物聯(lián)網(wǎng)用傳感器

前言

　　計算機(jī)、通信、傳感器分別構(gòu)成電子信息系統(tǒng)的“大腦”、“神經(jīng)”和“感官”，被譽(yù)為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱。物聯(lián)網(wǎng)被稱為是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮，而傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，將成為這一新興產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵所在。　　近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們已越來越熟悉傳感器這個詞，但是物聯(lián)網(wǎng)用傳感器到底和原有傳感器有何不同？相關(guān)的傳感器的種類及其技術(shù)基礎(chǔ)，傳感器的種類有哪些？不同行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的典型產(chǎn)品怎樣？為說明這些問題成為本書編寫的目的。　　由于傳感器涉及技術(shù)領(lǐng)域?qū)挿?，學(xué)科交叉復(fù)雜，已經(jīng)出版的著作中關(guān)于傳感器原理、技術(shù)、設(shè)計、產(chǎn)品大全等已較多，本書不再對傳感器原理、技術(shù)和設(shè)計等做詳細(xì)介紹，而是以物聯(lián)網(wǎng)為背景，較全面地介紹物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的類型、相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，以感測對象為主線對各種傳感器的相關(guān)知識做梗概介紹?！　”緯婕拔锫?lián)網(wǎng)用傳感器的相關(guān)知識面寬、傳感器種類全，但不介紹計算機(jī)、通信、信號處理等專業(yè)或基礎(chǔ)學(xué)科的系統(tǒng)知識，這對進(jìn)一步深入研究物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的技術(shù)或相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用，以及從事相關(guān)的行業(yè)管理和市場營銷等工作，具有較強(qiáng)的專業(yè)參考性和一定的指導(dǎo)意義?！　∪珪?章，其中第1章、第2章2.1節(jié)由吳亞林編寫，第2章2.2節(jié)和第6章6.2節(jié)由王勁松編寫，第2章2.3節(jié)由劉伯青編寫，第3章3.1節(jié)和3.2節(jié)由鄒文江編寫，第3章3.3節(jié)～3.7節(jié)和第7章7.1節(jié)由張鵬、史鑫等編寫，第4章由周明君編寫，第5章由王明偉和王永剛編寫，第6章6.1節(jié)由李鳳玲編寫，第7章7.2節(jié)由姜晶編寫，第7章7.3節(jié)由牛薇和咸婉婷編寫?！　”緯煞睹娯?fù)責(zé)主審，亢春梅在排版和資料收集上給予了一定支持，電子工業(yè)出版社給予了大力支持，對他們的幫助和支持在此一并致謝。本書在編寫過程中參考了相關(guān)的著作和文獻(xiàn)，在此特向有關(guān)作者和出版單位表示衷心感謝。　　由于書中內(nèi)容涉及微電子、機(jī)械、計算機(jī)、通信、物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等多學(xué)科知識，加之編者水平有限，難免有不妥和錯誤之處，敬請廣大讀者批評指正?！　【幷摺　?012年5月

內(nèi)容概要

　　《物聯(lián)網(wǎng)用傳感器》是以物聯(lián)網(wǎng)用傳感器為主題的專業(yè)性科普讀物，全書共7章。其中第1章介紹物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的背景和特征，第2章介紹物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的有關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)，第3～5章介紹各種物理量、化學(xué)量和生物量傳感器，第6章介紹身份識別傳感器和雷達(dá)，第7章介紹幾個典型行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的傳感器實(shí)例。

