传感器技术指标

传感器具有精度高、稳定好、低功耗等优良性能。

数据采集终端使用zigbee无线传感技术；采用模块化设计，可以定时休眠和唤醒，可同时滚存数百组数据。

信息数据传输采用2.4G频IEEE802.15.4传输协议完成区域自动智能组网传输，采用GPRS完成超远距传输和互联网对接传输。

管理接收主控具有USB口或串口接收环境信息数据，可以增加传感器和扩展储存。

智能控制器采用模块化设计，具有与主控数据和人机交互功能，采用嵌入式软件完成对设备的智能化管理。

主要技术指标：

传感器具有防水、抗凝、精确度高、稳定性好、寿命长、适合野外使用等优良性能。

数据采集终端使用嵌入式操作系统及无线通信收发模块集成，采用模块化设计易扩展，适应多种类型传感器，可以定时休眠和唤醒，可同时滚存数百组数据。信息数据传输采用2.4G频IEEE802.15.4传输协议完成区域自动智能组网传输，采用GPRS完成超远距传输和互联网对接传输。

能源配置有电池、太阳能和电网等多种能源支持方式。

管理接收主控具有USB口或串口接收环境信息数据，可以扩展终端机和传感器，可以增加和修改传感器公式，可以支持多品种传感器，具有网络接口可以进行互联网应用，可以数据导出，有显示接口可以接液晶显示屏，有硬盘扩展接口可以增加存储容量，有大型数据库系统可以存储和管理大流量数据。

智能控制器采用模块化设计，具有与主控数据交互功能，能完成多通道、多类型设备的管理和控制，具有人机交互功能，能完成人工控制管理，具有安全工作保障功能，使用嵌入式软件完成可选、可修订的多阶段控制系统。

传感器性能指标

灵敏度：指沿着传感器测量轴方向对单位振动量输入x 可获得的电压信号输出值u，即s=u/x。与灵敏

度相关的一个指标是分辨率，这是指输出电压变化量△u 可加辨认的最小机械振动输入变化量△x 的大小。

为了测量出微小的振动变化，传感器应有较高的灵敏度。

使用频率范围：指灵敏度随频率而变化的量值不超出给定误差的频率区间。其两端分别为频率下限和

上限。为了测量静态机械量，传感器应具有零频率响应特性。传感器的使用频率范围，除和传感器本身的

频率响应特性有关外，还和传感器安装条件有关（主要影响频率上限）。

动态范围：动态范围即可测量的量程，是指灵敏度随幅值的变化量不超出给定误差限的输入机械量的

幅值范围。在此范围内，输出电压和机械输入量成正比，所以也称为线性范围。动态范围一般不用绝对量

数值表示，而用分贝做单位，这是因为被测振值变化幅度过大的缘故，以分贝级表示使用更方便一些。

相移：指输入简谐振动时，输出同频电压信号相对输入量的相位滞后量。相移的存在有可能使输出的

合成波形产生崎变，为避免输出失真，要求相移值为零或Π，或者随频率成正比变化。

无线传感器网络技术试题

1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9. IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet 网络，WLan 网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 802.15协议 17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA

微压差传感器SDP1000

SDP1000 / SDP2000 微差压传感器（用于空气和非腐蚀性气体） Data Sheet – v2.9 ?应用于暖通空调HVAC 和医疗器械OEM ?CMOSens?技术支持，性能卓越 ?无漂移，无滞后 ?精度高，重复性好（可以保证到10Pa 以下） ?经过完全校准和温度补偿 ?线性或开方两种特性输出 ?对安装方向不敏感 ?可直接安装在PCB 板 SDP1000/SDP2000产品简介 SDP1000和SDP2000气体差压传感器，量程分别为-5~125Pa （0.5inch H 2O ,-20～500 Pa （2 inch H 2O ），-100～3500 Pa （14 inch H 2O ）。 SDP1000和SDP2000外壳耐用，材质为防化学腐蚀的PPS ，宽量程比，零漂移，长期稳定性好，是HVAC 和医疗设备OEM 的首选。 SDP 系列差压传感器是5V 的电源供电，0.25～4V 输出。虽然是模拟输出，但是内部线性化和温度补偿的均为数字化实现，因此精度和分辨率高（可达0.05 Pa ），受温度影响小。SDP1000和SDP2000均有线性和开方两种特性输出，价格相同；SDP 具有完全的互换性，只需 简单的外围电路，即可实现高品质的变送器，例如做成0…10V 输出或其它接口，（见图8）。其领先的性能基于Sensirion 的CMOSens? 专利技术，将传感元件和信号放大及A/D 转换集成到同一块硅芯片上。热传感元件测量差压。与其它热差压传感器相比，所需空气量极少（见图6），因此即使在恶劣环境中，操作也同样安全可靠。同膜片传感器相比，SDP1000和SDP2000量程更宽，性能更稳定，在低差压段的重复性极好（见图1，2）。此外，SDP1000/SDP2000可耐瞬时的较大压力，对安装方向不敏感。 应用 - 变风量系统 (VAV) - 过滤器压降 - 风扇通风控制 - 管内空气流量测量 - 室内正压/负压可靠控制 - 燃烧器控制 - CPAP equipment - Sleep apnea 监控器 Block Diagram 实际尺寸

