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无线无源谐振式传感器读取单元的设计与研究

无线无源谐振式传感器读取单元的设计与研究
无线无源谐振式传感器读取单元的设计与研究

无线无源温度检测原理(借鉴实操)

无线测温技术方案 (基于EH技术) 1.EH技术说明 1.1. EH技术简介 环境能量采集(EnergyHarvesting)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备的在线监测是一个前所未有的创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集(EH)也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将EH技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。 2.基于EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1. 无线测温系统简介

智能家居系统中无线传感器网络的设计

智能家居系统中无线传感器网络的设计 智能家居系统中无线传感器网络的设计 随着时代的发展,人们将更多的注意力放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上,从而 出现了智能家居的概念。智能家居控制系统使人们可以对家居内的任意电器进行数字化控制,利用计算机技术、网络通讯技术将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起,进行集中管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。本文以ZigBee技术对智能家居内部进行无线网络组网,通 过ZigBee无线传感器网络节点的设计,实现节点对各种传感器信息的采集、传输和控制功能。1Zigbee技术ZigBee技术是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术,遵循IEEE802.15.4标准。它专注于低速率传输控制,网络容量大,时延短,提供数据完整性检查, 加密算法采用AES-128,网络扩充性强,有效覆盖范围为10~75m,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭环境,通信频率采用2.4GHz 免执照频段。ZigBee是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的,有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802.15.4仅定义了MAC层和物理层协议,而ZigBee联盟则对其网络层和应用层进行了标准化。ZigBee联盟还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。2系统结构设计无线传感器网络系统主要由传感器、CC2430无线模块构成,结构图。 无线传感器网络采用树状结构,网络中有一个协调器,负责整个网络中数据的处理、转发以及网络的管理。终端节点(传感器节点)上电复位后,会搜索协调器节点,当能够搜索到协调器时,直接申请加入网络。当终端节点搜索不到协调器时,这时就会通过路由器节点找到协调器来加入网络。加入网络后保持待机状态,当有数据需要发送时,按照组网时的路径来收发数据信息。协调器通过串口与PC机相连,利用超级终端实现发送命令或者显示数据。3硬件电路设计本文设计的无线传感器网络系统的硬件结构主要由协调器模块,路由器模块,传感器模块,串口转换模块,供电模块以及PC机等组成。其中协调器、路由器、传感器3个模块作为主要的无线通信模块,由主控芯片CC2430作为数据处理以及无线收发器。其系统硬件电路结构示意图。3.1主控芯片选用CC2430芯片作为无线收发器和数据处理及控制器。CC2430在单个芯片上整合了ZigBee射频前端、内存和微控制器。它采用增强型8051MCU、32/64/128kB 闪存、8kBSRAM等高性能模块,还包含模拟数字转换器、几个定时器、AES-128协同处理器、看门狗定时器。32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路以及21个可编程I/O引脚。3.2无线模块设计1)协调器模块协调器节点由电压转换模块、按键模块、LCD模块、LED指示灯、时钟、处理器CC2430、天线等部分组成。CC2430的工作电压为3~3.3V,所以要用电压转换模块把电压从5V降低到3.3V左右;LED指示灯用来显示协调器节点网络状态信息(如是否组网成功);LCD模块是用户和传感器网络的交互界面,用来显示功最长能菜单,用户通过按键来选择功能菜单。其电路图。 2)传感器模块与路由器模块传感器模块亦即是终端节点模块,由传感器、处理器CC2430、天线、LED指示灯、时钟等部分组成。LED指示灯由P1.0、P1.1口控制。传感器模块就是在协调器模块的基础上去掉了LCD,而加入了传感器。传感器选用了DHT11温湿度传感器,与P0.0口相连,来负责数据采集。路由器模块与传感器模块的硬件电路相同,只是在编程实现功能上有所不同。4无线网络系统软件设计在ZigBee网络中,只有那些可以成为ZigBee协调器的设备才能建立新网络。协调器首先执行信道扫描,如果发现了一个合适的

