物联网感知层设计

任务一、传感器的认知和选择 第1、传感器的发展趋势 1.智能化:集成自动化/人工智能化 2.可移动化：定位/时间同步/可扩展 3.微型化：MEMS（微电子机械系统） 4.集成化（主）：同类型/非同类型传感器集成 特点:集成度高/体积小/补偿和校正 5.多样化:目前传感器种类约几千种(光纤和气敏) 第2、传感器的分类 1、按工作原理: (1)磁电式传感器:利用电磁感应原理,将输入的、运动速度转成线圈中的感应电势并输出。也叫电动式或感应式。 应用:动态测试、位移、转距等 优势:输出功率大、配用电路简单、性能稳定 (2)光电式传感器:利用可见光照射后产生的光电效应将光信号转成电信号的传感器。 应用:尺寸、位移、速度和温度。 优缺点:无接触测量(缺点:昂贵和环境特殊) (3)热点式传感器:将温度变化转成电量变化的装置。 应用：温度、电流、速度、光强等。（4）压电式传感器：利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。主要用于力和加速度的测量。 (5)半导体传感器:利用半导体的各种物理/化学/生物的特性制成的传感器。 应用:温度、湿度、压力、加速度、磁场及有害气体等自动化检测系统中。 优点:集成化高、功能多样 (6)谐振式(频率式)传感器:利用谐振元件把被测量转成频率信号的传感器。 优点：体积小，重量轻，精度高，分辨率高，便于传输和储存。 应用：压力，密度，转距，加速度等。 （7）电化学式传感器：利用离子导电为基础制成。 可分为/电位/电导/电量/电解/极谱式 应用：气体，酸碱度，液体和液体中的固体等。 第3、常用传感器介绍 1、温度传感器：利用温度的变化转成电信号的装置。 （1）接触式：精度高。常用：双金属/玻璃/压力/热敏电阻/温差电偶等。 （2）非接触式：利用黑体辐射的基本定律（从一个黑体中发射出的电磁辐射的辐射率与频率彼此之间的关系） 优点：最高可测温度没有上限。 （3）热电偶：利用两种不同的导体的工作端（A）和自由端（B）的温度差，形成一个回路，产生的热电动势。 特点：精度高，范围广，构造简单。 （4）热敏电阻：利用半导体的温度变化引起的阻值变化的装置。 优点：灵敏度高，体积小，温度变化响应快。 缺点：不结实，容易自热导致永久性损坏。 （5）红外测温仪：利用红外原理，把被测物体射出的红外辐射能量，通过光学信号转成电信号。 优点：非接触，响应快，寿命长。 应用：目标大小，距离，材料，环境和目标材料。 2、加速度传感器： （1）压电式：利用压电陶瓷或石英晶体的压电效应。 优点：动态范围宽广，不需要外界电源，坚固耐用等。 应用：震动测量传感。 （2）电容式：基于电容原理的极距变化的电容传感器。 优点：精度高，输出稳定，漂移小，成本低。 （3）力传感器：将力的物理量