传感器论文

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无线传感器网络的密钥管理方案

摘要:无线传感器网络常用于军事目标追踪、环境监测、病人病情跟踪等方面,,当其部署在一个敌对的环境中,会受到不同类型的恶意攻击,保障其安全性显得极为重要。传感器节点的资源严格受限,传统网络安全机制不适用于无线传感器网络。保障无线传感器网络安全的常用方法是对传输数据进行加密,文章介绍并分析适用于该类型网络的典型密钥管理方案。

关键词:无线传感器网络;密钥管理;安全

随着传感器技术、嵌入式技术、无线通信技术和微机电系统(Micro Electro-Mechanical System,简称MEMS)技术的进步,极大地推动了集信息采集、数据处理、无线传输等功能于一体的无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的发展。WSN以其低成本、低功耗的特点,在军事、环境监测、医疗健康等领域有着广泛的应用,并逐渐深入到人类生活的各个领域。

当无线传感器网络部署在一个敌对的环境中,安全性就显得极为重要,因为它们容易产生不同类型的恶意攻击。例如,敌人可以冒充合法节点窃取网络中的通信数据,或者发送错误的信息给其它节点。为了确保从网络中收集到的数据正确可靠,节点间的数据通信必须进行加密和验证。针对无线传感器网络安全问题的研究有很多方面,但其中最核心、最基本的问题就是密钥管理问题。

1 密钥管理方案的评估指标

无线传感器网络一般受限于计算、通信和存储能力,节点随机部署,以及网络拓扑结构的动态变化,从而使得传感器网络比传统的网络更难抵抗各种攻击。在传统网络中,往往通过分析密钥管理方案所能够提供的安全性来评估一个密钥管理方案的优劣。但是,这在无线传感器网络中都是远远不够的。所以,结合自身的特点和限制,无线传感器网络的密钥管理方案需要具备以下特性[1-2]。

1) 安全性。对于无线传感器网络密钥管理方案,其安全性主要体现在对外部攻击的抵抗能力上,主要指抵抗俘获攻击和复制节点攻击的能力。利用该算法生成的密钥应具备一定的安全强度,不能被网络攻击者轻易破解或者花很小的代价破解。也即是加密后保障数据包的机密性。

2) 连通性。指相邻节点之间直接建立通信密钥的概率。保持足够高的密钥连通概率是无线传感器网络发挥其应有功能的必要条件。密钥信息生成和分发之后,除了孤立节点(无法与网络中其它任何节点进行通信)之外,要保证密钥的全连通或者部分连通。

3) 有效性。对于节点电源能量来说,密钥管理方案必须具有很小的耗电量。对于节点的计算能力来说,传统网络中广泛采用的复杂的加密算法、签名算法都不能很好的应用于无线传感器网络中,需要设计计算更简单的密钥管理方案。对于节点的存储能力来说,不可能在密钥分配时保存过多的密钥信息,那么设计的密钥管理方案必须

使每个节点预分配信息尽可能的少。确保传感器节点有足够的存储空间去存储建立安全密钥管理所需要的信息,具有建立共享密钥的处理能力以及在密钥建立阶段所需要的通信能力。

4) 轻量级和低开销。传感器节点主要有三个消耗能量的模块:传感器模块,处理器模块和无线通信模块。其中,通信能耗远远大于计算能耗,数据传输所消耗的能量约占总能耗的97%,有20%消耗在共享密钥发现阶段和会话密钥建立过程中。通常1比特信息传输100m距离耗费的能量相当于执行3000条安全算法(如计算Hash 函数,比较密钥ID等)计算指令所消耗的能量。因此,要求密钥管理方案中的节点间通信尽量小,要求节点在传输之前对数据进行预处理,以降低通信量。

5) 可扩展性。无线传感器网络的规模通常达到成千上万个,但由于存储空间受限,密钥管理方案所支持的网络规模通常都有一个门限值,在设计无线传感器网络密钥管理方案时必须允许大量新加入的节点,保障网络是可扩展的。而且,在增强网络的扩展性的同时要尽可能地降低存储开销。

通常情况下,评估WSN密钥管理方案的好坏,主要看此方案所能支持的网络规模、传感器节点的能耗、整个网络的可建立安全通信的连通概率、整个网络的抗攻击能力等。

2 典型密钥管理方案分析

通过总结和调研国内外的文献,本文将现有的无线传感器网

无线传感器网络结课论文

无线传感器网络结课论文 学号: 姓名: 学院:

目录 一.无线传感器网时间同步技术综述 (1) <一>引言 (1) <二>同步技术研究现状 (1) <三>时间同步算法 (2) 3.1泛洪时间同步协议 (2) 3.2 RBS 协议 (2) 3.3LTS协议 (3) <四>小结 (3) 二.基于无线传感器网络的环境监测系统 (3) <一>网络系统简介 (3) <二>网络系统结构 (3) 2.1总体结构 (3) 2.2传感器节点结构 (4) 2.3汇聚节点结构 (5) <三>应用无线传感器网络的意义 (6) 三.学习心得 (7) 四. 参考文献 (8)