传感器题库及答案

压电式传感器 一、选择填空题: 1、压电式加速度传感器是(D )传感器。 A、结构型 B、适于测量直流信号 C、适于测量缓变信号 D、适于测量动态信号 2、沿石英晶体的光轴z的方向施加作用力时,(A )。 A、晶体不产生压电效应 B、在晶体的电轴x方向产生电荷 C、在晶体的机械轴y方向产生电荷 D、在晶体的光轴z方向产生电荷 3、在电介质极化方向施加电场,电介质产生变形的现象称为(B )。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 4、天然石英晶体与压电陶瓷比,石英晶体压电常数(C),压电陶瓷的稳定性(C )。 A、高,差 B、高,好 C、低,差 D、低,好 5、沿石英晶体的电轴x的方向施加作用力产生电荷的压电效应称为(D)。 A、正压电效应 B、逆压电效应 C、横向压电效应 D、纵向压电效应 6、压电式传感器可等效为一个电荷源和一个电容并联,也可等效为一个与电容相串联的电压源。 7、压电式传感器的输出须先经过前置放大器处理,此放大电路有电压放大器和电荷放大器两种形式。 二、简答题 1、什么是压电效应?纵向压电效应与横向压电效应有什么区别? 答:某些电介质,当沿着一定方向对其施加外力而使它变形时,内部就产生极化现象,相应地会在它的两个表面上产生符号相反的电荷,当外力去掉后,又重新恢复到不带电状态,这种现象称压电效应。通常把沿电轴X-X方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”;而把沿机械轴Y-Y方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”;所以纵向压电效应与横向压电效应的主要区别在于施力方向不同,电荷产生方向也不同。 2、压电式传感器为何不能测量静态信号? 答:因为压电传感元件是力敏感元件,压电式传感器是利用所测的物体的运动产生的相应的电信号,而静态的不能产生相应的电信号。所以压电式传感器不能测量静态信号。

基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现

南京航空航天大学 硕士学位论文 基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现 姓名:耿长剑 申请学位级别:硕士 专业:电路与系统 指导教师:王成华 20090101

南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络,已成为当前无线通信领域研究的热点。 随着生活水平的提高,环境问题开始得到人们的重视。传统的环境监测系统由于传感器成本高,部署比较困难,并且维护成本高,因此很难应用。本文以环境温度和湿度监控为应用背景,实现了一种基于无线传感器网络的监测系统。 本系统将传感器节点部署在监测区域内,通过自组网的方式构成传感器网络,每个节点采集的数据经过多跳的方式路由到汇聚节点,汇聚节点将数据经过初步处理后存储到数据中心,远程用户可以通过网络访问采集的数据。基于CC2430无线单片机设计了无线传感器网络传感器节点,主要完成了温湿度传感器SHT10的软硬件设计和部分无线通讯程序的设计。以PXA270为处理器的汇聚节点,完成了嵌入式Linux系统的构建,将Linux2.6内核剪裁移植到平台上,并且实现了JFFS2根文件系统。为了方便调试和数据的传输,还开发了网络设备驱动程序。 测试表明,各个节点能够正确的采集温度和湿度信息,并且通信良好,信号稳定。本系统易于部署,降低了开发和维护成本,并且可以通过无线通信方式获取数据或进行远程控制,使用和维护方便。 关键词:无线传感器网络,环境监测,温湿度传感器,嵌入式Linux,设备驱动

Abstract Wireless Sensor Network, a new intelligent control and monitoring network combining sensor technology with computer and communication technology, has become a hot spot in the field of wireless communication. With the improvement of living standards, people pay more attention to environmental issues. Because of the high maintenance cost and complexity of dispose, traditional environmental monitoring system is restricted in several applications. In order to surveil the temperature and humidity of the environment, a new surveillance system based on WSN is implemented in this thesis. Sensor nodes are placed in the surveillance area casually and they construct ad hoc network automatieally. Sensor nodes send the collection data to the sink node via multi-hop routing, which is determined by a specific routing protocol. Then sink node reveives data and sends it to the remoted database server, remote users can access data through Internet. The wireless sensor network node is designed based on a wireless mcu CC2430, in which we mainly design the temperature and humidity sensors’ hardware and software as well as part of the wireless communications program. Sink node's processors is PXA270, in which we construct the sink node embedded Linux System. Port the Linux2.6 core to the platform, then implement the JFFS2 root file system. In order to facilitate debugging and data transmission, the thesis also develops the network device driver. Testing showed that each node can collect the right temperature and humidity information, and the communication is stable and good. The system is easy to deploy so the development and maintenance costs is reduced, it can be obtained data through wireless communication. It's easy to use and maintain. Key Words: Wireless Sensor Network, Environment Monitoring, Temperature and Humidity Sensor, Embedded Linux, Device Drivers

