敏传感器——听觉气敏传感器——嗅觉化学传感器——味觉压敏、温敏、流体传感器——触觉153.1.2传感器的分类热敏元件……按感测元器件分类力敏元件光敏元件磁敏元件气敏元件色敏元件163.1.2传感器的分类磁敏传感器，是感知磁性物体的存在或者磁性强度(在有效范围内)这些磁性材料除永磁体外，还包括顺磁材料(铁、钴、镍及其它们的合金)当然也可包括感知通电(直、交

8、)线包或导线周围的磁场。磁敏传感器中，霍尔元件及霍尔传感器的生产量是最大的。它主要用于无刷直流电机（霍尔电机）中，这种电机用于磁带录音机、录像机、XY记录仪、打印机、电唱机及仪器中的通风风扇等。另外，霍尔元件及霍尔传感器还用于测转速、流量、流速及利用它制成高斯计、电流计、功率计等仪器。下图给出的是磁敏角度传感器。173.1.2传感器的分类物理类：基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。化学类：基于化学反应的原理。生