一.无线传感器网时间同步技术综述 <一>引言 无线传感器网络( Wireless Sensors Network,WSN) 是一种在一定区域内投放大量的传感器节点,通过无线通信形成的一个单跳或多跳的自组织式的网络系统,它通常采集和处理监测区域中被感知目标的信息,并通过网络发送给主机端以提高人类对物理环境的远端监视和控制能力。无线传感网络技术在交通、国防、医学、农业等方面有着重要的运用。无线传感器网络由大量的节点构成,通常包括传感器节点、汇聚节点和任务管理节点。大量体积小、精度高的传感器节点随机部署在监测区域内,通过自组织的方式构成网络。传感器节点将监测到的数据传输给其它传感器节点,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达任务管理节点。用户则通过任务管理节点发布监测任务以及收集监测数据,对无线传感器网络进行管理。 无线传感器网络是许多领域里的关键技术之一,而时间同步则是无线传感器网络中的关键技术之一。简而言之,在检测与监视某对象的过程中,目标定位和追踪、协同数据处理、能量管理等都对物理时间的精确度都有着敏感的需求。因此,无线传感器网络的应用通常需要一个适应性比较好的时间同步服务,以保证数据的一致性和协调性。此外,数据融合、通信信道复用等也都需要时间同步的保障。所以,如何根据无线传感器网络的特点对物理时间进行同步是一个重要的问题。 目前,学术界和业界对无线传感器网络的时间同步技术进行了一定的研究,本章节描述了无线传感器网络时间同步技术的研究现状,对3种不同时间同步机制的经典算法进行分析和比较。 <二>同步技术研究现状 时间同步技术相对于计算机网络的相关技术而言尚为年轻,自从2002年学术会议Hot Nets上首次提出了时间同步这一研究课题后,到目前为止,无线传感器网络的时间同步技术也取得了一定进展,同时也开发出了多种极其有价值时间同步的算法。 目前,对于单跳网络的同步研究已趋于成熟,但由于同步误差的累积,导致单跳网络的同步技术难以扩展到多跳网络,使得多跳网络的同步技术研究较为薄弱。若再考虑节点的移动性,则会极大增加同步技术的研究难度。因此,无线传感器网络的时间同步技术还有很大的研究空间。

传感器电路设计毕业论文范文

毕业设计 设计题目:传感器电路设计

目录 1. 引言 1 2. 溶解氧传感器简介 1 3.信号输入部分电路 4 3.1 电源滤波电路图 4 3.2 信号放大电路 5 3.2.1信号放大电路图 5 3.3 AD623放大器简介 6 3.3.1AD623放大器的特点 6 3.3.2AD623放大器的工作原理 6 4 单片机电路7 4.1 单片机电源电路图8 4.2 89LPC925芯片简介8 4.2.1 P89PLC925芯片主要功能8 4.2.2 P89PLC925的低功耗选择11 4.2.3 P89PLC925的极限参数11 4.2.4 P89PLC925芯片管脚图11 5.MiniICP下载线的电路连接13 6.PCB板的绘制13 7.程序流程14 8. 总结16 参考文献16

传感器电路设计 摘要:溶解氧数字化传感器是应用单片机控制的智能化传感器,它可以对液体中溶解氧 的含量进行准确的测量。本设计从总体上介绍了溶解氧数字化传感器的工作原理,着重介 绍了电路元器件的选取以及输入信号的放大和P89LPC925芯片的工作原理,利用P89LPC925 芯片实现对溶解氧浓度的准确测量。 关键词:溶解氧传感器;P89LPC925;AD623 The design of the dissolved oxygen sensor (College of Physics and Electronic Engineering, Electrical Engineering and Its Automation, Class2 Grade2003, 0323110235) Abstract:Dissolved oxygen digital sensor is a king of intelligent sensor which use single-chip computer to control, it could measure the oxygen dissolved in liquid accurately. This design introduces the work principle of dissolved oxygen digital sensor, it introduces the selection of the circuit components and amplification of input signals and the work principle of P89LPC925 chip, P89LPC925 chip using the dissolved oxygen concentration on the measurement accuracy. Key Words: dissolved oxygen sensor; P89LPC925; AD623 1 引言 氧是维持人类生命活动必不可少的物质,它与人类的生存息息相关。氧也是与化学、生化反应、物理现象最密切的一种化学元素,无论是在工业、农业、能源、交通、医疗、生态环境等各个方面都有重要作用。特别是在水产养殖中,水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响。缺溶氧(溶解氧低于4mg/L)时将导致水生物窒息死亡;低溶氧导致水生物生长缓慢,增重率低而饵料系数高,对疾病的抵抗能力发病率高,生物的生长受到限制;高溶氧时某些鱼类幼体可能会出现气泡病。因此溶解氧浓度的精确测量显得尤为重要。 2 溶解氧传感器简介 溶解氧是溶解在水中的分子态氧,该定义是可查资料[1]-[4],随着科技和经济的发展,溶解氧测量已从水介质延伸到了非水液体介质,如丙酮、苯、氯苯、环乙烷、甲醇、正辛烷。分布方式有水平分布和垂直分布两种.溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气向水体渗入;另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化,一般说来,温度越高,溶解的盐分越大,水中的溶解氧越低;气压越高,水中的溶解氧越高。