作者簡介

吳亞林，任中國電子科技集團(tuán)公司第四十九研究所副所長，研究員級高級工程師，信息產(chǎn)業(yè)傳感器產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心主任，《傳感器與微系統(tǒng)》執(zhí)行主編，中國電子學(xué)會敏感技術(shù)分會副主任委員，哈爾濱慣性學(xué)會理事，哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院碩士研究生導(dǎo)師。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 物聯(lián)網(wǎng)與傳感器
1.1.1 射頻識別系統(tǒng)與傳感器標(biāo)簽
1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與傳感器節(jié)點(diǎn)
1.2 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器
1.2.1 基于RFID技術(shù)的傳感器標(biāo)簽
1.2.2 無線網(wǎng)絡(luò)化傳感器節(jié)點(diǎn)
1.2.3 RFID標(biāo)簽與無線傳感器節(jié)點(diǎn)的整合
1.3 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的發(fā)展趨勢
1.3.1 技術(shù)發(fā)展趨勢
1.3.2 應(yīng)用發(fā)展趨勢
參考文獻(xiàn)
第2章 物聯(lián)網(wǎng)用傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)
2.1 傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)
2.1.1 傳感器的概念和分類
2.1.2 傳感器的特性和校準(zhǔn)
2.1.3 傳感器的敏感原理
2.1.4 功能敏感材料
2.1.5 微納傳感器制造技術(shù)
2.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)基礎(chǔ)
2.2.1 有線智能傳感器的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)
2.2.2 無線智能網(wǎng)絡(luò)傳感器標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議
2.3 智能傳感器技術(shù)基礎(chǔ)
2.3.1 智能傳感器的主要功能與特點(diǎn)
2.3.2 智能傳感器的構(gòu)成
2.3.3 智能傳感器技術(shù)
2.3.4 智能傳感器的技術(shù)發(fā)展趨勢
參考文獻(xiàn)
第3章 物理量傳感器
3.1 力學(xué)量傳感器
3.1.1 MEMS壓力傳感器
3.1.2 加速度傳感器
3.1.3 流量傳感器
3.1.4 速度傳感器
3.1.5 傾斜儀和水平傳感器
3.1.6 密度和濃度傳感器
3.2 熱學(xué)量傳感器
3.2.1 熱電偶式溫度傳感器
3.2.2 熱電阻式溫度傳感器
3.2.3 紅外測溫傳感器
3.2.4 數(shù)字式熱流傳感器
3.2.5 智能溫度傳感器
3.3 光學(xué)量傳感器
3.3.1 光敏電阻器
3.3.2 照度傳感器
3.3.3 色度傳感器
3.3.4 亮度傳感器
3.3.5 紅外傳感器
3.3.6 紫外傳感器
3.4 磁學(xué)量傳感器
3.4.1 磁場強(qiáng)度傳感器
3.4.2 磁通傳感器
3.5 電學(xué)量傳感器
3.5.1 電流傳感器
3.5.2 光纖電壓傳感器
3.5.3 光纖電場強(qiáng)度傳感器
3.6 聲學(xué)量傳感器
3.6.1 空氣聲傳感器
3.6.2 水聲傳感器
3.7 射線傳感器
3.7.1 非電離型射線傳感器
3.7.2 電離型射線傳感器（粒子探測器）
參考文獻(xiàn)
第4章 化學(xué)量傳感器
4.1 化學(xué)量傳感器概述
4.1.1 化學(xué)量傳感器的發(fā)展歷程
4.1.2 化學(xué)量傳感器的類別
4.1.3 化學(xué)量傳感器的主要衡量指標(biāo)
4.2 氣體傳感器
4.2.1 氣體傳感器概況
4.2.2 半導(dǎo)體式氣體傳感器
4.2.3 電化學(xué)式氣體傳感器
4.2.4 熱化學(xué)氣體傳感器
4.2.5 其他氣體傳感器
4.3 離子傳感器
4.3.1 離子選擇電極離子傳感器
4.3.2 場效應(yīng)管離子傳感器
4.4 濕度傳感器
4.4.1 電導(dǎo)式濕度傳感器
4.4.2 露點(diǎn)式濕度傳感器
參考文獻(xiàn)
第5章 生物量傳感器
5.1 生理量傳感器
5.1.1 生理參數(shù)及其測量
5.1.2 生理壓力測量
5.1.3 腦電測量
5.1.4 肌電測量
5.1.5 生理流體量測量
5.1.6 人體溫度測量
5.2 生化量傳感器
5.2.1 生化量傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