无线传感器网络系统的设计思路

无线传感器网络系统的设计思路 一、无线传感器网络技术应用广泛,百花齐放 无线传感器和传感器网络,是具有非常广泛的市场前景,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响的新技术。美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时,更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术,《商业周刊》预测的未来四大新技术中,无线传感器网络也列入其中。 无线传感器网络有着十分广泛的应用前景,在工业、农业、军事、环境、医疗,数字家庭,绿色节能,智慧交通等传统和新兴领域有具有巨大的运用价值,无线传感器网络将无处不在,将完全融入我们的生活。图一是无线传感器应用示意。 由于无线传感器和无线传感器网络巨大的市场和应用前景,所以目前全世界许多公司都推出了各自的无线传感器网络。这些技术百花齐放,各有千秋,但是这些技术之间,几乎不能相互兼容和互通。 目前正在开发中的各种无线传感器技术,从这个图我们可以看到,不同的无线传感器网络,最终都是希望实现和互联网的通讯,这可能是这些传感器网络最终交汇的通道。 二、如何选择合适的无线传感器技术 无线传感器网络系统的基本架构包括三部分,第一部分是无线收发芯片,其职责是将数字信息转换为高频无线信号传送出去和将接收到的高频无线信号恢复成数字信息。无线传感器收发芯片而言,IEEE 802.15.4能为无线传感器应用提供最佳方案,这是因为IEEE 802.15.4规范可能是主要且可能唯一的实用标准。目前全球有多家公司提供这方面的收发芯片。像TI 公司的CC2420/CC2520等芯片都特别适用于钮扣电池和低电能应用的低功耗特性。 实现一个典型的无线传感器网络节点和路由器,可以采用多芯片方案,,由一个无线收发芯片和一个微控制器(单片机)组成,微处理器可以采用低功耗的MSP430,无线芯片可以采用CC2520/CC2420等。 随着技术不断发展,已经有越来越多的公司,将无线收发器芯片和微控制器和无线收发器做成了一个片上系统(SoC),例如TI公司采用8051内核的CC2430/CC2431等ZigBee无线单片机,随着无线传感器网络对计算能力提高要求,最近Freescale公司也推出了ARM内核的32位ZigBee无线单片机。使用这些SoC无线单片机设计无线传感器网络,将使无线传感器节点具有更小的体积,更低的功耗和更低的价格;TI公司在国内的技术合作伙伴无线龙科技公司等,也同时提供这些芯片,开发工具的相关技术支持。 无线传感器网络构架第二部分是运行于单片机或者无线单片机内部的嵌入式软件,也称软件协议栈(network stack),网络堆栈有两个职责。首先它必须要处理节点间的无线链接通信质量的频繁变化和环境因数对无线通讯造成的干扰,具有对网络自组织,自恢复的能力;网络堆栈的第二个职能是要具有很强的路由算法能力,确保信息可靠高效地通过各种网络拓扑(星状/网状等等)从源节点(如果现有,可以通过成百上千路由节点)发送到目标节点。确保通讯的实时性要求。 ZigBee联盟是由众多技术供应商和开发商组成的独立标准组织。也是目前世界是最大的,基于IEEE 802.15.4平台的网络软件协议栈标准提供联盟。 该组织从ZigBee2004、ZigBee2006、ZigBee2007不断发展,目前提供的两个网络栈是:ZigBee和ZigBee PRO。从使用角度看ZigBee堆栈很适合一般包含十到几百个节点的小型网络。而ZigBee PRO是ZigBee超集,它增加了一些功能,可对网络进行扩展并更好地应对来自其他技术的无线干扰,而且可以适应更大型的网络和具有更加可靠的路由通讯算法和无线通讯可靠性。 无线传感器网络构架第三部分应用软件,这部分包括各种根据用户现有开发的软件代码,

