物联网技术冉文学宋志兰物联网技术第3章节章节.ppt

传感器的数学特性 频率响应特性 * P81 3.3 几种典型的传感器 视频传感器 视频传感器是整个机器视频系统信息的直接来源，主要由一个或者两个图形传感器组成，有时还要配以光投射器及其他辅助设备。 视频传感器的主要功能是获取足够的机器视频系统要处理的最原始图像。图像传感器可以使用激光扫描器、线阵和面阵CCD摄像机或者TV摄像机，也可以是必威体育精装版出现的数字摄像机等。 * 视频传感器的的基本原理：视频传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示，目前，有的视觉传感器能够捕获数千万像素。 在捕获图像之后，视频传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。 * 音频传感器 音频技术主要包括：音频的采集、音频处理和音频的传输等方面的技术。 在模拟音频技术中，通常以磁介质来记录声音。 数字音频是通过声波波形转换成一个串连续的二进制数据，通过它来保存声音的。数字音频主要依靠A/D转换器，在每一个时间间隔，不间断地在模拟音频的波形上采取一个幅度值，将这种过程称为采样。 * 将时间和幅度都连续的模拟声音信号变为数字信号，就要对其进行离散化处理。采样就是实现模拟信号在时间上的离散化过程，即完成抽取离散时间点上的信号值（常称为样值）的任务。 音频传感器是一种将声音转换成电信号的换能器件。 传感器的主要技术指标有灵敏度、频率特性、输出阻抗和方向性几个方面。 * （1）灵敏度 灵敏度是指传声器在一定强度的声音作用下输出电信号的大小。灵敏度高，表示传声器的声-电转换效率高，对微弱的声音信号反应灵敏，习惯上也常用分贝表示传声器的灵敏度。 * （2）频率特性 传声器在不同频率的声波作用下，其灵敏度是不同的。一般在中音频（1Hz）时灵敏度最高，而在低音频（几十赫兹）或者高音频（十几千赫兹）灵敏度最低。理想的传声器频率特性应为20Hz~20kHz。 （3）方向性 方向性表示传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性. * 3. 环境监测传感器 （1）超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是指频率高于20kHz的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、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等特点。 超声波传感器由发送传感器（又称波发送器）、接收传感器（又称波接收器）、控制部分与电源部分组成。 * （2）激光传感器 激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。 激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收。 * （3）温度传感器 包括半导体热电偶传感器、PN结温度传感器和集成温度传感器声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。 原理：两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。精确测量这个电位差，再测出不加热部位的环境温度，就可以准确知道加热点的温度。 * （4）压力传感器 一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 * 4. 智能尘埃 （又名智能微尘（Smart Dust），是一个具有电脑功能的超微型传感器，它由微处理器、双向无线电接收装置和使它们能够组成一个无线网络的软件共同组成。将一些微尘散放在一个场地中，它们就能够相互定位，收集数据并向基站传递信息。如果一个微尘功能失常，其他微尘会对其进行修复。 * 平面结构的传感器网络图 传感器系统就自动组成了一个网络，每个传感器系统统称为一个节点（node），这些节点之间能够互相通讯，同时也能够与基站（Base Station）进行通讯。 * 尚辅网 / 导读 本章主要介绍在物联网中各种传感器的应用，首先是对物联网中传感器所引起的作用及智能传感器进行简单介绍；其次是介绍传感器技术，包括传感器的数学模型及数学特性；再介绍多种传感器，包括超声传感器、激光传感器、温度传感器、压力传感器、智能尘埃等。 通过根本章对传感器的介绍，能对传感器在物联网中的作用有所了解。 * 传感器 ? ? ? ??????????????????