传感器的发展--结课论文.docVIP

以我国为主的传感器的发展 摘要:近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段，正走向微型化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、数字化发展。无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。是21世纪新的经济增长点。本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络的现有应用，最后展望了无线传感器网络技术的应用前景 关键字：传感器 信息化 特点 发展 传感器概念 1.1传感器的名词解释 传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 1.2 传感器的重要性 在信息化社会，几乎没有任何一种科学技术的发展和应用能够离得开传感器和信号探测技术的支持。生活在信息时代的人们，绝大部分的日常生活与信息资源的开发、采集、传送和处理息息相关。分析当前信息与技术发展状态，21世纪的先进传感器必须具备小型化、智能化、多功能化和网络化等优良特征。 为了能够与信息时代信息量激增，要求捕获和处理信息的能力日益增强的技术发展趋势保持一致，对于传感器性能指标(包括精确性、可靠性、灵敏性等)的要求越来越严格；与此同时，传感器系统的操作友好性亦被提上了议事日程，因此还要求传感器必须配有标准的输出模式；而传统的大体积弱功能传感器往往很难满足上述要求，所以它们已逐步被各种不同类型的高性能微型传感器所取代；后者主要由硅材料构成，具有体积校重量轻、反应快、灵敏度高以及成本低等优点。 二、WSN的构成 WSN由大量无线传感器采用自组织方式构成(见图1)，它借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在环境中的信号，从而探测各种需要的数据，并通过网络传送到需要的地方。 图1 WSN的结构 无线传感器一般由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元、电源等部分组成。传感器节点经多跳转发，再把传感信息送给用户使用，系统构架包括分布式无线传感器节点群、汇集节点、传输介质、Internet或卫星通信和网络用户端。每个节点都可充当路由器的角色，并且每个节点都具备动态有哪些信誉好的足球投注网站、定位和恢复连接的能力，传感器节点将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户，数据传送的过程是通过相邻节点接力传送的方式传送回基站，然后通过基站以卫星信道或者有线网络连接的方式传送给最终用户[1-3]。 三、传感器在各领域的使用 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器[4.7]。 3.1 工业生产中的应用　　 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 随着嵌入式计算功能的成本继续减少，“智能”器件将被更多地应用。独立的内部诊断功能可避免代价高昂的宕机，从而迅速收回投资 MEMS的发展，把传感器的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。除MEMS外，新型传感器的发展还有赖于新型敏感材料、敏感元件和纳米技术，如新一代光纤传感器、超导传感器、焦平面陈列红外探测器、生物传感器、纳米传感器、新型量子传感器、微型陀螺、网络化传感器、智能传感器、模糊传感器、多功能传感器等[3]。 3.2 科学研究中的应用 在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等[5]。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 　　 由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久