传感器题库及答案

第一章检测技术的基本概念 一、填空题: 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。 二、选择题: 1、标准表的指示值100KPa,甲乙两表的读书各为 KPa和 KPa。它们的绝对误差为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差 B相对误差 C随机误差 D引用误差 3、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa,已知绝对误差最大值 P max=4 KPa,则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量值的 倍。 A3倍 B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于测量。 A偏位式 B零位式 C 微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差 B随机误差 C粗大误差 7、有一台精度级,测量范围0—100 KPa,则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为了。 A提高精度 B加速其衰老 C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小,说明越高。 A线性度好 B迟滞小 C重复性好 D 分辨率高 三、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、灵敏度越大,仪表越灵敏() 3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同() 4、灵敏度其实就是放大倍数() 5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确() 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字() 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字() 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。

基于无线传感器的振动检测毕业论文

基于无线传感器的振动检测毕业论文目录 摘要........................................................... I Abstract....................................................... I I 目录........................................................ I II 1 绪论 (1) 1.1 选题意义 (1) 1.2 技术背景 (2) 1.3 本文工作 (2) 2 系统设计 (4) 2.1 需求分析 (4) 2.2 硬件结构 (5) 2.3 软件结构 (8) 2.4 功能流程 (16) 3 关键技术 (17) 3.1 振动数据采集 (17) 3.2 XMesh网络协议 (19) 3.3 数据处理 (22) 3.4 数据格式转换 (23) 4 测试 (25)

5 结论 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 1 绪论 1.1 选题意义 当代社会的工业生产中,设备的机械化,自动化,信息化,智能化程度都日新月异的发展和进步着。设备规模越来越大,结构越来越复杂,功能越来越多,性能越来越高;这极大地提高了生产效率,改变了人们的生活方式。同时这些设备一旦产生故障也将造成重大的经济损失,有时还会带来人员伤亡和严重的环境污染。 传统的维护方式是出了故障再修理或者定期检修,但是现代工业体系中的设备往往具备大型化,连续化,高速化,自动化的特性[1]。一旦产生故障就会使整条生产线停顿,甚至对生产设备造成严重损伤,由此带来的经济损失将是不可承受的。而传统的定期检测需要大量技术娴熟经验丰富的技术员,但是此种方式往往带来检修过剩及生产线的不必要停顿。这将给企业带来额外的损失和经济负担,同时此种方法并不能及时发现机械故障。因此基于传感器的即时

无线无源温度检测原理

无线测温技术方案 (基于 EH 技术) 1.EH 技术说明 1.1. EH 技术简介 环境能量采集(EnergyHarvesting)技术具有可循环、无污染、低能耗等优点,它建立在微电子技术和微功耗技术的基础上,是近几年发展起来的一门新兴学科,它涵盖了太阳能、风能、热能、机械能、电磁能采集等诸多方面。能量收集技术应用范围极 其广泛:交通、能源、物联网、航空航天、生物等等。把能量采集技术应用到电力设备 的在线监测是一个前所未有的创新,必将为解决电网智能化运行提供一个全新的平台。 能量收集 (EH) 也称为能量积聚,使用环境能量为小型电子和电气器件提供电能。 能量收集系统包含能量收集模块和处理器/发送器模块。能量收集模块从光、振动、热 或生物来源中捕获毫瓦级能量。可能的能源还来自手机天线塔等发出的射频。然后,电源经过调节并存储起来。系统随后按照所需的间隔触发,将能量释放给后续负载使用。 1.2.EH 技术应用 在变电所、站的运行现场具有丰富的电磁能,对于电压高电流小的场源(如发射天线、馈线等 ),电场要比磁场强得多,对于电压低电流大的场源(如某些感应加热设备和模具 ),磁场要比电场大得多。因此我们认为高压设备内是一个工频电场和磁场能量非 常密集的区域。我们正是利用微电子技术、低功耗技术以及能量管理技术收集高压设备中的电磁能,并将其能量转化为无线温度传感器所需之电源。 将 EH 技术应用于高压设备一次回路的无线测温,解决了传感器的能量需求问题,使得传感器摆脱了对传统电池的束缚,体积更小,可靠性更高,安装更方便,维护更简单,产品更环保,技术更先进。 2. 基于 EH技术的富邦电控FTZ600无线测温系统 2.1.无线测温系统简介

