智能传感器PPT课件

第10章 智能传感器
传感器节点：
传感器模块 数据处理模块
通讯模块 电源模块
13
第10章 智能传感器
本节要点总结
1
理解智能传感器的功能。
2
掌握无线传感器网络的结构。
3
掌握智能传感器的优点。
14
第10章 智能传感器
• 目前，物联网及物联网传感器已成为一个新的研究热 10.2 点。 物联网及物联网传感器
6
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
智能传感器的主要功能：
① 自校零、自标定、自校正功能； ② 具有自动补偿功能； ③ 自动采集数据，对数据预处理； ④ 自动检验、自选量程、自寻故障； ⑤ 数据存储、记忆与信息处理功能； ⑥ 具有双向通讯、标准化数字输出或者符号输出
功能； ⑦ 具有判断、决策处理功能。
物联网(the Internet of Things)也称传感网，其 定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球 定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协 议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和 通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理 的一种网络。 物联网就是“物物相连的互联网”。
16
10.2
物联网及物联网传感器
第10章 智能传感器
• 物联网在我国受到了全社会极大的关注，许多高等学 校相继设置了物联网工程等相关专业，着力培养国家 物联网等战略性新兴产业发展急需的物联网人才。
• 作为物联网的重要组成部分，物联网传感器早已渗透 到诸如工业自动化、智能家居、航天航空、海洋探测、 环境保护、资源利用、医学诊断、生物医学工程甚至 文物保护等等广泛的领域。
• 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是计算机、通信和传感器这三项技术相结 合的产物。
• 随着无线通讯技术的飞速发展与广泛应用，传感 器技术正朝着多功能化、微型化、智能化、网络 化、无线化方向发展。
9
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 无线传感器网络的简略体系结构图如图10.3所示。
17
10.2
物联网及物联网传感器
第10章 智能传感器
• 物联网传感器是在智能传感器的基础上进一步完善研 制而成的。目前开发的物联网传感器有：无线幕帘控 制器；无线调光器；红外动作感应器；无线可燃气体 探测器；无线烟感探测器；无线有毒气体探测器；电 流监测插座；无线温度感应器；无线移动感应器；无 线窗户感应器；无线防盗报警器；无线光线感应器； 无线门磁感应器；无线开关控制器；ZigBee RF 模
4
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 在传感器中采用微处理机是构成智能传感器的关 键。图10.1示出了这种设计的简单框图。
图10.1 将微处理机引入传感器的简单框图 5
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 如果把框图中的各部分构成一个整体，组装在同 一壳体内，那么从整体来看，就是一个智能化的 传感器。如果把各部分通过超大规模集成电路集 成在一起，那么就构成了更高级的集成一体化的 智能传感器。
3
第10章 智能传感器
• 迅速发展的微处理机技术推动和影响着其他技术
10.1
领智域能的传变感革器。及把无微线处传理感机器技网术络引入传感器，可以
使传感器实现过去实现不了的功能，具有智能本
领，这就是新一代的传感器——智能传感器
(Intelligent Sensor或Smart Sensor)。
• “Intelligent Sensor”是英国人对智能传感器 的称谓，而“Smart Sensor”是美国人对智能传 感器的俗称。
18
10.2
物联网及物联网传感器
第10章 智能传感器
图10.4所示为物联网在智能家居中的简单应用例子。
图10.4 物连网在智能家居的简单应用 19
第10章 智能传感器
本节要点总结
1
理解物联网与物联网传感器。
20
第10章 智能传感器
• 智能传感器视其传感元件的不同具有不同的名称和 用途。虽然其硬件的组合方式不尽相同，但其结构
7
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
智能传感器的突出优点：
(1) 研究与开发传感器的自由度大。 (2) 精度高。 (3) 具有一定的可编程自动化能力。 (4) 输出形式多。 (5) 功能价格比大。
8
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 近几年发展起来的无线传感器网络是智能传感器 的又一深层次研究，是又一个新的飞跃。
11
10.1
智能传感器及无线传感器网络 传感器节点结构：
第10章 智能传感器
• 其中传感器模块负责信息采集和数据转换；数 据处理模块负责整个传感器节点的操作，处理 本身采集的数据和其它节点发来的数据；通信 模块负责与其它传感器节点进行通信；电源模 块为传感器节点提供运行所需的能量。
12
10.1
智能传感器及无线传感器及物联网传感器
第10章 智能传感器
• 如果说无线传感器网络(WSN)是计算机、通信和传感 器三项技术相结合的产物，那么物联网就可看成是计 算机、通信、射频识别、全球定位系统、互联网和物
• 物联网的概念自1999年提出以来，越来越受到世界 各国特别是发达国家的高度重视。现在，物联网已被 正式列为我国五大新兴战略性产业之一，写入政府工 作报告。
第10章 智能传感器
传感器原理及应用技术 第10章 智能传感器
1
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
物联网及物联网传感器
智能传感器的结构框图
信号处理与μP接口技术
智能传感器中数据处理
智能传感器的设计
2
第10章 智能传感器
智能传感器使信息的采集与记忆、存储、综合、 处理一体化。智能传感器及无线传感器网络是未 来传感器技术的发展方向。
图10.3 无线传感器网络的简略体系结构图 10
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 传感器网络的基本组成单位是节点，它一般由四 个模块组成：传感模块（传感器、A/D转换器） 、数据处理模块（微处理器、存储器）、通信模 块（无线收发器）及电源模块（提供能源）。
• 节点都具有传感、信号处理和无线通信功能。