传感器技术与定位系统课件.pptVIP

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第八章传感器技术与定位系统

传感器设计需求与硬件平台传感器技术典型应用物联网对定位技术的新挑战6

传感器定义号的器件或装置”。?传统传感器的局限性?现代传感器

传感器定义

传感器定义发展进程加州洛杉矶分校LWIN项目低功耗无线传感节点世纪90年代SmartDust项目微型化传感器节点之后,该校又发布了一系列节点,包括Mica、Mica2、Mica2Dot,MicaZ

传感器定义计算机硬件的发展通常遵循摩尔定律:集成发展进程电路上可容纳的晶体管数量,约每隔18个月增加一倍,性能也将提升一倍。能2004时间

传感器定义发展进程功耗的制约:无线传感节点一般被部署在野外,不能通过有线供电。其硬件设计必须以节能为重要设计目标。价格的制约:无线传感节点一般需要大量组网,以完成特定的功能。其硬件设计必须以廉价为重要设计目标。体积的制约:无线传感节点一般需要容易携带,易于部署。其硬件设计必须以微型化为重要设计目标。第二节

第二节传感器设计需求与硬件平台不同的应用场景对传感器软硬件提出独特的设计需求。?低成本的节点才能被大规模部署,微型化的节点才能使部署更加容易;

第二节传感器设计需求与硬件平台软件节能策略的核心就是尽量使节点在不需要工作的时候进入低功耗模式,仅在需要工作的时候进入正常状态。

第二节传感器设计需求与硬件平台?传感器节点被用于各种不同的应用中,因此节点硬件和软件的设计必须具有灵活性和扩展性?节点的硬件设计需满足一定的标准接口,例如节点和传感板的接口统一有利于给节点安装上不同功能的传感器?软件的设计必须是可剪裁的,能够根据不同应用的需求,安装不同功能的软件模块

第二节传感器设计需求与硬件平台?鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保?对于普通的计算机,一旦系统崩溃了,人们可以采用重启的方法恢复系统,而传感器节点则不行,就整个网络而言,可以适当增加冗余性,增加整体系统的鲁棒性。

第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片?电池哪种传感器往往由具体的应用需求以及传感器本身的特点决定。需要根据处理器与传感器的交互方式:通过模拟信号和通过数字信号,选择是否需要外部模数转换器和额外的校准技术。

第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?低功耗常用传感器及其关键特性?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片?电池

第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?低功耗?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片?电池影响节点工作整体性能的微处理器关键性能包括功耗特性,唤醒时间(在睡眠/工作状态间快速切换),供电电压(长时间工作),运算速度和内存大小。

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第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?低功耗?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片?电池低功耗的通信芯片在发送状态和接收状态时消耗的能量差别不大,这意味着只要通信芯片开着,都在消耗差不多的能量。通信芯片的传输距离是选择传感节点的重要指标。发射功率越大,接受灵敏度越高,信号传输距离越远。

第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?低功耗?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片?电池

第二节传感器设计需求与硬件平台设计需求回顾?低成本与微型化?低功耗?灵活性与扩展性?鲁棒性传感器硬件平台?传感器?微处理器?无线通信芯片储能量有两种方式:充电电池,自放电较少,?电池电能利用会比较高,但充电的效率较低,且充电次数有限;超电容,充电效率高,充电次数可达100万次,且不易受温度,振动等因素的影响。第三节

军事监测中的传感器:VigilNetVigilNet是由美国弗吉尼亚大学研制的用于军事监测的无线传感系统,该系统由XSM,Mica2和Mica2Dot节点构成,其规模最大达200个节点;节点通过电池供电,铺设在道路旁边,用于检测与收集移动目标的情况。?节点自主成网、多跳传输;?节点通过电池供电,通过软件节能机制延长网络的生命周期;?节点智能感知、协同工作,向上提供预警的功能。

智能楼宇中的传感器:LoCal每年美国用电报告显示至少有30%的电量是浪费的。这些电能浪费在何处?由美国加州大学伯克利分校大学发起的LoCal项目试图通过在智能楼宇中部署无线传感器网络来解决这些问题。?传感器能实现空间和时间上的细粒度感知,可实时跟踪到单个电器;?传感器能实现“多功能”的感知,能推

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