无线传感器网络的特点

无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传

感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，

从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。

无线传感器网络节点介绍

基于系统集成技术的节点类型和特点 在节点的功能设计和实现方面，目前常用的节点均为采用分立元器件的系统集成技术。已出现的多种节点的设计和平台套件，在体系结构上有相似性，主要区别在于采用了不同的微处理器，如AVR系列和MSP430系列等；或者采用了不同的射频芯片或通信协议，比如采用自定义协议、802.11协议、ZigBee[1]协议、蓝牙协议以及UWB通信方式等。典型的节点包括Berkeley Motes [2，3], Sensoria WINS[4], MIT μAMPs [5], Intel iMote [6], Intel XScale nodes [7], CSRIO研究室的CSRIO节点[8]、Tmote [9]、ShockFish公司的TinyNode[10]、耶鲁大学的XYZ节点[11] 、smart-its BTNodes[12]等。国内也出现诸多研究开发平台套件，包括中科院计算所的EASI系列[13-14]，中科院软件所、清华大学、中科大、哈工大、大连海事大学等单位也都已经开发出了节点平台支持网络研究和应用开发。 这些由不同公司以及研究机构研制的无线节点在硬件结构上基本相同，包括处理器单元、存储器单元、射频单元，扩展接口单元、传感器以及电源模块。其中，核心部分为处理器模块以及射频通信模块。处理器决定了节点的数据处理能力和运行速度等，射频通信模块决定了节点的工作频率和无线传输距离，它们的选型能在很大程度上影响节点的功能、整体能耗和工作寿命。 目前问世的传感节点（负责通过传感器采集数据的节点）大多使用如下几种处理器：ATMEL公司AVR系列的ATMega128L处理器，TI公司生产的MSP430系列处理器，而汇聚节点（负责会聚数据的节点）则采用了功能强大的ARM处理器、8051内核处理器、ML67Q500x系列或PXA270处理器。这些处理器的性能综合比较见表1。 表1、无线传感器网络节点中采用的处理器性能比较

微型、薄型动态压力传感器

微型、薄型动态压力传感器 一、CYG502型超微型压力传感器(绝压) 标称尺寸外径2mm的超微型压力传感器CYG502是专为流体力学实验中要求更小安装尺寸的用途而设计的。是目前我公司推出产品中尺寸最小的压力传感器。 CYG502的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造。三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度。离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移。采用硅硅直接键合技术、倒V型槽设计、从而实现了可利用芯片薄膜尺寸的最佳化，为超微型传感器的实现取得关键突破。 使用了硅–硅键合技术，改善了热匹配效果，减少了应力带来的零位不稳定性。 目前已面市品种有绝压型测量模式产品，表压型正在研制中。 二、CYG503型微型压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径3mm的微型压力传感器CYG503是专为空气动力学研究试验中，要求安装尺寸小，不扰动流场，动态响应优良动态压力分布测量而设计的。应用于如发动机进气道压力畸变、喘振等的空气动力学性能测定, 敏感元件的固有频率＞200kHz。 CYG503的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造。三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度、离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移、体微机械加工，精密各向异性腐蚀形成的硅薄膜力敏结构使其具有很高的压力灵敏度和小至1.5mm以下的径向尺度。先进的微型化的压力敏感芯片采用无应力封装技术，密封封装在特制的微型安装基座和不锈钢毛细管中。绝压型传感器参考压力腔是芯片背面密封的真空腔，表压型传感器的参考压力腔是通过一根更细的不锈钢毛细管从背面引出与大气沟通。也为了方便用户为取得稳定的压力参考而用细尼龙管将它引至气压稳定处。 三、CYG504型微型低压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径4mm的微型压力传感器CYG504是专为空气动力学研究试验中，要求测量量程低，安装尺寸小，不扰动流场，动态响应优良动态压力分布测量而设计的。应用于如风洞中正空度脉动测量、中低速风洞空气动力学性能测定等。 四、CYG505型微型压力传感器（绝压、表压） 标称尺寸外径Φ5mm的微型表压力传感器CYG505及其衍生的螺纹安装型品种CYG506是专为水流动力学研究。缩模实验要求的外形尺寸小，对流场扰动小，量程低、灵敏度高，动态频响好而专门设计的微型低量程脉动压力传感器。 CYG505的压力敏感元件采用当代最先进的MEMS（Miro Electronic Machinical Systems）技术设计与制造、三维集成、双面加工的硅压阻压力敏感元件具有优秀的线性精度、离子注入、精细光刻技术制作的惠斯顿应变电桥的高度一致性使其具有很小的温度漂移。用CAD 辅助的有限元分析基础上的最佳力学构件设计、版图布局设计、加上精密的各向异性腐蚀，