无线传感器网络课程设计报告

无线传感器网络 课程设计报告 (2018-2019学年第一学期) 题目安全的无线传感器网络数据传输系统的设计指导老师 班级

目录1需求分析 2传感器网络概述 2.1传感器网络体系结构 2.2传感器网络协议栈 3数据传输方式 4设计 4.1主要数据结构 4.2 课程设计的条件 5测试 6使用说明 6.1应用程序功能的详细说明 6.2应用程序运行环境要求 6.3输入数据类型、格式和内容限制 6.4各模块程序段说明 7总结提高 7.1课程设计总结 7.2课程设计评价

1 需求分析 1.1 功能与技术需求 随着信息时代的逐渐来临,物联网的建设也越来越完善,为信息的存储和传输提供了完善的路径,而无线传感网是物联网的重要组成部分,它的建设成为物联网建设的关键。无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。在数据传输可靠性保障方面,采用了加密算法保证在传输过程中的安全性。 2 传感器网络概述 2.1传感器网络体系结构 典型的传感器网络结构包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。随即部署在监测区域内的大量传感器节点通过自组织方式构成网络。传感器节点的监测数据沿着其他节点逐跳传输,监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后被路由到汇聚节点,最后通过互联网或者卫星到达管理节点和用户。管理节点对传感器网络进行配置和管理。传感器网络体系结构如图所示

2.2传感器网络协议栈 与互联网协议栈(TCP/IP)的五层相对应,传感器网络协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。另外协议栈还包括时间同步、节点定位、网络管理、QoS保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等。物理层提供信号调制、无线收发和相应的密码服务:数据链路层负责信道接入、拓扑生成、差错控制、介质访何控制、数据成帧以及数据帧监测等;网络层主要负责路由生成,路由选择和拓扑管理等;传输层负责数据流的传输控制,网络的协同工作等:时间同步、节点定位、网络管理、QoS 保障、移动管理、任务管理、能量管理和安全机制等通常跨越多个网络协议栈层次

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

智能家居系统中无线传感器网络的设计

智能家居系统中无线传感器网络的设计 摘要:本文主要介绍ZigBee无线传感器网络,将ZigBee技术应用到智能家居系统中。提出了一种以ZigBee技术为基础的智能家居系统设计方案。阐述了无线传感器网络的总体构成,CC2430无线芯片为棱心,选取了合适的ZigBee模块进行了硬件电路设计。研究并分析了ZigBe技术。设计并实现了串口收发程序,传感器程序,以及节点间的无线通信程序,并根据ZigBee协议,使节点组成树状网络,最终实现系统的监测与控制。结果表明,本系统运行稳定,达到了设计目的,有着广泛的应用前景。 关键词:智能家居;无线传感器网络;ZigBee;CC2430 随着时代的发展,人们将更多的注意力放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上,从而出现了智能家居的概念。智能家居控制系统使人们可以对家居内的任意电器进行数字化控制,利用计算机技术、网络通讯技术将与家居生活有关的各种设备有机地结合在一起,进行集中管理,让家居生活更加舒适、安全、有效。本文以ZigBee技术对智能家居内部进行无线网络组网,通过ZigBee无线传感器网络节点的设计,实现节点对各种传感器信息的采集、传输和控制功能。 1 Zigbee技术 ZigBee技术是一种强调极低耗电、极低成本的短距离无线网络技术,遵循 IEEE802.15.4标准。它专注于低速率传输控制,网络容量大,时延短,提供数据完整性检查,加密算法采用AES-128,网络扩充性强,有效覆盖X围为10~75 m,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定,基本上能够覆盖普通的家庭环境,通信频率采用2.4 GHz免执照频段。