现代传感器应用技术论文

《检测与转换技术》结课论文 班级:电力系统8班 学号:13230801 姓名:白智扬

现代传感器应用技术 传感器技术是现代科技的前沿技术,是现代信息技术的三大支柱之一,其水平高低是衡量一个国家科技发展水平的重要标志之一。传感器产业也是国内外公认的具有发展前途的高技术产业,它以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。改革开放20多年来,我国的传感器技术及其产业取得了长足进步,主要表现在:一是建立了“传感技术国家重点实验室”、“微米/纳米国家重点实验室”、“国家传感技术工程中心”等研究开发基地;二是MEMS、MOEMS等研究项目列入了国家高新技术发展重点;三是在“九五”国家重点科技攻关项目中,传感器技术研究取得了51个品种86个规格的新产品;四是初步建立了敏感元件与传感器产业,2000年总产量超过13亿只,品种规格已有近6000种,并已在国民经济各部门和国防建设中得到一定应用。因为传感器所涉及的内容很多,而我所学的知识有有限,所以本文仅就电感式传感器的原理及应用做一下简单的介绍。电感式传感器(inductance type transducer)是利用电磁感应把被测的物理量如位移,压力,流量,振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化,再由电路转换为电压或电流的变化量输出,实现非电量到电量的转换。 电感式传感器具有以下优缺点: (1)结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。 (2)灵敏度和分辨力高,能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。 (3)线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达0.05%~0.1%。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。因为知识水平有限,本文主要对自感式和电感式传感器做一个详细的介绍。 1.1自感式传感器的工作原理:

无线传感器网络论文

【参考】无线传感器网络论文 引言:无线传感网络(Wireless Sensor Network,WSN)是近年来得到迅速发展和普遍重视的新型网络技术,它的出现和发展对现代科学技术产生了极其深刻的影响,与传统的网络技术不同,无线传感器网络技术将是现代无线通信技术、微型传感器技术和网络技术有机的融为一体,已经是近几年来国内外研究的热点,引起了世界上许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,其引用前景十分广阔 无线传感器网络的研究背景 传感器的定义根据国家标准GB7665-87是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律装换成可用信号期间或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。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、显示和控制等要求。它实现自动检测盒自动控制的首要环节。而近年来对传感器的要求越来越复杂,单个传感器已经基本不能满足日益增长的复杂要求。所以将多种传感器构建成网络已经成为研究的热点。传感器网络通常是由许多空间分布的装置组成的一种计算机网络,这些装置使用传感器监控不同位置的条件(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。通常这些装置很小很便宜,以便可以大量制造和部署,因此它们的资源(能源、存储、计算速度和带宽)严重受限。每个装置都具备一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源(通常为电池)。这些装置互相帮助,将数据传输到一台监控计算机

传感器网络是由一组传感器以AdHoc方式构成的有线或无线网络,其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息,并发布给观察者。对于传统网络,大部分是以有限方式构建,这是因为有限方式的传输带宽,传输速度快,误码率低,购进啊简单等优点。但是这些优点对于传感器来说并不重要,这是因为传感器的数据传输率低,要求带宽窄,而误码率问题可以通过纠错与编码方式降低。所以,在无线传感器网络方面采用有限传感模式并不是最好的选择,我们注意到传感器是为了监控不同位置条件,比如温度、声音、振动、压力、运动的信息,所以其安装位置一般来说都是具有典型代表性的。特别对于一些特定环境中,例如古建筑,恶劣的污染环境,布线困难或者无法布线的情况,采用无线传感器网络较为合适。 由于传感器种类繁多,其数据特性也各不相同。所以构造一个万能的传感器网络技术上非常复杂,代价也很高。因此够哦早一些小的,灵活的子网络,再由这些子网络构造一个大的网络成为较为通用的做法。当前无线传输设备小型化,低功耗化,使得无线传感网络的构建成为可能

无线传感器网络论文中英文资料对照外文翻译

中英文资料对照外文翻译 基于网络共享的无线传感网络设计 摘要:无线传感器网络是近年来的一种新兴发展技术,它在环境监测、农业和公众健康等方面有着广泛的应用。在发展中国家,无线传感器网络技术是一种常用的技术模型。由于无线传感网络的在线监测和高效率的网络传送,使其具有很大的发展前景,然而无线传感网络的发展仍然面临着很大的挑战。其主要挑战包括传感器的可携性、快速性。我们首先讨论了传感器网络的可行性然后描述在解决各种技术性挑战时传感器应产生的便携性。我们还讨论了关于孟加拉国和加利 尼亚州基于无线传感网络的水质的开发和监测。 关键词:无线传感网络、在线监测 1.简介 无线传感器网络,是计算机设备和传感器之间的桥梁,在公共卫生、环境和农业等领域发挥着巨大的作用。一个单一的设备应该有一个处理器,一个无线电和多个传感器。当这些设备在一个领域部署时,传感装置测量这一领域的特殊环境。然后将监测到的数据通过无线电进行传输,再由计算机进行数据分析。这样,无线传感器网络可以对环境中各种变化进行详细的观察。无线传感器网络是能够测量各种现象如在水中的污染物含量,水灌溉流量。比如,最近发生的污染涌流进中国松花江,而松花江又是饮用水的主要来源。通过测定水流量和速度,通过传感器对江水进行实时监测,就能够确定污染桶的数量和流动方向。 不幸的是,人们只是在资源相对丰富这个条件下做文章,无线传感器网络的潜力在很大程度上仍未开发,费用对无线传感器网络是几个主要障碍之一,阻止了其更广阔的发展前景。许多无线传感器网络组件正在趋于便宜化(例如有关计算能力的组件),而传感器本身仍是最昂贵的。正如在在文献[5]中所指出的,成功的技术依赖于