无线传感器网络节点硬件

1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计： 2-1电源模块设计： 电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压，电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计： 温度传感器设 计：本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器，这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。它是数字型温度传感器，直接从

寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片 LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3。

微压力传感器研究现状及发展趋势

大连理工大学研究生试卷 系别：机械工程学院 课程名称：微制造与微机械电子系统学号：21204035 姓名：李方元 考试时间：2013年1 月15 日类别标准分数实得分数平时 成绩 10 作业 成绩 90 总分100 授课教师刘冲 签字

微压力传感器研究现状及发展趋势 李方元 (大连理工大学大连） 摘要：MEMS器件中，微压力传感器是应用最为广泛的一种。本文主要介绍了微压力传感器的特点、应用，介绍了国内外的目前研究现状及发展趋势，以及我国与发达国家的差距。 关键词：MEMS 微压力传感器研究现状发展趋势 Micro pressure sensor research status and development trend Li Fang Yuan (Dalian university of technology Dalian) Abstract: the MEMS devices, micro pressure sensor is a kind of widely used. This article mainly introduced the micro pressure sensor characteristics, application, this paper introduces domestic and international current research situation and development trend in our country, and the gap with developed countries. Keywords: MEMS micro pressure sensor research situation development trend 0前言 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。本文主要介绍微压力传感器的一些知识。 MEMS传感器的发展以20世纪60年代霍尼韦尔研究中心和贝尔实验室研制出首个硅隔膜压力传感器和应变计为开端。压力传感器是应用最广泛的MEMS传感器．其性能由测量范围、测量精度、非线性和工作温度决定。从信号检测方式划分，MEMS压力传感器可分为压阻式、电容式和谐振式等；从敏感膜结构划分，可分为圆形、方形、矩形和E形等。它的工作原理是压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。 微机械制造技术包括了清洗、氧化、光刻、刻蚀、离子注入或扩散、溅射、键合、封装技术等]5[。制作不同的微结构就需要合理的使用这些技术，通常用硅、石英和陶瓷材料为衬底，与薄膜技术相结合，并规范使用各项工艺技术就可以制作出精密的微器件，来用于实际测试中。其中最为关键的是后期封装工艺，它也是工艺上的一个难点，对微器件的性能有很大影响。 1微传感器特点及应用

压差传感器的工作原理

基本原理 充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图4.1所示，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。这种测量方法是以流动连续性方程(质量守恒定律)和伯努利方程(能量守恒定律)为基础的。压差的大小不仅与流量还与其他许多因素有关，例如当节流装置形式或管道内流体的物理性质(密度、粘度)不同时，在同样大小的流量下产生的压差也是不同的。 图4.1 孔板附近的流速和压力分布 2.2 流量方程