ZigBee是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的,有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。IEEE802.15.4仅定义了MAC层和物理层协议,而ZigBee联盟则对其网络层和应用层进行了标准化。ZigBee联盟还开发了安全层,以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识,而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。 2 系统结构设计 无线传感器网络系统主要由传感器、CC2430无线模块构成,结构图如图1所示。 无线传感器网络采用树状结构,网络中有一个协调器,负责整个网络中数据的处理、转发以及网络的管理。终端节点(传感器节点)上电复位后,会搜索协调器节点,当能够搜索到协调器时,直接申请加入网络。当终端节点搜索不到协调器时,这时就会通过路由器节点找到协调器来加入网络。 加入网络后保持待机状态,当有数据需要发送时,按照组网时的路径来收发数据信息。协调器通过串口与PC机相连,利用超级终端实现发送命令或者显示数据。 3 硬件电路设计

基于无线传感器网络的智能交通系统的设计

一、课题研究目的 针对目前中国的交叉路口多,车流量大,交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。 二、课题背景 随着经济的快速发展,生活方式变得更加快捷,城市的道路也逐渐变得纵横交错,快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置,而交通安全问题则是重中之重。据世界卫生组织统计,全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万,另有数100 万人受伤。中国拥有全世界1. 9 %的汽车,引发的交通事故占了全球的15 % ,已经成为交通事故最多发的国家。2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人,受伤人数约50万,其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币),死亡率为9 人/ 万·车,因此,有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。 在中国,城市的道路纵横交错,形成很多交叉口,相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。而目前的交通情况是人车混行现象严重,非机动车的数量较大,路口混乱。由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰,不仅会阻滞交通,而且还容易发生交通事故。根据调查数据统计,我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3,在所有交通事故类型中居首位,对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题,其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应),以及驾驶员不遵循交通信号灯,抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。随着我国经济的快速发展,私家车也越来越多,交通控制还是延续原有的定时控制,在车辆增加的基础上,这种控制弊端也越来越多的体现出来,造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱,严重的影响了人们的出行。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。国外已经率先开展了智能交通方面的研究。 美国VII系统(vehicle infrastructure integration),利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能,从而提高交通的安全和效率。其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。它有60 多个合作者,由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹,从2006 年2 月开始到2010年6月,工作期为4年。其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台,这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率,其中车辆不仅仅局限于私人小汽车,还包括公共交通和商业运输。日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的,是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统,DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目,用于提高车辆与过街行人的安全。因此,从国外的交通控制的发展趋势可以看出,现代的交通控制向着智能化的方向发展,大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统,使车辆行驶和道路导航实现智能化,从而缓解道路交通拥堵,减少交通事故,改善道路交通环境,节约交通能源,减轻驾驶疲劳等功能,最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。

无源无线测温原理

无线无源开关柜温度监测系统 必要性: 高压开关柜作为电力系统中非常重要的电气设备。现代电力系统对电能质量的要求越来越高,相应地对高压开关柜的可靠性也提出了更高的要求。开关柜的温升超标,直接影响设备的安全稳定运行,而且,过热问题是一个不断发展的过程,如果不加以控制,过热程度会不断加剧,并对绝缘件的性能及设备寿命产生很大的影响。 随着传感器技术、信号处理技术、计算机技术、人工智能技术的发展,使得对开关柜温度状态进行在线监测,及时发现故障隐患并对累计性故障做出预测成为可能。它对于保证开关柜的正常运行,减少维修次数,提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有重要意义。由于高压开关触头处于高电压、高温度、强磁场以及极强的电磁干扰环境中,要实现对触头的测温,必须解决电子测量装置在上述恶劣环境条件下的适应性。而开关柜内有裸露高压,空间封闭狭小,无法进行人工巡查测温。 SC-TempMonitor-SG无线无源开关柜温度监测系统采用先进成熟的传感技术 和独特先进的无线通讯技术进行高压隔离和信号传输,利用其固有的绝缘性和抗电磁场干扰性能,从根本上解决了高压开关柜内触点运行温度不易监测的难题。具有极高的可靠性和安全性,隔离彻底,价格低廉,安装简便,可以安装到每台高压开关柜上,数据可以直接显示读取。也可无线传输记录入电力网络系统,实现远程预警功能。 无线无源测温与其他测温方式比较: 无线无源测温与光纤测温:光纤温度传感器采用光导纤维传输温度信号,光导纤维具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜内的高压,因此光纤温度传感器能够直接安装到开关柜内的高压触点上,准确测量高压触点的运行温度,实现开关柜触点运行温度的在线监测。然而,用于隔离高压的光纤表面可能受到污染,将导致光纤沿面放电。这使得光纤测温系统用于室外开关设备的测温应用受到限制。无线测温系统采用电磁波传输信号,传感器直接安装在高压设备上,温度测量准确,可以解决电气绝缘问题,无线测温系统的特点是不受气候环境的影响,可以测量室外开关和母线接点的温度。 无线无源测温与红外测温:红外测温为非接触式测温,易受环境及周围的电磁场干扰,另外开关柜内的空间非常狭小,无法安装红外测温探头(因为探头必须与被测物体保持一定的安全距离,并需要正对被测物体的表面),而无线测温系统却不受开关柜体结构的限制。 测温原理:

