物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)-感知技術(shù)-在線瀏覽
2025-03-10 19:05本頁(yè)面
【正文】 ? 諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來(lái)改變諧振頻率的原理制成，主要用來(lái)測(cè)量壓力。 傳感器技術(shù) ? 另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過(guò)程，傳感器可劃分為 直接轉(zhuǎn)換型傳感器 和 間接轉(zhuǎn)換型傳感器 兩大類。 傳感器技術(shù) 2. 常見傳感器 ? 作為物聯(lián)網(wǎng)中的信息采集設(shè)備，傳感器利用各種機(jī)制把被觀測(cè)量轉(zhuǎn)換為一定形式的電信號(hào)，然后由相應(yīng)的信號(hào)處理裝置來(lái)處理，并產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作。 傳感器技術(shù) （ 1） 溫度傳感器 ? 常見的溫度傳感器包括熱敏電阻，半導(dǎo)體溫度傳感器，以及溫差電偶。 ? 半導(dǎo)體溫度傳感器利用半導(dǎo)體器件的溫度敏感性來(lái)測(cè)量溫度，具有成本低廉，線性度好等優(yōu)點(diǎn)。 傳感器技術(shù) 溫度傳感器 傳感器技術(shù) （ 2） 壓力傳感器 ? 常見的壓力傳感器在受到外部壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形或位移，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電特性的改變，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。 ? 電阻式濕度傳感器也成為濕敏電阻，利用氯化鋰，碳，陶瓷等材料的電阻率的濕度敏感性來(lái)探測(cè)濕度。 傳感器技術(shù) 濕度傳感器 傳感器技術(shù) （ 4） 光傳感器 ? 光傳感器可以分為光敏電阻以及光電傳感器兩個(gè)大類。 ? 光電傳感器主要包括光敏二極管和光敏三極管，這兩種器件都是利用半導(dǎo)體器件對(duì)光照的敏感性。 ? 霍爾效應(yīng)是指：把一個(gè)金屬或者半導(dǎo)體材料薄片置于磁場(chǎng)中，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，由于形成電流的電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而收到磁場(chǎng)的作用力，會(huì)使得材料中產(chǎn)生與電流方向垂直的電壓差。 傳感器技術(shù) 霍爾傳感器 傳感器技術(shù) ? 霍爾傳感器結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)，能夠間接測(cè)量電流，振動(dòng)，位移，速度，加速度，轉(zhuǎn)速等等，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 ? 目前已經(jīng)出現(xiàn)的微機(jī)電器件包括壓力傳感器、加速度計(jì)、微陀螺儀、墨水噴嘴和硬盤驅(qū)動(dòng)頭等。 傳感器技術(shù) （ 1） 微機(jī)電壓力傳感器 ? 某輪胎壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外觀如下圖所示。 傳感器技術(shù) （ 2）微機(jī)電加速度傳感器 ? 微機(jī)電加速度傳感器主要通過(guò)半導(dǎo)體工藝在硅片中加工出可以在加速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生形變的結(jié)構(gòu)，并且能夠引起電特性的改變，如變化的電阻和電容。 傳感器技術(shù) 4. 智能傳感器 ? 智能傳感器（ smart sensor）是一種具有一定信息處理能力的傳感器，目前多采用把傳統(tǒng)的傳感器與微處理器結(jié)合的方式來(lái)制造。 傳感器技術(shù) 傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng) 智能傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng) 傳感器技術(shù) （ 1） 智能壓力傳感器 ? 下圖顯示的是 Honeywell公司開發(fā)的 PPT系列智能壓力傳感器的外形以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 溫濕度智能傳感器外形 溫濕度智能傳感器的引腳 溫濕度智能傳感器的 內(nèi)部框圖 傳感器技術(shù) （ 3）智能液體渾濁度傳感器 ? 下面顯示的是 Honeywell公司推出的 AMPS10G型智能液體渾濁度傳感器的外形，測(cè)量原理，以及內(nèi)部框圖。 ? 射頻識(shí)別技術(shù)的基本原理是電磁理論。 RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。 