【正文】 GPS復(fù)合后作為制導(dǎo)技術(shù) 。例如：壓力微傳感器可以放在注射針頭內(nèi)，送入血管測(cè)量血液流動(dòng)情況。在 380V電壓驅(qū)動(dòng)下，最大轉(zhuǎn)速每分鐘 500轉(zhuǎn)。 機(jī)械部分能夠微型化嗎？ MEMS “微米級(jí)”加工技術(shù) 100μm 顯微照片 1988年 美國(guó)科學(xué)家研制。 Micro Electro Mechanical System 集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu) MEMS是 “ 微機(jī)械電子系統(tǒng) ” 的英文縮寫(xiě) 。 于是 ， “ MEMS 技術(shù) ” 應(yīng)運(yùn)而生 。 （對(duì)溫度敏感的材料） 傳感器的微型化 人類(lèi)社會(huì)的全面信息化 ， 使得信息系統(tǒng)正朝著微型化 、 多功能化和智能化的方向迅速發(fā)展 。 搖晃你的手機(jī) 傳感器身邊的傳感器 CCD 熱敏電阻 傳聲器 溫控器 力傳感器 溫度開(kāi)關(guān) 實(shí)驗(yàn)室的 傳感器 什么是傳感器 狹義地定義： 能夠?qū)⑼饨绲姆?電 信號(hào)，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成 電 信號(hào)輸出的器件或裝臵。傳感器原理與應(yīng)用 戴小鵬 信息技術(shù)培訓(xùn) 信息技術(shù)是總的名稱(chēng)，它包括哪些技術(shù)？ 信 息 技 術(shù) 可分為系統(tǒng)層次和基礎(chǔ)層次。系統(tǒng)層次包括： 計(jì)算機(jī)技術(shù) 通信技術(shù) 傳感技術(shù) Collection —— 獲取信息 （信息識(shí)別、信息提取、信息檢測(cè)） Communication —— 傳遞信息 Compution —— 處理信息 （實(shí)現(xiàn)信息的快速、可靠、安全的轉(zhuǎn)移） （對(duì)信息進(jìn)行編碼、壓縮、加密、存儲(chǔ)） 控制技術(shù) Control —— 利用信息 （信息顯示和對(duì)外控制） 對(duì)抗技術(shù) Countermeasure —— 保護(hù)信息 兩者結(jié)合， 形成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) （信息安全與信息對(duì)抗） 、 ——（信息識(shí)別、信息提取、信息檢測(cè)）Wii 健身運(yùn)動(dòng) 游戲很好玩， 工作原理是什么？ 觸摸屏是怎么感知的？ 使用者翻動(dòng)手機(jī)選擇“響鈴”或“震鈴”； 搖晃手機(jī)變換不同的鈴聲和游戲； 音樂(lè)和壁紙隨著人們的動(dòng)作而變化。 溫度變化 電阻值變化 熱敏電阻 這些是傳感器嗎？ 記憶合金 熱敏油墨 熱敏燈罩 溫度變化 狹義地定義： 能夠?qū)⑼饨绲姆?電 信號(hào)，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成 電 信號(hào)輸出的器件或裝臵。 隨著微電子技術(shù)的進(jìn)步 ， 微處理器 、 存儲(chǔ)器等電子器件日益微型化 ， 而傳感器 、執(zhí)行器的微型化程度卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后 ， 成了信息系統(tǒng)微型化的 “ 瓶頸 ” 。 將傳感器、微處理器、執(zhí)行器合為一體，構(gòu)成微電子機(jī)械系統(tǒng)，是人們很久的愿望。 微機(jī)電系統(tǒng)是采用微機(jī)械加工技術(shù) ， 將微型傳感器 、 微型執(zhí)行器 、 微型機(jī)構(gòu)和相應(yīng)的處理電路集成在一起的微型器件或微型系統(tǒng) 。 轉(zhuǎn)子直徑 120微米，厚 1微米。 第一臺(tái)靜電電動(dòng)機(jī) 傳統(tǒng)的陀螺儀 陀 螺 儀 環(huán)形陀螺儀 MEMS 陀螺儀的作用 MEMS 獨(dú)輪車(chē)上的陀螺儀 MEMS MEMS 微型傳感器 壓強(qiáng)傳感器 壓力傳感器 微傳感器的尺寸大多為毫米級(jí)，甚至更小。 加速度傳感器 三軸陀螺儀 MEMS 微型執(zhí)行器 自海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái) ， 美軍越來(lái)越多地使用精確制導(dǎo)武器 ， 實(shí)行戰(zhàn)場(chǎng)上的精確打擊 。 GPS提供時(shí)間和定位數(shù)據(jù) ， 并校準(zhǔn)陀螺儀；而陀螺儀提供飛行參數(shù) ， 在 GPS信號(hào)中斷期間進(jìn)行導(dǎo)航 。 MEMS 微型陀螺儀 MEMS 與“精確打擊” 制 導(dǎo) 炸 彈 JDAM導(dǎo)彈 導(dǎo)彈采用 GPS定位和 微型陀螺儀 制導(dǎo)，導(dǎo)彈發(fā)射后無(wú)需人工干預(yù)，可以自主飛行，具有多目標(biāo)攻擊能力。 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航 因建筑物和植被等原因 ， GPS信號(hào)會(huì)出現(xiàn)中斷。 MEMS MEMS陀螺儀 隨著微機(jī)電系統(tǒng) 、 傳感器、無(wú)線通信，以及集成電路等技術(shù)的發(fā)展和成熟，低成本、低功耗的微型傳感器的大量生產(chǎn)成為可能。 