传感器技术综述报告

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传感器技术综述报告

系　　别       电子信息与电气工程系                

班    级        13级自动化班                           

学    号                                       

姓　　名                                         

指导老师              刘伟                             

完成时间           2015.5.21                            

传感器技术综述报告

摘要：传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别，对每一类别进行综述，分析每类别传感器研究中所存在的不足，探讨了相应的解决方案。

    关键词：传感器

一、引言

传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术，是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术，而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域。在伴随着“信息时代” 的到来，作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展，其应用领域越来越广，人们对其要求越要越高，需求也越来越迫切。但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟，相反在很多方面它还只是一项新兴的技术，依然存在很多的问题等待我们去解决。如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境，迅速准确的处理传输客户所需求的信号，并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。

二、传感器

传感器是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、温度、湿度等）或化学组成，并将探知到的信息传递给其他装置。该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。这样，精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。

目前的传感器往往仅能感知一种或几种物理量。因此，要尽量集成传感器的功能。在实际中，需要检测的物理量往往不是唯一的，这样就需要多种传感器共同工作来完成对这些物理量的检测，浪费了大量资源，比如人力资源——我们要花费大量的时间与精力去部署以及维护这些节点，通信资源——每个节点都会向基站发送信号，占用带宽，容易造成数据拥堵。要求一种传感器可以同时感知多种物理量比较困难，这样可以将多种传感器固定在同一装置上，通过程序让它们在分配间隙时间内轮流工作发送数据，间隙时间越短，该传感器的整体测量效率也就越高。但如果对测量的实时性要求不高的话，一个传感器装置就可以达到预期效果。也可以在监测区域分布多个的装置，编制程序，使在同一时刻能够测量到多种物理量。

三、智能家居中的传感器应用

智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 

智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。

四、可使用的传感器及原因

1、可见光传感器

主要用于测量室内可见光的亮度，以便调整室内亮度。

它的基本原理是能感受可见光并转换成可用输出信号。

2、温度传感器 

主要用于测量室内的温度，方便调节室内温度。

它的主要原理是能感受温度并转换成可用输出信号。

3、湿度传感器

主要用于测试室内的湿度，方便调节。

它的基本原理是能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号。

    4、气敏传感器

主要用于测量空气中特定气体的含量，当有危险时会自动报警。

它的基本原理是声表面波器件之波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移。气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜，当该气敏薄膜与待测气体相互作用（化学作用或生物作用，或者是物理吸附），使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时，引起压电晶体的声表面波频率发生漂移；气体浓度不同，膜层质量和导电率变化程度亦不同，即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以准确的反应气体浓度的变化。

5、声音传感器

主要用于测试室内声音，达到声控的效果。

声音传感器，具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号，在声音足够大的时候电信号也足够大，这时候的电信号就传到开关的触头上，来使电路接通或者断开。

五、总结

综上所述，传感器系统是一门涉及多种学科的综合技术，是当今世界正在发展中的高新技术。作为设计和应用传感器系统的工程师，除必须具有经典的、现代的传感器技术外，还必须具有信号分析与处理、计算机软件设计、通讯与接口、电路与系统等多种学科方面的基础知识。当然，传感器系统的建立也需要有多种学科的工程师的积极参与，并肩合作。传感器的兴起是适应现代自动化系统发展的需要，是传感器技术克服自身落后状况、不断完善和发展的必然趋势，代表了未来传感器发展的方向，我们应该汲取百家学科之长，放宽眼光，勇于创新。

六、参考文献

[1] 赵伟国,宋执环,黄震威,梁国伟. 基于热膜探头的新型气体流量传感器研究. 仪器仪表学报, 2009,30(5): 1073~1077.

[2] 赵开春,褚金奎,张 强,王体昌. 新型仿生偏振测角传感器及角度误差补偿算法. 宇航学报, 2009,30(2): 503~508.