RFID分類與基本組成 ? RFID按照能源的供給方式分為無(wú)源 RFID，有源RFID，以及半有源 RFID。 RFID分類與基本組成 2. RFID系統(tǒng)的基本組成部分 ? RFID電子標(biāo)簽網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器和數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)三部分組成。 （ 3）閱讀器（ Reader）：讀取 /寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式； 閱讀器 RFID分類與基本組成 ? 最常見的是被動(dòng)射頻系統(tǒng)，當(dāng)閱讀器遇見 RFID標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出電磁波，周圍形成電磁場(chǎng)，標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路，芯片轉(zhuǎn)換電磁波，然后發(fā)送給閱讀器，閱讀器把它轉(zhuǎn)換成為相關(guān)數(shù)據(jù)。在主動(dòng)射頻系統(tǒng)中，標(biāo)簽中裝有電池在有效范圍內(nèi)活動(dòng)。 ? RFID標(biāo)簽具有持久性，信息接收傳播穿透性強(qiáng)，存儲(chǔ)信息容量大、種類多等特點(diǎn)。 RFID射頻電子標(biāo)簽 1. 電子標(biāo)簽基本構(gòu)造 ? 電子標(biāo)簽由天線、集成電路、連接集成電路與天線的部分、天線所在的底層四部分構(gòu)成。 ? 電子標(biāo)簽可以分為有源電子標(biāo)簽（ Active tag）和無(wú)源電子標(biāo)簽（ Passive tag）。 ? 目前市場(chǎng)上 80%為無(wú)源電子標(biāo)簽，不到 20%為有源電子標(biāo)簽。客戶可根據(jù)需要選擇或定制相應(yīng)的電子標(biāo)簽。 ? 主動(dòng)標(biāo)簽自身帶有電池供電，讀 /寫距離較遠(yuǎn)（約在 100 ~1500m），體積較大，與被動(dòng)標(biāo)簽相比成本更高，也稱為有源標(biāo)簽，一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離，能量耗盡后需更換電池。 ? 無(wú)源電子標(biāo)簽一般均采用反射調(diào)制方式完成電子標(biāo)簽信息向閱讀器的傳送。 ? 相比有源系統(tǒng)，無(wú)源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運(yùn)動(dòng)速度方面略有限制。 ? 標(biāo)簽未進(jìn) 入 工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無(wú)源標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)部電池能量消耗很少，因而電池可維持幾年，甚至長(zhǎng)達(dá) 10年有效； RFID射頻電子標(biāo)簽 ? 當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入閱讀器的讀出區(qū)域時(shí)，受到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)激勵(lì)，進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，標(biāo)簽與閱讀器之間信息交換的能量支持以閱讀器供應(yīng)的射頻能量為主（反射調(diào)制方式）， ? 標(biāo)簽內(nèi)部電池的作用主要在于彌補(bǔ)標(biāo)簽所處位置的射頻場(chǎng)強(qiáng)不足，標(biāo)簽內(nèi)部電池的能量并不轉(zhuǎn)換為射頻能量。 ? ① 縮小芯片 ? ② 開發(fā)新型天線 ? ③ 尋找硅的替代品 RFID閱讀器 ? 射頻識(shí)別系統(tǒng)中，閱讀器又稱為讀出裝置，掃描器、通信器、閱讀器（取決于電子標(biāo)簽是否可以無(wú)線改寫數(shù)據(jù)）。 ? 典型的閱讀器包含有高頻模塊（發(fā)送器和接收器）、控制單元以及閱讀器天線。 ? 只要貼近，盤繞閱讀器的天線與盤繞標(biāo)簽的天線之間就形成了一個(gè)磁場(chǎng)。這些返回的電磁波被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信息，即標(biāo)簽的EPC 編碼。 ? 發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種。變壓器模型，通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律。 RFID閱讀器 ? 電感耦合方式一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識(shí)
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