式中qm--质量流量，kg/s; qv--体积流量，m3/s; C--流出系数； ε--可膨胀性系数； β--直径比，β=d/D; d--工作条件下节流件的孔径，m； D--工作条件下上游管道内径，m； △P--差压，Pa； ρl--上游流体密度，kg/m3。 由上式可见，流量为C、ε、d、ρ、△P、β(D)6个参数的函数，此6个参数可分为实测量[d，ρ，△P，β(D)]和统计量(C、ε)两类。 (1)实测量 1)d、D 式(4．1)中d与流量为平方关系，其精确度对流量总精度影响较大，误差值一般应控制在±0．05％左右，还应计及工作温度对材料热膨胀的影响。标准规定管道内径D必须实测，需在上游管段的几个截面上进行多次测量求其平均值，误差不应大于 ±0．3％。除对数值测量精度要求较高外，还应考虑内径偏差会对节流件上游通道造成不正常节流现象所带来的严重影响。因此，当不是成套供应节流装置时，在现场配管应充分注意这个问题。

2)ρ ρ在流量方程中与△P是处于同等位置，亦就是说，当追求差压变送器高精度等级时，绝不要忘记ρ的测量精度亦应与之相匹配。否则△P的提高将会被ρ的降低所抵消。 3)△P 差压△P的精确测量不应只限于选用一台高精度差压变送器。实际上差压变送器能否接受到真实的差压值还决定于一系列因素，其中正确的取压孔及引压管线的制造、安装及使用是保证获得真实差压值的关键，这些影响因素很多是难以定量或定性确定的，只有加强制造及安装的规范化工作才能达到目的。 (2)统计量 1)C 统计量C是无法实测的量(指按标准设计制造安装，不经校准使用)，在现场使用时最复杂的情况出现在实际的C值与标准确定的C值不相符合。它们的偏离是由设计、制造、安装及使用一系列因素造成的。应该明确，上述各环节全部严格遵循标准的规定，其实际值才会与标准确定的值相符合，现场是难以完全满足这种要求的。 应该指出，与标准条件的偏离，有的可定量估算(可进行修正)，有的只能定性估计(不确定度的幅值与方向)。但是在现实中，有时不仅是一个条件偏离，这就带来非常复杂的情况，因为一般资料中只介绍某一条件偏离引起的误差。如果许多条件同时偏离，则缺少相关的资料可查。 2)ε 可膨胀性系数ε是对流体通过节流件时密度发生变化而引起的流出系数变化的修正，它的误差由两部分组成：其一为常用流量下ε的误差，即标准确定值的误差；其二为由于流量变化ε值将随之

微压力传感器

微压传感器是工业实践中最为常用的一种压力传感器，它的工作原理是压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号。微传感器主要有以下几点特点： (l)尺寸和体积微小。敏感元件的尺寸是微米级、亚微米级乃至纳米量级。体积只有传统传感器的几十分之一甚至是几百分之一，重量从千克下降到几十克乃至几克，使得制作工艺简单。 (2)微传感器和传统传感器有相似的地方，但也有其特别之处，其理论基础、结构和工艺、设计方法等都有许多自身特有的现象和规律。 (3)微传感器是微机械和微电子集合一体的功能器件，响应快、功耗低。 (4)先进的微传感器是将多种功能例如数字接口、自校、自检、数字补偿和总线等功能的兼容。 微传感器总体尺寸小，表明了对被测参数的干扰减小，测量精度提高，适合于流动场中的分布参数的测量。并且由于尺寸小、质量轻，可以节省空间、原材料和能源。 微压力传感器的应用： (l)在医疗、生物领域的应用 用微纳米技术制成的传感器诊断、监测和治疗各种早期疾病，使得病人可以提前进行治疗。 (2)在微电子及信息技术领域的应用 (3)在国防科技上的应用 美国己经研制出了一种带有纳米传感器的纳米军装，空气中生化指标的变化可以由此纳米传感器感应到并产生保护功能。如果遇到有毒有害物质指标升高，为了起到预防保护作用，军装会马上关闭头盔和含有通气部分的透气孔，同时释放解毒剂。 (4)在汽车行业的应用 微传感器已经取代了多种传统传感器，如气囊加速度计、多路绝对压力传感器。并且它还应用在冷却系统压力、轮速测量和刹车压力测量等方面。 国内外科学界和产业界都将传感器视为信息技术领域的重要器件。传感器对生产生活中所包含的各种信息进行检测，再将这些信息进行的加工处理，才能做出正确的判断、控制及显示。现今对微传感器的开发远大于其它器件，在微机械技术中占有很大比重。 1962年，世界上第一个微压力传感器问世，从此研究微传感器技术的人越来越多，按照其原理可以分为压阻式、电容式、谐振式三种形式，我国对MEMS技术的研究领域主要有基础理论、测试、微加工工艺、封装等，我国还对微压力传感器、微流体传感器和微惯性传感器进行了重点研究，我国的微机械加工技术与世界先进水平相比较，还存在着较大的差距，可以说在此方面的研究还处于初级阶段。我国应该学习国外先进的、成熟的工艺和制造技术。我国研制的微传感器主要应用在以下几方面：在军事上，单元器件和微惯性测量组合单元的应用；神州系列飞船测控系统应用的大量微传感器；应用于民用产品的多种传感元件;以及开始应用于临床的血液生化检测系统、生物芯片、智能内窥镜和智能药丸等。国外已研制成的产品主要有:阀门、弹簧、齿轮、散热器、马达和各种类型的传感器等MEMs微机械结构器件，取得很大进展。其中已经市场化和有一定竞争力的产品是:微压力传感器、微加速度计和微阀门。 半导体技术的研究和开发是一个高利润的科学领域,。传感器技术作为半导体技术的一个重要分支, 自然也得到世人的关注。传感器为什么会得到高速发展，原因有以下几点：其一是现代科学技术迅猛发展的需要；其二, 是传感器市场在世界经济市场中占有重要地位。由于压力传感器具有广泛的应用前景, 因而压力传感器的竞争也十分激烈。世界传感器技术的