生物传感器毕业论文

目录 一.概述 (1) 二.生物传感器的基本原理、分类及特点 (1) 1.生物传感器的基本原理 (1) 2.生物传感器的分类 (1) 3.生物传感器的特点 (1) 三.几种典型的生物传感器 (2) 1.酶传感器 (2) 2.微生物传感器 (2) (1)呼吸机能型微生物传感器 (3) (2)代谢机能型微生物传感器 (3) 3.免疫传感器 (3) 4.生物组织传感器 (4) 5.半导体生物传感器 (4) (1)酶光敏二极管 (5) (2)酶FET (5) 四.生物传感器应用 (5) 五.生物传感器发展前景 (6) 参考文献 (8)

一.概述 20世纪70年代以来,生物医学工程迅猛发展,作为检测生物体内化学成分的各种生物传感器的不断出现。60年代中期起,首先利用酶的催化作用和它的催化专一性开发了酶传感器,并达到实用阶段。70年代又研制出微生物传感器、免疫传感器等。80年代以来,生物传感器的概念得到公认,作为传感器的一个分支它从化学传感器中独立出来,并且得到了发展,使生物工程与半导体技术相结合,进入了生物电子学传感器时代。生物传感器在发酵工艺、环境检测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面得到了深度重视和广泛应用。随着社会的进一步信息化,生物传感器必将获得越来越广泛的应用。 二.生物传感器的基本原理、分类及特点 1.生物传感器的基本原理 生物传感器的基本原理是待测物质与分子识别原件特异性结合,发生生物化学反应,产生的生物学信息通过信号转换器转化为可以定量转化的电、光等信号,再经仪表放大和输出,从而达到分析检测的目的。生物传感器由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等物质)。 2.生物传感器的分类 1.根据生物传感器中分子识别即敏感元件可分为五类:酶传感器,微生物传感器,细胞传感器,组织传感器和免疫传感器。显而易见,所应用的敏感材料依次为酶、微生物个体、细胞器、动植物组织、抗原和抗体。 2.根据生物传感器的换能器即信号转换器分类有:生物电极传感器,半导体生物传感器,光生物传感器,热生物传感器,压电晶体生物传感器等,换能器依次为电化学电极、半导体、光电转换器、热敏电阻、压电晶体等。 3.以被测目标与分子识别元件的相互作用方式进行分类有生物亲合型生物传感器。 3.生物传感器的特点 1.采用固定化生物活性物质作催化剂,价值昂贵的试剂可以重复多次使用,

压电式传感器论文

自动检测换技术 相关知识: 电感式传感器的概述; 电感式传感器的基本工作原理; 电感式传感器的测量转换电路; 典型事例; 电感式传感器的应用领域;

电感式传感器 电感式传感器是一种利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种传感器装置,常用来测量位移、振动、力、应变、流量、加速度等物理量。 电感式传感器是基于电磁感应原理来进行测量的。 电感式传感器的分类 自感型——变磁阻式传感器; 互感型——差动变压器式传感器; 涡流式传感器——自感型和互感型都有; 高频反射式——自感型; 低频透射式——互感型电感式传感器; 电感式传感器的概述: 由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器,又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的,其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时,就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。 为什么电感式传感器,一般采用差动形式?

采用差动式结构:1、可以改善非线性、提高灵敏度,提高了测量的准确性。2、电源电压、频率的波动及温度变化等外界影响也有补偿作用,作用在衔铁上的电磁力,由于是两个线圈磁通产生的电磁力之差,所以对电磁吸力有一定的补偿作用,提高抗干扰性。 目录 1 简介 2 特点 3 种类

电感式传感器- 简介 由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器,又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的,其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接入测量电路并接通激励电源时,就可获得正比于位移输入量的电压或电流输出。 电感式传感器- 特点 ①无活动触点、可靠度高、寿命长; ②分辨率高; ③灵敏度高; ④线性度高、重复性好; ⑤测量范围宽(测量范围大时分辨率低); ⑥无输入时有零位输出电压,引起测量误差; ⑦对激励电源的频率和幅值稳定性要求较高; ⑧不适用于高频动态测量。电感式传感器主要用于位移测量和可以转换成位移变化的机械量(如力、张力、压力、压差、加速度、振动、应变、流量、厚度、液位、比重、转矩等)的测量。 电感式传感器- 种类 常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸

无线传感器网络技术与应用现状的研究毕业论文 精品

1 绪论 1.1 课题背景和研究意义 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等多种先进技术。其主体是集成化微型传感器,这些微型传感器具有无线通信、数据采集和处理、协同合作的功能。无线传感器网络就是由成千上万的传感器节点通过自组织方式构成的网络,它通过这些传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端,使用户完全掌握监测区域的情况并做出反应[1]。 无线传感器网络的自组织性和容错能力使其不会因为某些节点在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃,所以传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境,包括监控我军兵力、装备和物资状态;监视冲突区域,侦察敌方地形和布防,定位攻击目标;评估损失,侦察和探测核、生物及化学攻击等。在战场上,铺设的传感器将采集相应的信息,并通过汇聚节点将数据送至数据处理中心,再转发到指挥部,最后融合来自各战场的数据,形成我军完备的战区态势图。也可以更隐蔽的方式近距离地观察敌方的布防,或直接将传感器节点撒向敌方阵地,在敌方还未来得及反应时迅速收集有利于作战的信息。在生物和化学战中,利用传感器网络,可及时、准确地探测爆炸中心,这会为我军提供宝贵的反应时间,从而最大可能地减小伤亡。 无线传感器网络是继因特网之后,将对21世纪人类生活方式产生重大影响的IT 热点技术。如果说因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式,那么无线传感器网络则将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起,将改变人与自然交互的方式[2][3]。无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络,最早的代表性论述出现在1999年,题为“传感器走向无线时代”。随后在美国的移动计算和网络国际会议上,提出了无线传感器网络是下一个世纪面临的发展机遇。2003年,美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时,无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。同年,美国《商业周刊》又在其“未来技术专版”中发表文章指出,传感器网络是全球未来四大高技术产业之一,将掀起新的的产业浪潮。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展,将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变

传感器设计

泡沫液位传感器课程设计 摘要:泡沫是一种特殊的两相流形态,其力学、热学、光学等多种性能均与单相气体或液体有很大区别,由于泡沫的形成机理多样、性质变化复杂,至今尚无完善的研究理论体系,泡沫的液位测量在国内外也是一个空白,本文主要设计了一种液位控制器,它以8051作为控制器,通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法,实现具有液位检测报警和控制双重功能,并对液位值进行显示,一种基于传热原理的测量泡沫液位的传感器,介绍了传感器的构造和原理,以及测量误差和动态响应的计算分析。 关键词:泡沫;液位检测;传感器;两相流; Abstract:The foam is a special phase com pared w ith liqu id and gas.It ha s m any dif f erent cha r acters in m ech anics,therm oties,photology and soon,For different methods to generate fo amsand its special mechanism,even today there have not created a perfect theory system to deal with foam mediums.Foam level meas urement is also nearly to be all unreachable field by now.A kind of foam level sensor based on thermoties theory has be endeveloped,Introduces its structure 、principle 、analyses error and dynam icresponse of sensor. Key Words : Foam ;Level Detecting ;Sensor;8051Single chip microcomputer;

电磁感应的应用论文

电磁感应现象在生活中的应用 摘要:自法拉利历经十年发现电磁感应现象后,电磁感应便开始运用于生活中。电话筒、录音机、汽车车速表、熔炼金属等,无一不与生活息息相关,极大的方便了我们的生活,推动了社会的进步,和发展。同时,它的利用也是理论向实践的不断进步的过程,理论唯有利用于实践才更能发挥它的作用。 动圈式话筒 在剧场里,为了使观众能听清演员的声音,常常需要把声音放大,放大声音的装置主要包括话筒,扩音器和扬声器三部分。话筒是把声音转变为电信号的装置。动圈式话筒是利用电磁感应现象制成的,当声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动,音圈在永久磁铁的磁场里振动,其中就产生感应电流(电信号),感应电流的大小和方向都变化,变化的振幅和频率由声波决定,这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。 磁带录音机 磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成,是录音机的录、放原理示意图。录音时,声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流,音频电流经放大电路放大后,进入录音磁头的线圈中,在磁头的缝隙处产生随

音频电流变化的磁场。磁带紧贴着磁头缝隙移动,磁带上的磁粉层被磁化,在磁带上就记录下声音的磁信号。放音是录音的逆过程,放音时,磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过,磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流,感应电流的变化跟记录下的磁信号相同,所以线圈中产生的是音频电流,这个电流经放大电路放大后,送到扬声器,扬声器把音频电流还原成声音。在录音机里,录、放两种功能是合用一个磁头完成的,录音时磁头与话筒相连;放音时磁头与扬声器相连。 ③汽车车速表 汽车驾驶室内的车速表是指示汽车行驶速度的仪表。它是利用电磁感应原理,使表盘上指针的摆角与汽车的行驶速度成正比。车速表主要由驱动轴、磁铁、速度盘,弹簧游丝、指针轴、指针组成。其中永久磁铁与驱动轴相连。在表壳上装有刻度为公里/小时的表盘。 永久磁铁一部分磁感线将通过速度盘,磁感线在速度盘上的分布是不均匀的,越接近磁极的地方磁感线数目越多。当驱动轴带动永久磁铁转动时,则通过速度盘上各部分的磁感线将依次变化,顺着磁铁转动的前方,磁感线的数目逐渐增加,而后方则逐渐减少。由法拉第电磁感应原理知道,通过导体的磁感线数目发生变化时,在导体内部会产生感应电流。又由楞次定律知道,感应电流也要产生磁场,其磁感线的方向是阻碍(非阻止)原来磁场的变化。用楞次定律判断出,顺着磁铁转动的前方,感应电流产生的磁感线与磁铁产生的磁感线方向相反,因此它们之间互相排斥;反之后方感应电流产生的磁感线方