傳感器的微型化、網(wǎng)絡(luò)化 方法一： 100元的 多功能 智能 傳感器 1件 監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境 （溫度、濕度、光照度、懸浮物、有害氣體） 方法二： 10元的 單一功能 簡(jiǎn)單 傳感器 10件 由眾多低成本、低功耗的微型傳感器組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，全方位地進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 這就是 : 對(duì)于這些災(zāi)難， 能否預(yù)先得到警示呢？ Wireless Sensor Network（ WSN） 無(wú)線 傳感器 網(wǎng)絡(luò) 將成千上萬(wàn)個(gè)微型傳感器密集地分布在森林中，各傳感器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)作，共同執(zhí)行分布式感知任務(wù)，并將準(zhǔn)確的火源信息傳送給信息中心。 結(jié)點(diǎn)中的微處理器對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理后，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層層轉(zhuǎn)發(fā)，最終發(fā)送給基站，再由基站傳送給用戶，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。 傳感器 微型處理器 無(wú)線通信 最小的芯片只有150 150 微米 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由成千上萬(wàn)個(gè)微型傳感器組成，每個(gè)微型傳感器稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)“結(jié)點(diǎn)”。 結(jié)點(diǎn)處于睡眠狀態(tài) 結(jié)點(diǎn)間的通信 傳感器結(jié)點(diǎn)激活； 通過(guò)無(wú)線通信，確定自身的位臵； 自動(dòng)組織成網(wǎng)絡(luò) ； 喚醒、聯(lián)絡(luò)、確定自身位臵 網(wǎng)關(guān) 結(jié)點(diǎn) 各傳感器分別探測(cè)外部信息 溫度 濕度 土壤成分 圖象 壓強(qiáng) 壓力 光照 聲音 加速度 ？ 因環(huán)境影響、能量耗盡等原因，結(jié)點(diǎn)容易發(fā)生故障。 網(wǎng)關(guān) （ 路由器 ） 既要輸出本身的信息 ，還要傳遞其它結(jié)點(diǎn)的信息 。 衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng) 信息經(jīng)衛(wèi)星、互聯(lián)網(wǎng)到達(dá)用戶 網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)對(duì)各路信息進(jìn)行過(guò)濾，把重要的信息發(fā)送給用戶。 每個(gè)結(jié)點(diǎn)都配備磁傳感器和振動(dòng)傳感器。 現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)被喻為“感知者的勝利”。 自阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，各軍事強(qiáng)國(guó)都非常重視網(wǎng)絡(luò)和傳感器的重要作用，以提高“戰(zhàn)場(chǎng)感知”能力。 傳感器 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) “傳感器到射手”作戰(zhàn)模式： 這一技術(shù)的雛形，始于 60年代越南戰(zhàn)爭(zhēng)。 胡志明小道處于密林中，美軍很難發(fā)現(xiàn)。 胡志明小道 越戰(zhàn)時(shí)期的無(wú)線傳感器 后來(lái) ， 美軍在胡志明小道投下 2萬(wàn)多枚 ，被稱(chēng)為 “ 熱帶樹(shù) ” 的戰(zhàn)場(chǎng)傳感器系統(tǒng) ， 為轟炸機(jī)提供準(zhǔn)確的信息 。 傳感器落地后插入泥土中 ， 僅露出偽裝成樹(shù)枝的無(wú)線電天線 ， 因而被稱(chēng)為 “ 熱帶樹(shù) ” 。 “ 熱帶樹(shù) ” 的成功應(yīng)用 ， 促使許多國(guó)家紛紛研制各種地面?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng) 。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念 ， 起源于美國(guó)提出的 “ 智能塵埃 ” 的設(shè)計(jì)思想 。 在戰(zhàn)場(chǎng)上拋撒成千上萬(wàn) 、 或許上百萬(wàn)個(gè)“ 智能塵埃 ” ， 用于監(jiān)控?cái)橙说幕顒?dòng) 。 “ 智能塵埃 ” 的特征： 成本低 、 體積小 、功耗低 、 分布式 、 自組織 、 無(wú)線通信 。 11” 事件 海灣戰(zhàn)爭(zhēng) ， 尤其是9 人們很快發(fā)現(xiàn)： 除了軍事領(lǐng)域，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的自組織、微型化和對(duì)外部世界的感知能力，以及部署簡(jiǎn)單、布臵密集、低成本和無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在其它行業(yè)具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。 