无线传感器网络技术试题及答案

无线传感器网络技术试题及答案 一、填空题 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5.基站节点不属于传感器节点的组成部分 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制

15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16.传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议 17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块C网络模块D 实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状B网络C直线D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D.

无线传感器网络复习总结

复习 题型：共计38～39题，计算题较少，原理题很多 （1）选择题15’ （2）填空题10’ （3）名词解释3’x5 （4）作图题10’x1 （5）问答题20’x1（根据原理应用自主进行选择作答） 第1章 1.P3 图1.1无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 无线传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户； 无线传感器网络的基本功能：协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。

3.P4 图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能：数据采集、处理和传输； 对应的现代信息科技的三大基础技术：传感器技术、计算机技术和通信技术；对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5P6 ★图1.3无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么？

无线传感器通常包括传感器节点（sensor node），汇聚节点（sink node）和管理节点（manager node）。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node：网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息，再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力，它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点，也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信，把收集到的数据信息转发到外部网络上，同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成？－－－作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象，计算机模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么？－－－作图、简单

无线传感器网络知识点归纳

一、无线传感器网络的概述 1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网 络的体系结构示意图，组成部分（P1-2） 定义：无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户 另一种定义：无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户 三要素：传感器，感知对象和观察者 任务：利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测 体系结构示意图： 组成部分：传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站 2、无线传感器网络的特点（P2-4） （1）大规模性且具有自适应性 （2）无中心和自组织 （3）网络动态性强 （4）以数据为中心的网络 （5）应用相关性 3、无线传感器网络节点的硬件组成结构（P4-6） 无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。

4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow公司的Mica系列节点（Mica2、 Telosb） 的硬件组成（P6） 5、无线传感器网络的协议栈体系结构（P7） 1.各层协议的功能 应用层：主要任务是获取数据并进行初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件 传输层：负责数据流的传输控制 网络层：主要负责路由生成与路由选择 数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和差错控制 物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能 2.管理平台的功能 （1）能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。 （2）移动管理平台检测并注册传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪邻居的位置。 （3）任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务。 6、无线传感器网络的应用领域（P8-9） （1）军事应用 （2）智能农业和环境监测 （3）医疗健康 （4）紧急和临时场合 （5）家庭应用 （6）空间探索

压力传感器工作原理..

电阻应变式压力传感器工作原理细解 2011-10-14 15:37元器件交易网 字号： 中心议题： 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统的软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案： 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出的模拟变量，然后用INA118放大器将此信号放大，用7715A/D 进行模数转换，将转换完成的数字量经单片机处理，最后由LCD 将其显示，采用LM334 做的精密5 V 恒流源为电桥电路供电，完成了微压力传感器接口电路设计，既能保证检测的实时性，也能提高测量精度。 微压力传感器信号是控制器的前端，它在测试或控制系统中处于首位，对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路，即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在：零点输出和零点温漂，灵敏度温漂，输出信号非线性，输出信号幅值低或不标准化等问题。本文的研究工作，主要集中在以下几个方面：