无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值论文

无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值论文 摘要:本文简述了无线传感器网络的定义、组成及特点,并结合其特点介绍了无线传感器网络在各行各业广泛的应用价值和未来发展前景以及目前存在的技术问题。 关键词:无线传感器网络;组成;应用;发展 科技发展的脚步越来越快,人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术,也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展,并将会带来一场信息革命。具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络(WSN,wirelesssensornetworks)综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些信息进行处理,获得详尽而准确的信息,传送到需要这些信息的用户。 由于WSN的巨大应用价值,它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注,被广泛地应用于军事,工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种领域,是当前计算机网络研究的热点。 一、发展概述 早在上世纪70年代,就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感器网络雏形,我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步,传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力,并通过与传感控制器的相联,组成了有信息综合和处理能力的传感器网络,这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始,现场总线技术开始应用于传感器网络,人们用其组建智能化传感器网络,大量多功能传感器被运用,并使用无线技术连接,无线传感器网络逐渐形成。 无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景,其发展和应用,将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。发达国家如美国,

传感器毕业设计

摘要 随着计算机辅助设计技术(CAD)、微机电系统(MEMS)技术、光纤技术和信息技术的发展,获取各种信息的传感器已经成为各个应用领域,特别是自动检测、自动控制系统中不可缺少的重要技术工具,越来越成为信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。因此,在当今信息时代掌握传感器技术尤为重要。本文简述了传感器在机电一体化系统中的作用及其地位,也讲述了在机电一体化中常用传感器的类型、特点、结构及用途等,还介绍了在机电一体化中传感器的选择指标以及在以后的发展。 关键词:传感器,机电一体化

目录 前言 一、传感器的定义与组成 (4) 二、传感器在机电一体化技术中的地位及作用 (4) 三、常用传感器的类型、特点、结构及用途 (5) 3.1电阻式传感器 (5) 3.2电容式传感器 (5) 3.3电感式传感器 (6) 3.4压电式传感器 (6) 四、机电一体化系统中传感器的选择 (7) 五、机电一体化系统中常用传感器的发展 (8) 5.1传感器的微型化 (8) 5.2传感器的智能化 (9) 六、结论 七、参考文献 八、谢辞

前言 传感器作为机电一体化技术中不可缺少的部分,作为一名机电一体化专业的学生,我们必须了解传感器的在机电一体化技术中所扮演的角色,了解传感器的分类、组成、功能等。了解和学习传感器技术对于我们今后的学习和工作都有很大的帮助。传感器作为信息集训的一脉正在越来越广泛的普及及发展到我国的各行各业各个领域,其中为使我国从劳动密集型向技术型转化,必须利用其信息技术,即传感器技术,使传感器在工业自动化,农业国防军工,能源交通,家用电器等应用领域均有其开发市场。在我国尤以传感器技术的潜力最大。应用方面主要用于化学方面、环境保护方面、生物工程方面以及医疗卫生方面等等。

新光电传感器论文

光 电 传 感 器 的 应 用 刘翠莉 2010016030 10级智能检测班级

光电传感器 摘要:在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。 关键字:光电效应,光电元件,光电特性,传感器分类,传感器应用 正文: 一、理论基础——光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v为光波频率,h为普朗克常数,h=6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。在能量守恒定律的式子中:m为电子质量,v为电子逸出的初速度,A微电子所做的功。由式可知,要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A。由于不同材料具有不同的逸出功,因此对每一种阴极材料,入射光都有一个确定的频率限,当入射光的频率低于此频率限时,不论光强多大,都不会产生光电子发射,此频率限称为“红限”。相应的波长方程式中,c为光速,A为逸出功。 当受到光照射时,吸收电子能量,其电阻率降低的导电现象称为光导效应。

无线传感器网络论文正文

第一章无线传感器网络 1.1 研究背景与意义 在当代大多数信息技术领域中,作为基础的传感器技术取得了飞快的发展,在获取信息方面是一种很重要的方式。它作为基础知识出现在物联网等一些新兴概念中,随着现代传感器技术的发展,人们获取信息数据的技术的方式由过去单一化逐渐的朝微型化和网络的转变,带来了无线传感器网络的迅猛发展。 近年来,随着技术水平的大规模提高,无线传感器网络的应用条件越来越成熟,应用范围也越来越广。例如在环境监测中,可以用于监测大气成分、温度、湿度、亮度、压力、噪声等; 在医疗方面,在病人身上安置传感器,可以随时远程监控病人病情; 在工业控制中,许多大型设备需要监控关键部件的技术参数;在科学研究领域,传感器网络提供了一种新型的研究手段,可以应用在地震、火山活动过程、生态系统微观行为的观察等研究中;在军事领域,传感器网络可应用在战场监测及武器装备试验中,也可以用于对军用物资的管理; 传感器网络与农业结合,对农作物和环境进行监测,根据实际情况调整水分、肥料和杀虫剂的使用量,可以达到低耗费、低污染、高产出的目的;在交通控制领域,车辆若装有传感器,可以监测车辆位置、速度、道路状况和车辆密度等信息,有助于司机了解路况。此外,无线传感器网络在智能家居、智能办公环境等方而也大有用武之地。因此,无线传感器网络的研究与开发成为近年来信息领域的研究热点[1]。