其核心技術(shù)是農(nóng)田地理信息系統(tǒng) 、 全球定位系統(tǒng) 、 遙感技術(shù)和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制技術(shù) 。 東海大橋 上海浦東機(jī)場(chǎng)的周界防入侵系統(tǒng) 在機(jī)場(chǎng)四周設(shè)立無(wú)線傳感器警戒網(wǎng)，形成低空、地面、地下三維立體報(bào)警體系。 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)周邊實(shí)況。 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)浮標(biāo) 我國(guó)科學(xué)家在海拔 4093米的南極冰穹A地區(qū) ， 布設(shè)監(jiān)測(cè)冰雪變化的 “ 智能塵埃 ” 網(wǎng)絡(luò) ， 將南極冰雪表面數(shù)據(jù)與空中的遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合 ， 對(duì)南極冰穹開(kāi)展天地一體的監(jiān)測(cè)研究 。 將監(jiān)護(hù)器安臵在患者身上或植入體內(nèi) ， 24小時(shí)監(jiān)測(cè)心律不齊癥狀。 這種便捷診斷可以大范圍實(shí)施，并可降低急救成本。 在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究及其應(yīng)用方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跬絾?dòng)，它已經(jīng)成為我國(guó)信息領(lǐng)域，位居世界前列的少數(shù)項(xiàng)目之一。 大型機(jī) PC機(jī) 互聯(lián)網(wǎng) 東方明珠 金茂大廈 環(huán)球金融中心 上海中心 1998年 420米 2022年 580米 1994年 350米 492米 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 2022年 制高點(diǎn) 信息產(chǎn)業(yè)中 ， 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已成為繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后 ，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新的制高點(diǎn) 。 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) —— 將信息世界與物理世界融合在一起，改變?nèi)祟?lèi)與自然界之間的交互方式。 未來(lái) —— 人們將通過(guò)遍布四周的傳感器網(wǎng)絡(luò)，直接感知客觀世界。 “ 物聯(lián)網(wǎng)”概念很多年前已提出。 《 2022年政府工作報(bào)告 》溫家寶總理明確提出 : 加快物聯(lián)網(wǎng)的研發(fā)應(yīng)用。 物聯(lián)網(wǎng)中的“ 電子標(biāo)簽 ” 什 么 是 物 聯(lián) 網(wǎng) ？ 物聯(lián)網(wǎng) 電子標(biāo)簽 ＋無(wú)線通信＋互聯(lián)網(wǎng) 傳感器＋無(wú)線通信＋互聯(lián)網(wǎng) 電子標(biāo)簽 ＋傳感器＋無(wú)線通信＋互聯(lián)網(wǎng) 傳感網(wǎng) 電子標(biāo)簽 ＋紅外感應(yīng)器＋激光掃描器＋ GPS ＋互聯(lián)網(wǎng) …… 現(xiàn)在：超市排隊(duì)付款 用掃描儀照射每一件商品的條形碼，以識(shí)別每一類(lèi)商品的價(jià)格。 商品上的 電子標(biāo)簽 已將商品信息自動(dòng)登陸到商場(chǎng)的計(jì)價(jià)系統(tǒng)，貨款也自動(dòng)從你的信用卡里扣除。 作用：是對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別和跟蹤。 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)廣泛應(yīng)用于物流供應(yīng)鏈、小額支付、人員識(shí)別、物品防盜與防偽、動(dòng)物識(shí)別、運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)、疾病追溯以及車(chē)輛識(shí)別與管理等領(lǐng)域。 例如：同一種牛奶盒上的條形碼到處都一樣，無(wú)法獲取某一盒牛奶的信息。 接觸式磁條卡 銀行卡、證券、保險(xiǎn)、 超市、電話卡、收費(fèi)卡、預(yù)約卡、門(mén)票、儲(chǔ)蓄卡、信用卡等。 非接觸式 IC卡 把 IC卡靠近閱讀器，不必接觸，信息就可以進(jìn)行交換。 11110101 01011001 10110010 詢問(wèn) 應(yīng)答 電磁波 每張 IC卡都有自己唯一的識(shí)別碼 。 當(dāng)天線感應(yīng)到電磁波后獲得能量 ， 電路開(kāi)始工作 。 閱讀器完成對(duì)應(yīng)操作，并發(fā)“嘟”聲結(jié)束。 閱讀器發(fā)射電磁波 ～ 濾波 解調(diào) 微機(jī)芯片 放大 頻率為 的電磁波 感應(yīng)天線 L 閱讀器是一臺(tái)發(fā)射器，向外發(fā)射電磁波，“