(1)介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统的组成和工作原理。 (2)系统的硬件设计，介绍主要硬件的选型及接口电路，包括A/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3)对系统采用的软件设计进行研究，并简要阐述主要流程图，包括主程序、A/D 转换程序、1602显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接，两输入端施加一定的电压值，两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系，就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂的电阻状态都将改变，电桥的电压输出会有变化。 式中：Uo 为输出电压，Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔRi <

无线传感器网络安全技术

无线传感网络设计报告 题目无线传感器网络安全设计 报告 人 指导 老师

二○一六年十二月 无线传感器网络安全技术 摘要：针对目前库在未来的几十年里，传感器网络作为首要的技术的出现给许多研究拘束人员带来了很多挑战。这些传感器网络由大量的同质节点，这些节点可以用来限制计算机的资源。现实生活中的很多应用在传感器网络的研究文献中被提出来。当传感器网络部署在一个意想不到的或敌对的环境中，安全问题成为一个重要的关注点，因为这些安全问题都来自不同类型的恶意攻击。在本文中，我们目前的关于无线传感器网络安全问题的调查、网络受到的攻击还有相应的对策以及对未来工作范围的都有了很好结论和概述。 关键字：无线传感器网络；安全；威胁；危险 1 引言 传感器网络监控物理或环境条件如温度、声音、压力、湿度等。传感器网络由大量的低功率、低成本的智能设备与极端的资源约束。每个设备是称为传感器节点,每个节点连接到一个有时几个传感器节点。它具有无线通信的能力和一些情报信号处理和数据网络。这些传感器节点通常是在各种随机方向地区收集数据、过程数据并将其传递给中央节点进行进一步处理。每个传感器节点由三个子系统组成:传感器子系统、处理子系统和通信子系统。传感器子系统用于传感环境。处理子系统用于执行当前计算数据感知和负责通信子系统与邻近的传感器节点的信息交换。 传感器网络在许多应用程序中使用。这些应用程序包括： 1)军事应用,如监测出对方是否是友好的和设备、军事影院或战场监测、核、生物和化学攻击检测。 2)环境应用程序等小气候、森林火灾探测、精

确农业和洪水检测。 3)应用程序,如跟踪和健康监控，医生对在医院的病人进行药物生理数据的管理、远程监控。 4)家庭应用,如食品自动化的环境,自动抄表等。 5)环境等商业应用控制在工业办公楼和车辆跟踪和检测、库存控制、交通流监测[1]。 2 传感器节点的体系结构 传感器节点是无线传感器的重要组成部分。通过网络可以收集传感器和执行一些计算的信息和其他结果网络中连接节点沟通。 图1:传感器节点的体系结构 传感器节点由以下部分组成: a:控制器 它是传感器节点的大脑。它的功能是控制其它部分的传感器节点。它能够处理数据执行任务。由于其低成本,灵活地连接到其他设备,方便编程和低功耗主要在传感器微控制器作为控制器比通用微控制器节点(数字信号桌面处理器,处理器)。 b .收发器 无线传输介质可以像无线电频率(RF),光学(激光)和红外通信以不同的方式。激光有优势它只需要更少的能量,但主要缺点是它大气状况更为敏感。红外是也是一个不错的选择,但它广播有限能力。所以大部分的基础是基于射频通信。收发器的主要功能能够作为发射机和接收机。 c .外部存储器 由于成本和存储容量,使用闪存。 d .电源 电源是最重要的一个单位例如单电池可能是有限的。有些支持清除设备(如太阳能电池)。 e .传感器 任何物理变化条件下,传感器硬件设备产生可测量的数据。他们通过这可测量的数据来进行ADC模拟信号的形式然后将ADC转换成数字形式。ADC传递单片机和数字形式的数据单片机处理数据和执行一些的任务。 3 无线传感器网络的安全要求 传感器网络是一种特殊类型的网络中分享一些常见典型的计算机的属性网络。在传感器网络的安全服务的目标是根据攻击者的信息和资源来保护网络。这些安全要求如下[2]: 1:数据机密性

《无线传感器网络》选修课试题

一、填空题（每题4分，共计60分） 1、传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者 2、传感器网络的基本功能：协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能：采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有： 5、无线通信物理层的主要技术包括：介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种： ：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段：周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ 14、传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等， 15、传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为 28 μs 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 μs 分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为128 μs

无线传感器网络试题库附答案

无线传感器网络试题库附答案 《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术

9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1)机密性问题。(2)点到点的消息认证问题。(3)完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78s b)分布协调功能帧间间隔DIFS，DIFS长度=PIFS+1个时隙长度，DIFS的长度为128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容