5.2.2 生物傳感器的分類
5.2.3 幾種生化量傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀
5.2.4 幾種典型生物敏感元器件
參考文獻(xiàn)
第6章 身份識別傳感器和雷達(dá)
6.1 身份識別傳感器
6.1.1 個人身份識別
6.1.2 車輛牌照識別
6.2 雷達(dá)
6.2.1 測速雷達(dá)
6.2.2 目標(biāo)探測雷達(dá)
6.2.3 氣象雷達(dá)
6.2.4 生命探測雷達(dá)
參考文獻(xiàn)
第7章 在典型行業(yè)應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)傳感器
7.1 周界防護(hù)
7.1.1 地面?zhèn)鞲衅?br />7.1.2 水下傳感器
7.2 智能家居
7.2.1 家用計量傳感器
7.2.2 家用環(huán)境安全傳感器
7.3 環(huán)境監(jiān)測
7.3.1 物理環(huán)境監(jiān)測傳感器
7.3.2 化學(xué)環(huán)境監(jiān)測傳感器
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.1.2化學(xué)量傳感器的類別 最近幾十年，隨著光纖通信技術(shù)和物理傳感器（如石英晶體微天平、壓電表面聲波器件等）的發(fā)展，化學(xué)家們才將化學(xué)傳感器的信號轉(zhuǎn)換由單純的電信號拓展到光信號、熱信號、質(zhì)量信號等多個領(lǐng)域。根據(jù)信號轉(zhuǎn)換技術(shù)的不同，可將化學(xué)傳感器分為電化學(xué)傳感器、光化學(xué)傳感器、質(zhì)量化學(xué)傳感器和熱化學(xué)傳感器。 1.電化學(xué)傳感器 電化學(xué)傳感器就是將分析對象的化學(xué)信息轉(zhuǎn)換成電信號的傳感裝置。從1906年第一支化學(xué)傳感器產(chǎn)生以來，大半個世紀(jì)中化學(xué)傳感器的信號轉(zhuǎn)換均集中在將化學(xué)信息直接以電信號（如電流、電位、電阻等）表達(dá)的方式上。目前我們所使用的電化學(xué)傳感器有氧氣傳感器、大氣污染物傳感器、離子選擇電極、離子敏感場效應(yīng)管、固體電解質(zhì)傳感器等。 2.光化學(xué)傳感器 光化學(xué)傳感器是一類以物質(zhì)的光吸收特性、散射特性、熒光特性、顯色特性、熱釋電和折射特性等原理為基礎(chǔ)的傳感器，該類型傳感器包含光源、光接收器以及物質(zhì)特性反應(yīng)池等部分構(gòu)成，如光學(xué)離子傳感器、紅外光學(xué)氣體傳感器、激光氣體傳感器、核輻射傳感器、低能離子流傳感器和光纖傳感器等。光纖傳感器使用該原理時，應(yīng)用了其光傳輸特性使傳感器結(jié)構(gòu)更加靈活、牢固和提高抗干擾能力。光導(dǎo)纖維是利用石英、玻璃、塑料等光折射率高的介質(zhì)材料制成的極細(xì)纖維。光纖傳感器的特點(diǎn)：全反射現(xiàn)象傳輸信號；范圍是紅外至紫外光區(qū)；利用被測量對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行某種形式的調(diào)制，使傳輸光的強(qiáng)度、相位、頻率或偏振狀態(tài)等特性發(fā)生相應(yīng)變化，再對被調(diào)制過的光信號進(jìn)行檢測，從而測定被測量的一種新型傳感器。 3.質(zhì)量化學(xué)傳感器 質(zhì)量化學(xué)傳感器是指傳感器的敏感材料通過對被測物質(zhì)的吸附，導(dǎo)致敏感材料的電特性、質(zhì)量特性、幾何特性等方面的變化產(chǎn)生信號輸出的一類傳感器。這類傳感器應(yīng)用最廣泛的是金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器，1959年，催化劑化學(xué)——氧化物的半導(dǎo)體性質(zhì)理論產(chǎn)生：檢測煤氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)中催化劑的電導(dǎo)率，作為一種表面檢測技術(shù)，需制備氧化鐵薄膜，進(jìn)而聯(lián)想到反應(yīng)氣體對薄膜電導(dǎo)率的變化來監(jiān)測氣體。1962年，Analytical Chemistry上發(fā)表相關(guān)分析論文。1967年，GE和NASA集團(tuán)發(fā)表了宇宙飛船用氫氣傳感器的研究結(jié)果。

編輯推薦

《物聯(lián)網(wǎng)用傳感器》內(nèi)容較寬泛，可作為從事物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的管理人員、工程技術(shù)人員、行業(yè)研究與市場開發(fā)人員的專業(yè)參考書，也可供在校學(xué)生和對物聯(lián)網(wǎng)或傳感器感興趣的人員作為傳感器專業(yè)知識的參考書。

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