傳感器與無線傳感網(wǎng)絡(luò)

專業(yè)技能訓(xùn)練子庫任務(wù)9.1任務(wù)9.2傳感實(shí)訓(xùn)認(rèn)知訓(xùn)練目錄模塊九:傳感技術(shù)技能訓(xùn)練倉庫傳感器應(yīng)用任務(wù)9.3運(yùn)輸傳感器應(yīng)用任務(wù)9.4無線傳感網(wǎng)技術(shù)訓(xùn)練任務(wù)9.1傳感技術(shù)認(rèn)知訓(xùn)練傳感技術(shù)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)傳感器技術(shù)的基本知識(shí)(概念與特點(diǎn))熟悉應(yīng)用標(biāo)識(shí)符的特點(diǎn)工作原理傳感器技術(shù)的應(yīng)用無線傳感網(wǎng)的基本知識(shí)無線傳感網(wǎng)的構(gòu)成無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)VS無線傳感網(wǎng)能夠熟練應(yīng)用傳感器能夠靈活應(yīng)用傳感器技術(shù)一、傳感器技術(shù)的基本知識(shí)(概念與特點(diǎn))傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。二、工作原理傳感器的功能是一感二傳，即感受被測(cè)非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力、溫度等），轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量、傳輸、處理的電學(xué)量（如電壓、電流、電容等），傳送出去。一般由包括敏感元件，轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路三部分組成。敏感元件：直接感受被測(cè)量的物理量，并輸出與該物理量成確定關(guān)系的物理量的元件轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入的物理量轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)轉(zhuǎn)換電路：電路參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成電量輸出。三、傳感器技術(shù)的應(yīng)用當(dāng)今世界正面臨一場新的技術(shù)革命，這場革命的主要基礎(chǔ)是信息技術(shù)，而傳感器技術(shù)被認(rèn)為是信息技術(shù)三大支柱之一.一些發(fā)達(dá)國家都把傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)同等位置.隨著現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展，傳感技術(shù)作為一種與現(xiàn)代科學(xué)密切相關(guān)的新興學(xué)科也得到迅速的發(fā)展，并且在工業(yè)自動(dòng)化測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)、航天技術(shù)軍事工程、醫(yī)療診斷等學(xué)科被越來越廣泛地利用，同時(shí)對(duì)各學(xué)科發(fā)展還有促進(jìn)作用。目前在全世界有6000多家公司生產(chǎn)傳感器，品種多達(dá)上萬種.美國把80年代看作是傳感器時(shí)代，日本把傳感器列為80年代到2000年重大科技開發(fā)項(xiàng)目.我國把傳感器列為“十五”計(jì)劃重點(diǎn)科技研究發(fā)展項(xiàng)目之一四、無線傳感網(wǎng)的基本知識(shí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks,WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時(shí)更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或無線方式的連接。五、無線傳感網(wǎng)的構(gòu)成a：大量微型傳感器，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。b：20世紀(jì)90年代末，隨著現(xiàn)代傳感器、無線通信、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)、嵌入式計(jì)算、微機(jī)電、集成電路、分布式信息處理與人工智能等新興技術(shù)的發(fā)展與融合，以及新材料、新工藝的出現(xiàn)，傳感器技術(shù)向微型化、無線化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向迅速發(fā)展。由此研制出了各種具有感知、通信與計(jì)算功能的智能微型傳感器，智慧塵埃。由大量的部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的智慧塵埃節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過無線通信方式智能組網(wǎng)，形成一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。具有信號(hào)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、信息傳輸、協(xié)同處理、信息服務(wù)等功能，能感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)所覆蓋區(qū)域中感知對(duì)象的各種信息，并將處理后的信息傳遞給用戶。六、無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用WSN可以使用戶中任何地點(diǎn)和任何環(huán)境條件下，獲取大量詳實(shí)可靠的物理世界的信息，這種具有智能獲取、傳輸和處理信息功能的網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器和無線傳感器網(wǎng)，正在逐步形成IT領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè)。它可以廣泛應(yīng)用于軍事、科研、環(huán)境、交通、醫(yī)療、制造、反恐、抗災(zāi)、家居等領(lǐng)域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個(gè)學(xué)科交叉綜合的、知識(shí)高度集成的前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域，正受到各方面的高度關(guān)注。美國國防部在2000年時(shí)就把傳感網(wǎng)定為五大國防建設(shè)領(lǐng)域之一；美國研究機(jī)構(gòu)和媒體認(rèn)為它是2l世紀(jì)世界最具有影響力的、高技術(shù)領(lǐng)域的四大支柱型產(chǎn)業(yè)之一，是改變世界的十大新興技術(shù)之--1引。日本在2004年就把傳感器網(wǎng)絡(luò)定為四項(xiàng)重點(diǎn)戰(zhàn)略之一。我國《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006．2020年)》中把智能感知技術(shù)、自組織網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、寬帶無線移動(dòng)通信等技術(shù)列為重點(diǎn)發(fā)展的前沿技術(shù)。七、物聯(lián)網(wǎng)VS無線傳感網(wǎng)意義：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)僅是物聯(lián)網(wǎng)的一部分，WSN技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)目標(biāo)：物聯(lián)網(wǎng)