1.2 无线传感器网络 1.2.1 无线传感器网络的基本概念 1.WSN 概述 无线传感器网络是由分布在一定范围内的大量传感器节点组成,各节点之间多以无线多跳无中心方式连接,并且能够协作地感知、采集和处理网络覆盖区域内目标对象的信息,并将相应信息返回给观察者。 从上述定义可以看到,传感器、感知对象和观察者是传感器网络的 3 个基本要素;无线网络是传感器之间、传感器与观察者之间的通信方式,用于在传感器与观察者之间建立通信路径;协作地感知、采集、处理、发布感知信息是传感器网络的基本功能。一组功能有限的传感器协作地完成大的感知任务是传感器网络的重要特点。传感器网络中的部分或全部节点可以移动。传感器网络的拓扑结构也会随着节点的移动而不断地动态变化。节点间以 AdHoc 方式进行通信,每个节点都可以充当路由器的角色,并且每个节点都具备动态搜索、定位和恢复连接的能力。 传感器由电源、感知部件、嵌入式处理器、存储器、无线通信部件和软件这几部分构成,电源为传感器提供正常工作所必需的能源。感知部件用于感知、获取外界的信息,并将其转换为数字信号。处理部件负责协调节点各部分的工作,如对感知部件获取的信息进行必要的处理、保存,控制感知部件和电源的工作模式等。无线通信部件负责与其他传感器或观察者的通信。软件则为传感

《传感器原理与应用》课程论文

《传感器原理与应用》课程论文 学院:__ 信息工程学院__ ______ 专业:____电子信息工程_________ 班级:____14级电子3班_________ 学生姓名:______李帅杰_____________ 学号:____1405160223___________ 指导教师:祝开艳___________ 2016年10月26日

常见传感器在智能手机中的应用 摘要: 随着科技的发展,智能手机已逐渐取代老式手机,成为一种集各种功能于一体的便携式电子设备。本文对智能手机中的几种常用传感器的工作原理及应用进行了分析,主要有重力传感器、红外线传感器、温度传感器、距离传感器、......等。 关键词:智能手机,距离传感器,重力传感器,移动互联网(3~5个关键词) 1. 引言 介绍背景知识和研究现状 智能手机近年来占据了人类越来越多的生活领域,随着技术的发展,智能手机所能提供给我们的功能越来越强大。从硬件角度来说,手机中传感器技术的大量应用对于手机功能的爆发式成长功不可没。 传感器在手机中的应用并非智能机时代的新鲜事物,从手机诞生之日起,它就是一个将声音信号和无线电信号相互转化的传感设备,在功能机时代手机最重要的配置:摄像头,也算是一个传感设备。到了智能机时代,为了适应软件应用的需求,越来越多的传感器被镶嵌在手机当中,手机的功能也越来越强大。 2. 距离传感器的原理及应用 结合图(原理框图、实物图或电路图等)进行说明。 距离传感器又叫位移传感器,距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中,这样便于它的工作。当用户在接听或拨打电话时,将手机靠近头部,距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭,拿开时再度点亮背景灯,这样更方便用户操作也更为节省电量。 原理:利用各种元件检测对象物的物理变化量,通过将该变化量换算为距离,来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同,分为光学式位

传感器的应用论文

传感器的应用 高二(11)陈远杰 指导老师: 【关键字】传感器原理应用 【摘要】对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。 1传感器及其工作原理 1.1什么是传感器 1.1.1传感器的定义 英文名称:transducer / sensor 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。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。 “传感器”在新韦式大词典中定义为: “从一个系统接受功率,通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 根据这个定义,传感器的作用是将一种能量转换成另一种能量形式,所以不少学者也用“换能器-Transducer”来称谓“传感器-Sensor”。 1.2功能 常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉 声敏传感器——听觉 气敏传感器——嗅觉 化学传感器——味觉 压敏、温敏、流体传感器——触觉 1.2.1敏感元件的分类: ①物理类,基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。 ②化学类,基于化学反应的原理。 ③生物类,基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类(还有人曾将敏感元件分46类)。 1.2.2常见的元件 光敏电阻 光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 热敏电阻和金属热电阻 除了光照以外,温度也能明显地影响金属导体和半导体材料的导电性能。 金属的电阻率随温度的升高而增大。用金属丝可以制作温度传感器,称为热电阻。常用的一种热电阻是用铂制作的。与金属不同,有些半导体在温度上升时导电能力增强,因此可以用半导体材料制作热敏电阻。有一种热敏电阻是用氧化锰等金属氧化物烧结而成的,它的电阻随温度的变化非常明显。与热敏电阻相比,金属热电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差。 霍尔元件 详见人教版高中物理选修3-2 2传感器的应用 传感器输出的电信号相当微弱,难以带动执行机构去控制动作,因此要把这个电信号放大。如果需要远距离传送,可能还要把它转换成其他电信号一抵御外界干扰。 从传感器获得信号后,可以用指针式电表或液晶板等显示测量的数据;也可以用来驱动继电器或其他元件,来执行诸如打开管道的阀门,开通或关闭电动机等动作;还可以由计算机对获得的数据进行处理,发出更复杂的指令。 2.1 常见传感器的应用 2.1.1 力传感器的应用——电子称 我们经常见到的电子称,小的用来称量食物的重量,大的可以称量汽车、火车的重量。它所使用的测力装置是力传感器。常用的一种力传感器是由金属梁