湿差压传感器

湿差压传感器 OMEGA的PX2300系列高输出、低差压传感器可兼容绝大多数介质，从干燥的空气到腐蚀性液体，均可兼容。所有接液部件均采用不锈钢，并带弹性密封件。电气元件采用NEMA 4 (IP65)级外壳保护。其极高的工作压力和超压等级可确保在恶劣工业环境中的可靠性。这些传感器非常适合测量过滤器和其他过程装置上的压降。 规格: 激励：24 Vdc（标称） 最大值：30 + 0.004 x（环路电阻?）Vdc 最小值：11 + 0.02 x（环路电阻?）Vdc 环路电阻：0 ~ 1000 ? 输出： 4 ~ 20 mA 精度：恒温下为±0.25% RSS FS（包括线性度、重复性及滞后性） 线性度：满量程的±0.20% 滞后：满量程的0.10% 重复性：满量程的±0.05% 工作温度范围：-18 ~ 80°C (0 ~ 176°F) 补偿温度范围：-1 ~ 65°C (30 ~ 149°F) 零点热效应：<±0.02% FS/°F 跨距热效应：<±0.02% FS/°F 传感器：电容式 最大管路压力：250 psig 最大超压： 高压侧： 1 ~ 5 psi = 满量程的20倍、10 ~ 25 psi = 满量程的10倍、50 psi = 满量程的5倍、100 psi = 满量程的2.5倍 低压侧：满量程的2.5倍（漂移可恢复）在施加极高的差压时，零点会轻微漂移。当超压施加到低压端口时，漂移可能达到满量程的±10%。（其他参数不会漂移。）

这种漂移可能会通过正向超压恢复，或者如果超压始终在一个方向，用户可应用此压力预设传感器。后续较小压力的过载不会引起进一步漂移。接液部件：空气和液体可与17-4及300不锈钢、FKM以及硅O形圈兼容 腔体积：0.27/0.08" 正／负压端口 壳体：NEMA 4 (IP65) 压力端口：? NPT 内 电气连接：带22.2 mm (0.875")导线管开口的内屏蔽带 响应时间：50 ms（水） 重量：410 g (14.4 oz)

压电式微压力传感器

天津工业大学理学院 传感器课程设计 设计题目：压电式微压力传感器的设计 设计者(学号)：AAA(07……) AAA(07……) AAA(07……) 联系方式：E-MAIL TEL 200 年月日

目录 一、序言 二、方案设计及论证 三、设计图纸 四、总结心得或体会 五、主要参考文献

一、序言 1.压电式传感器简介 压电式传感器是一种典型的自发电式传感器。它以某些晶体受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理，压电晶体是机电转化元件，从而实现非电量的电测量。近年来，由于电子技术的飞速发展，随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。因此，在通讯、超声、雷达、宇航、雷达等许多技术领域中，压电式传感器都获得了广泛的应用。 压电传感元件是力敏元件，它能测量最终能变换为力的那些物理量，典型的有如下几种： （1）力测量：压电式力传感器主要利用石英晶体的纵向和剪切的压电效应，因为石英晶体刚度大、滞后小，热释电效应小等优点，力传感器除可测单向作用力外还可利用不同切割方向的多片晶体，依靠其不同的压电 效应测量多方向力，如空间作用力3个方向的分力F x 、F y 、F z 。 （2）压力测量：压电式压力传感器主要利用弹性元件（膜片、活塞等）收集压力变成作用于晶体片上的力，因为弹性元件所用材料的性能对传感器的特性有很大影响。 （3）加速度测量：压电式加速度传感器是利用质量块m，由预紧力压在晶体片上，当质量块受被测加速度a作用时，晶体片处会受到惯性力F=ma，由此产生压电效应，因此质量块的质量决定了传感器的灵敏度，也影响着传感器的高频响应。 压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、质量轻、功耗小、寿命长，特别是它具有良好的动态特性，因此适合有很宽频带的周期作用力和高速变化的冲击力。 2.压电式压力传感器的发展现状 采用压电原理进行压力检测的常用的传感器有压电爆震传感器、振梁式压电压力传感器、检测切削状态的压电压力传感器、振筒式压电压力传感器、音叉式压电压力传感器等。 分析现行压电式压力传感器可看出，目前的传感器主要为中、大量程，高精度传感器，成本高，价格昂贵，而小量程，低成本，中低精度的压电压力传感器