无线传感器网络课程设计

无线传感器网络课程设计 ------远程数据采集系统设计 学生姓名: 指导教师:峰斌 专业:电子信息工程 班级:D0745 学号: 设计时间:2011年1月3日至 2011年1月20日 实验地点:新实验楼524

随着无线网络技术的飞速发展和同益普及,低速、低功耗、低成本的ZigBee 无线网络技术,己成为当前传感器网络及自动化控制领域中的一个重要研究课题。本论文对ZigBee技术进行广泛深入的分析和研究,使用ZigBee协议设计应用程序并结合硬件进行实验,主要研究工作如下: (1)介绍了ZigBee相关概念、应用前景和研究现状、体系结构、优缺点以及网络拓扑、设备类型、ZigBee网络的基本框架、功能、特点等内容。 (2)对ZigBee网络层、应用层及ZigBee应用程序框架结构、功能进行了研究。分析了ZigBee协议栈的总体功能结构,着重讨论网络建立、路由机制、数据帧结构和数据传输模式、数据处理模式以及编程接口,展示了整个系统的应用程序编写过程。 (3)分析了ZigBee设备组成结构及硬件设计思路。在具体介绍JN5121处理器模块、电源模块、时钟模块、存储器模块以及各个接口模块的基础上给出了硬件设计的整体方案及硬件原理图。 (4)讨论了ZigBee网络与因特网的互联及数据交换方式。研究了https://www.wendangku.net/doc/d16650415.html,嵌入式操作的定制及嵌入式数据库的应用。 (5)组建基于ZigBee技术的无线数据采集系统,以JN5121单片机和数字式温湿度传感器SHT10设计出了传感器网络节点,S3C2440控制器作为ZigBee网关。传感器节点通过无线通信方式将数据发送到ZigBee网关。ZigBee网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机,并对实验结果进行分析。 该系统具有良好的人机交互界面和远程访问功能,良好的可移植性和扩展性,可以根据具体要求方便地在数据采集模块上进行传感器的扩充以实现更多功能。 关键词:ZigBee技术,IEEE802.15.4,无线网络,https://www.wendangku.net/doc/d16650415.html,