传感器论文传感器的论文

传感器论文传感器的论文 无线传感器网络故障检测研究 摘要:针对无线传感器网络资源受限特点,研究了故障管理相关内容,比较说明故障检测的几种常见方法,对无线传感器网络应用具有一定指导意义。 关键词:无线传感器;资源受限;故障管理;故障检测 无线传感器网络是由大量低成本且具传感、数据处理和无线通信能力传感器节点通过自组织方式形成的网络。它独立于基站或移动路由器等基础通信设施,通过特定分布式协议组织起来形成网络。它能协作实时监测、感知和采集网络分布区域内各种环境或监测对象信息,并对信息进行处理,使需要信息用户在任何时间、地点和环境条件下获取大量详实可靠信息。 随着无线传感器网络应用范围扩展,常被部署在极端环境来收集外部环境数据。由于传感器节点电源、存储和计算能力有限,且应用环境恶劣,使得传感器节点比传统网络节点更易失效。因此,对无线传感器网络故障管理非常重要。 1.无线传感器网络故障管理。 当网络或系统出现故障时,网络故障管理便成管理员首选手段。因此,故障管理事实上是整个网络管理重中之重。但由于网络故障涉及不同厂商和类型设备,涉及复杂网络拓扑结构,涉及不同组织对故障类型的不同定位规则。

对用户来说,希望日常工作和生活中网络运营畅通,信息传输不受任何网络故障干扰。对网络管理者来说,他们希望在网络运营过程中,能很快得到故障发生原因。这些方面因素使对无线传感器网络故障管理研究在近年来发展缓慢。下面参照传统网络故障管理,将无线传感器网络故障管理分三阶段:故障检测、故障诊断和故障恢复来分别说明。 (1)故障检测。 为确定故障存在,需收集与网络状态相关数据。一般来说,网络发生故障后,网络设备将处于不正常状态。通过获取设备状态信息,可及时发现网络故障。收集网络状态信息有两种方法:设备向管理系统报告关键网络事件;由网络管理系统定期查询网络设备状态,即主动轮询。 一般网络管理系统将两种方法结合使用。当对网络组成部件状态进行检测后,简单故障通常被记录在错误日志中,不作特别处理。而严重故障则需通过网络管理器,即所谓“告警”。 网络设备一般都具感知异常情况能力,当设备发现自身或网络严重异常时,它采用告警方式报告给网管中心,因此,故障检测一般由网络中设备完成。 (2)故障诊断。 故障会在网络中传播,所有感知到故障的网络对象(包括物理和逻辑对象)都会发生告警,在大型网络中,一个故障可能会引起大量

无线传感网络在军事领域的应用

传感网络结课报告 论文题目:无线传感器网络在军事领域的应用分析 学院:光电信息与计算机工程学院 专业:光电信息工程 班级:光电三班 学号:1212471329 学生:政鹏 指导教师:克坚 2015年 6 月 7 日

摘要 .......................................................................... II 第一章绪论 . (1) 1.1 背景及国际形势 (1) 1.2 无线传感器网络的发展现状 (1) 1.3 本文的组织结构 (2) 第二章无线传感器网络简介 (4) 2.1 体系结构 (4) 2.1.1 节点组成 (3) 2.1.2 网络体系结构 (3) 2.2 路由协议 (5) 2.2.1平面路由协议 (4) 2.2.2层次路由协议 (6) 第三章特点及应用优势 (9) 3.1 无线传感器网络特点 (9) 3.1.1无线传感器网络的主要特点 (7) 3.1.2与其他网络相比主要区别 (7) 3.2 应用优势 (10) 3.2.1潜在优势 (8) 3.2.2与导弹雷达相比潜在优势 (8) 第四章在军事领域的应用 (11) 4.1 战场侦察与监视 (11) 4.2 战场态势感知 (12) 4.3 核、生、化监测 (13) 4.4 装备、弹药、后勤物资管理 (13) 4.5 智能尘埃 (14) 第五章结束语 (16) 第六章调研照片 (16) 第七章参考文献 (18)

无线传感器网络在军事领域的应用 摘要 无线传感器网络是新兴网络,它采用无线通信技术,由微小的传感器组成,无线传感 器网络节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力,使无线传感器网络有广阔的 应用前景,可广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。文中对无线 传感网络的构建,路由协议以及定位算法做了简介,着重讲了它在军事领域的重要地位,以及当下的主要应用研究方向。 关键词:WSN,体系结构,军事应用 Abstract Wireless Sensor Network is a burgeoning network,which is composed of tiny sensors with wireless communication technology. Node of WSN have influence, information handing and wireless communication abilities, making WSN have wide application foreground, including military,environment, medical treatment, space imploring and various business applications. In this paper, i first provide a brief introduction to the construction of WSN, routing protocol and the Relocation Arithmetic, and then focus on its important position in the military field, main application and research direction now.

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