传感器技术

(1)传感器的技术定义概念

传感器的定义 所谓传感器，至今国内外尚无统一概念。人类五官是天然的传感器，在工程中可将传感器看成是人体
五官的模拟物。于是传感器可定义为“能感受规定的被测量，并按一定规律转换成可用输出信号的器件或 装置”。

首先传感器技术是一种测量器件或装置，它的作用是用于测量，以测量为目的。

其次“规定的被测量”一般指非电量，主要包括物理量、化学量和生物量等。

再次“可用信号”是指便于传输和处理的信号。就目前的科技水平而言，便于传输和处理的“可用信
号”其实就是电信号。因此，在有的书上，就直接将传感器狭义地定义为“能把外界非电量按一定规律转 换电量输出的器件或装置”。

(2)传感器技术的发展现状

世界范围中尤以美国、欧洲最具代表性。

美国发展传感器重视基础研究，发明创造较多，先提高后普及，先军工后民 用，产品质量水平高，军工和投资类产品是主要应用市场，重视提高传统产业技
术水平，逐步形成高技术产业。

欧洲国家非常重视微系统技术的研发，为发展 MEMS 技术制定了两个跨国的 Eureka 计划项目，EUROPRACTICE 和 NEXUS
(Network of Excellence in Multifunctional Microsystems)。其中包括欧洲防务武器装备中需要的 MEMS
传感器。欧盟各国每年要拨出2 亿美元研发经费。

中国国内在传感器的研发和生产中也取得了一些成果，介绍如下：

MEMS 传感器是近十几年来倍受重视的新型传感器，也是MEMS 领域中的研究 开发重点项目。目前全国约有50 多个MEMS
研制单位和传感技术论坛峰会，其中以杭州(国际)物联网传感技术高峰论坛会为代表，吸引了将近三十位来自美国、加拿大、德国、韩国、日本等国际传感器行业专家和企业家代表参会，推动我国传感器产业化快速发展。

MEMS 研究形成了以下几个研究方向：微型压力 传感器、微型惯性器件、微型流量器件、射频器件、生物化学芯片等。
近几年来，取得了硅微机械电容式力平衡加速度计、分裂漏磁场传感器、硅 阵列式CMOS 集成磁场传感器、硅微型集成压力传感器、新型力平衡微机械压力
传感器、真空微电子触觉传感器场致发射阵列、抗高过载微压传感器、微型硅谐 振式压力传感器、低量程高线性压阻式微机械加速度计、正交复合梁压阻式微机
械陀螺等科研成果。

(3)传感器技术应用领域

传感器应用领域包括航天航空、人体温度检测、智能家居、智能手机红外传感探测

、消防、安防、气体泄漏检测、煤矿安全、工业生产(工业生产废气排放的监测)、智能驾驶、车载夜视系统等。

如图：传感器技术应用于手机判断周围环境的亮度调整画面辉度的感光传感器，感知与机体正面接近的物体的接近传感器。

包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、M2M终端、传感器网关等，
感知层由基本的感应器件（例如RFID标签和读写器、各类传感器、摄像头、GPS、二维码标签和识读器等基本标识和传感器件组成）以及感应器组成的网络（例如RFID网络、传感器网络等）两大部分组成。该层的核心技术包括射频技术、新兴传感技术、无线网络组网技术、现场总线控制技术（FCS）等，涉及的核心产品包括传感器、电子标签、传感器节点、无线路由器、无线网关等。
一些感知层常见的关键技术如下：
l 传感器：传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。常见的传感器包括温度、湿度、压力、光电传感器等。
2 RFID：RFID的全称为Radio Frequency Identification，即射频识别，又称为电子标签。RFID是一种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。
3 传感器网络：传感器网络是一种由传感器节点组成网络，其中每个传感器节点都具有传感器、微处理器、以及通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络，共同协作来感知和采集环境或物体的准确信息。而无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN），则是目前发展迅速，应用最广的传感器网络。
对于目前关注和应用较多的RFID网络来说，附着在设备上的RFID标签和用来识别RFID信息的扫描仪、感应器都属于物联网的感知层。在这一类物联网中被检测的信息就是RFID标签的内容，现在的电子（不停车），收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）、超市仓储管理系统、飞机场的行李自动分类系统等都属于这一类结构的物联网应用。

物联网是一个集合，而旗下各类传感器(射频识别等传感技术)、各类有/无线传感网络、智能联动等技术才是物联网的根本。
传感器技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点看，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知的重要技术手段。

射频识别(RFID)技术
射频识别(Radio
Frequency
Identification)是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份z、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的甄别和属性的存储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网重要的信息采集技术之一。
　
WSN(无线传感网络)技术
无线传感器网络(Wireless
Sensor
Network,或称神经末梢网)主要有ZigBee、蓝牙、NFC、Wi-Fi等表现形式。上海秀派电子科技有限公司董事长兼总经理宋福鑫介绍到：“无线传感器网络是一种由独立分布的节点以及网关构成的传感器网络，安放在不同地点的传感器节点不断采集外界的物理信息，如温度、声音、震动等，相互独立的节点之间通过无线网络进行通信。无线传感器网络的每个节点都能够实现数据采集和数据的简单处理，还能接收来自其他节点的数据，并最终将数据发送到网关，再从网关获取数据，查看历史数据记录或进行分析。”

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