第三章 物联网传感器技术.pptVIP

3.1 传统传感器基础知识 基本介绍： 基本介绍： 分类： 选择注意事项： 利用超声波的特性研制而成； 一种振动频率高于声波的机械波； 频率高、波长短、绕射现象小；特别是方向性好、能够成为射线而定向传播对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中它可穿透几十米的深度。 超声波碰到杂质或分界面，会产生显著反射，形成反射成回波碰到活动物体能产生多普勒效应。 广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。 被测气体的种类繁多，它们的性质也各不相同。所以不可能用一种方法来检测各种气体，其分析方法也随气体的种类、浓度、成分和用途而异。 主要参数与特性： ① 灵敏度：气敏元件对气体的敏感程度 应用 半导体气敏元件，由于具有灵敏度高、响应时间长、恢复时间短、使用寿命长和成本低等待点，所以半导体气敏传感器有很广的应用。 基本概念： 功能 特点 ⑴ 一定程度的人工智能是硬件和软件的结合体，可实现学习功能，更能体现仪表在控制体统的作用。可以根据不同的测量要求，选择合适的方案，并能对信息进行综合处理，对系统状态进行检测。 ⑵ 多敏感功能将原来分散的、各自独立的单敏传感器集成为具有多敏功能的传感器，能同时测量多种物理量和化学量，全面反映被测量的综合信息。 ⑶ 精度高、测量范围宽，随时检测出被测量的变化对检测元件特性的影响，并完成各种运算，其输出信号更为精确，同时其量程比可达100:1，最高达400:1，可用一个智能传感器应付很宽的测量范围，特别适用要求量程比大的控制场合。 ⑷ 通信功能可采用标准化总线接口，进行信息交换，这事智能传感器的标志之一。 基于IEEE 1451的网络化智能传感器 IEEE 1451系列准则 IEEE 1451体系内容 该标准规定的软件接口 ① 对象模型 该标准通过定义每个对象类的接口和行为定义每个对象类。系统中，该标准定义4种对象类：块类、组件类、服务类和非本标准规定的对象类。 ② 数据模型 该模型规范了符合IEEE 1451标准网络化智能传感器所涉及的数据类型，含基本和结构类型、物理数量和对象属性类型及与网络通讯相关的类型。 ③ 网络通信模型: 包括对象模型、数据模型和网络通信模型，这3种模型为传感器、网络适配器、通信网络间确定相应的软件接口。 IEEE 1451.2协议 IEEE 1451.2协议 通过提供标准的智能传感器接口模块（STIM）、STIM和NCAP间的接口即TII，统一网络化智能传感器基本结构，解决标准不统一问题，厂商可依需求扩展。该标准将网络化智能传感器分为智能传感器接口模块（含电子数据表格TEDS）、网络适配器及STIM与NCAP间的TII接口。 TII接口的逻辑信号和功能定义 智能传感器标准体系 标准体系中最重要的就是第三部分智能传感器产品标准。 硬件系统：包括敏感元件、网络接口规范、内部接口规范、供电标准、防爆要求、封装要求。其中，敏感元件按照其物理特性分为温度、湿度、压力、流量、加速度等，并对各种不同原理产品的特性指标、封装形式给出具体要求。网络接口规范分别规定了智能传感器的物理接口和数据接口要求。内部接口规范规定可智能传感器实现IEEE 1451标准时的通信接口要求。 产品技术要求：按照被测参数不同，分为温度传感器、流量传感器、压力传感器、变送器等的具体技术要求，比如自校验、自诊断、信息决策等。 应用 三个层次： 一个是传感网络，以二维码、RFID、传感器为主，实现“物”的识别； 二是传输网络，即通过现有的互联网。广电网、通信网或下一代互联网，实现数据的传输和计算； 三是应用网络，即输入输出控制终端，包括手机等终端。 智能传感器发展趋势 （1）向高精度发展 （2）向高可靠性、宽温度范围发展 （3）向微型化发展 （4）向微功耗及无源化发展 （5）向智能化数字化发展 （6）向网络化发展 MEMS特点 ⑴ 微机械压力传感器 ⑵ 微加速度传感器 ⑶ 微机械陀螺仪 ⑷ 微流量传感器 ⑸ 微气体传感器 ⑹ 微机械温度传感器 输入通道的特点： ⑴ 输入通道的结构类型取决于传感器送来的信号大小和类型。 ⑵ 输入通道的主要技术指标是信号转换精度和实时性，后者为实时检测和控制系统的特殊要求。 ⑶ 输入通道是一个模拟、数字信号混合的电路，其功耗小，一般没有功率驱动要求。 ⑷ 被测信号所在的现场可能存在各种电磁干扰。 输出通道的特点： ⑴ 通道的结构取决于系统要求，其中的信号有数字