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

物联网概论 The Introduction of the Internet of Things ;第5章 传感器与无线传感网;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 ;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。 ;5.1.1 传感器的概念 传感器（Sensor；Measuring Element；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。 ;5.1.1 传感器的概念 ;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。 ;5.1.2 传感器的作用 ;5.1.3 传感器的分类 1. 按工作原理分类 ;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。 ;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 ;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。 ;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。 ;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。 ;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主要途径。 ;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（Micro Electro-Mechanical Systems，MEMS）传感器、生物传感器等新兴传感器。 ;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