网络体系结构无线传感器网络技术（参考）.pptx

第二章 网络体系架构WSN节点概述和分类WSN节点结构WSN节点体系结构WSN网络结构无线传感器网络分类和特点WSN操作系统传感器概述：功用：一感二传,即感受被测信息,并传送出去。传感器定义 我国国标（GB7665-2005）对传感器的定义是：“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。 传感器的作用主要是感受和响应规定的被测量，并按一定规律将其转换成有用输出，特别是完成非电量到电量的转换。 /28 传感器的组成传感器的组成，并无严格的规定。一般说来，可以把传感器看作由敏感元件（有时又称为预变换器）和变换元件（有时又称为变换器）两部分组成。qzm_mail@/28传感器的分类根据被测量与输出电量的转换原理分类能量转换型、能量控制型根据传感器感知的对象分类温度传感器、力传感器、等根据输出信号的性质不同分类二值型、数字型、模拟型根据传感器测量原理分类物理和化学….常用物理传感器?与化学传感器分类-物理传感器1. 物理传感器物理传感器的原理是利用力、热、声、光、电、磁、射线等物理效应，将被测信号量的微小变化转换成电信号物理传感器可以进一步分为：力传感器、热传感器、声传感器、光传感器、电传感器、磁传感器与射线传感器等7类（1）力传感器力传感器是能感受外力并将其转换成可用输出信号的传感器。力传感器的种类繁多，常用的力与压力传感器有电阻应变式、半导体应变式、压阻式、电感式、电容式、谐振式压力传感器，以及光纤压力传感器等用金属应变丝作为敏感元件的压力传感器原理示意图不同用途的 力传感器（2）温度传感器（3）声传感器（4）光传感器图像传感器光纤传感器分布式光纤传感系统分布式光纤传感系统利用光纤作为传感敏感元件和传输信号介质，探测出沿着光纤不同位置的温度和应变的变化，实现分布、自动、实时、连续、精确的测量。分布式光纤传感系统应用领域包括： —智能电网的电力电缆表面温度检测、事故点定位 —发电厂和变电站的温度监测、故障点检测和报警 —水库大坝、河堤安全与渗漏监测 —桥梁与高层建筑结构安全性监测 —公路、地铁、隧道地质状况的监测分布光纤温度传感系统可以在易燃、易爆的环境下同时测量上万个点，可以对每个温度测量点进行实时测量与定位（5）电传感器电传感器可以分为：电阻式、电容式、电感式传感器电阻式传感器利用变阻器将非电量转换成电阻信号的原理制成的。电阻式传感器主要用于位移、压力、应变、力矩、气流流速、液面与液体流量等参数的测量电容式是利用改变电容器的几何尺寸或介质参数，来使电容量变化的原理制成的。电容式传感器主要用于压力、位移、液面、厚度、水分含量等参数的测量电感式是利用改变电感磁路的几何尺寸或磁体位置，来使电感或互感量变化的原理制成的，主要用于压力、位移、力、振动、加速度等参数的测量。（6）磁传感器磁传感器是最古老的传感器，指南针是磁传感器的最早的一种应用磁传感器将磁信号转化成为电信号输出磁电式传感器目前已经被高性能磁敏感材料的新型磁传感器所替代（7）射线传感器射线传感器是将射线强度转换出可输出的电信号的传感器射线传感器可以分为：X射线传感器、γ射线传感器、β射线传感器、辐射剂量传感器射线传感器已经在环境保护、医疗卫生、科学研究与安全保护领域广泛使用分类-化学传感器化学传感器可以将化学吸附、电化学反应过程中被测信号的微小变化转换成电信号的一类传感器?按传感方式的不同，可分为： —接触式化学传感器 —非接触式化学传感器按结构形式的不同，可以分为： —分离型化学传感器 —组装一体化化学传感器按检测对象的不同，可以分为： —气体传感器 —离子传感器 —湿度传感器 ?分类-生物传感器生物传感器是由生物敏感元件和信号传导器组成生物敏感元件可以是生物体、组织、细胞、酶、核酸或有机物分子不同的生物元件对于光强度、热量、声强度、压力有不同的感应特性生物传感器的分类常用传感器qzm_mail@/28 智能传感器定义：传统传感器加上处理器具有智能功能的传感器。所谓智能式传感器，就是一种带有微处理机的，兼有信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑分析与判断功能的传感器。 组成：传感器+微处理器+信号处理电路。微处理器为核心。 qzm_mail@/28 智能传感器的特点qzm_mail@/28具有自动调零和自动校准功能具有判断和信息处理功能、对测量值进行修正和误差补偿实现多惨了综合测量（复合感知能力）自动诊断故障灵活的通信能力智能传感器的发展为传感器技术的研究提出了很多富有挑战性的课题微机电系统对智能传感器发展的影响qzm_mail@/28微机电系统（MEMS）是指集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统性能指标静态指标线性范围：输出量与输入量呈线性关系的测量范围线性度：传感器实际输入输出量曲线与拟