传感器题库及答案

第一章 检测技术的基本概念 一、填空题: 1、 传感器有 ____________ 、 、 __________ 组成 2、 传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 _______________ 与输入 _________ 的比值。 3、 从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度 ______________ 。 4、 下面公式是计算传感器的 ____________ 。 y max y min 5、某位移传感器的输入变化量为 5mm ,输出变化量为800mv ,其灵敏度为 _________________ 。 、 选择题: 1、 标准表的指示值 100KPa ,甲乙两表的读书各为 101.0 KPa 和99.5 KPa 。它们的绝对误差 为 ______________ 。 A 1.0KPa 禾口 -0.5KPa B 1.0KPa 禾口 0.5KPa C 1.00KPa 禾口 0.5KPa 2、 下列哪种误差不属于按误差数值表示 _____________________ 。 A 绝对误差 B 相对误差 C 随机误差 D 引用误差 3、 有一台测量仪表,其标尺范围 0— 500 KPa ,已知绝对误差最大值 Pmax=4 KPa ,则该仪表的精度等级 __________________ 。 A 0.5 级 B 0.8 级 C 1 级 D 1.5 级 4、 选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量 值的 _______________ 倍。 A3 倍 B10 倍 C 1.5 倍 D 0.75 倍 5、 电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于 ___________________ 测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于 ___________________ 测量。 A 偏位式 B 零位式 C 微差式 6、 因精神不集中写错数据属于 。 系统误差 B 随机误差 C 粗大误差 7、 有一台精度2.5级,测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 _______________ 格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为 了 。 9、传感器能感知的输入量越小,说明 _________________ 越高。 三、判断题 1、 回差在数值上等于不灵敏度 ( ) 2、 灵敏度越大,仪表越灵敏 ( 3、 同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同 ( ) 4、 灵敏度其实就是放大倍数 ( ) 5、 测量值小数点后位数越多,说明数据越准确 ( ) A max 100% (1-9) A 提高精度 B 加速其衰老 C 测试其各项性能指标 D 提高可靠性 A 线性度好 B 迟滞小 C 重复性好 D 分辨率高

基于无线传感器网络的室内监控系统

30 无线传感器网络集传感器技术、微机电系统(MEMS)技术、无线通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术于一体,它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个网络系统,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息,并发送给观察者。无线传感器网络因其具有成本低、能耗小等特点,已经展现了非常广阔的应用前景,参考文献[1]和参考文献 [2]中分别介绍了其在农业与医药学领域的应用。2003年MIT技术评论Technology Review在预测未来技术发展的报告中,将其列为改变世界的十大新技术之一。 随着社会经济的发展及生活条件的改善,人们对工作和生活环境的安全性和舒适度提出了更高的要求,而室内环境与人们的生活与工作息息相关,因此室内环境的监测与控制引起了人们越来越多的关注。为了实现各式各样的生活与工作要求,室内环境的结构也是多种多样的,正是这种结构复杂多样性及区域差异性,给室内环境的监测与控制带来了诸多挑战。但是,随着无线传感器网络技术的发展及应用,这些挑战均迎刃而解。 1 系统工作原理 系统的监控功能主要利用了无线传感器网络技术来实现。系统分为三个部分,分别为监控节点、 下位机和上位机。系统结构如图1所示: 图1 系统结构示意图 监控节点:作为无线传感器网络的基本组成部分,它可以利用搭载的多种传感器来获取室内的环境参数,通过微机电系统将这些参数进行数字化处理,并打包通过无线通讯模块发送至下位机。 下位机:作为无线传感器网络的中心节点,下位机起着承上启下的作用。它既能够通过无线通讯模块与诸传感器节点通讯,又能通过串口与上位机实现信息交互,最终实现了传感器节点与上位机的协调。 上位机:作为无线传感器网络的“大脑”,上位机负责整个传感器网络的正常运行。通过对下位机呈递的数据包进行解码,上位机能够提取各环境参数信息,并将其图形化显示。此外,通过设置环境参 数阈值,上位机可以实现整个系统的自动控制。 基于无线传感器网络的室内监控系统 张新耀 冯启朋 霍 鹏 王亚慧 (中国海洋大学信息科学与工程学院,山东 青岛 266100) 摘要: 室内环境与人的生活、工作密切相关,一般具有结构复杂及区域差异性大的特点。无线传感器网络是由具有感知能力、计算能力、无线通讯能力的传感器节点组成的智能网络,可以有效地监测环境参数变化,并能够对环境异常做出实时处理,从而实现复杂环境下的分区域环境监控,由此设计了一套基于无线传感器网络(WSN)的智能室内监控系统。文章通过对整个系统的设计方法、软硬件实现及系统测试结果进行了分析研究,最终证明了由无线传感器网络构成的系统可以高效地实现室内环境监控的任务。关键词: 无线传感器网络;室内监控系统;环境监控;环境参数中图分类号: TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)30-0030-032012年第30期(总第237期)NO.30.2012 (CumulativetyNO.237)

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