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传感器与传感器网络知识小问答

  • 传感器是传感器网络信息收集的重要组成部分。
  • 传感器网络是一种由许多分布在空间中的自动设备组成的计算机网络。这些设备使用传感器来监测不同位置的物理或环境条件(如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。
  • 传感器网络系统通常包括传感器节点、聚合节点和管理节点,其中传感器节点数量最多,是一些具有路由器功能的传感器。除了收集当地信息外,它还可以处理、存储、管理和集成数据。

  • 物联网是一个结合传感器、协同感知、协同信息处理、无线通信和网络、综合信息服务等技术的综合信息系统。
  • 物联网技术的重要基础和核心仍然是互联网。通过各种有线和无线网络与互联网的整合,实时准确地传递物体的信息。无线传感器网络是一种灵活的自组织网络,不确定性相对较高,网络拓扑容易受到外部环境的影响。与无线传感器网络相比,物联网相对固定。
  • 可以说,传感器网络是物联网应用中的一项技术,主要为物联网的实现提供了更广泛的物联网功能,无障碍、高可靠性、高安全性地传输感知信息。

根据测量目的对传感器进行分类:物理传感器、化学传感器、生物传感器。 (以下只是作者个人收集的版本,不是全部)

测量目的 传感器类别 具体例子
物理传感器 力学传感器 MEMS压力传感器
加速传感器
流量传感器
速度传感器
倾斜仪和水平传感器
传感器的密度和浓度
热传感器 热电偶温度传感器
热阻式温度传感器
红外测温传感器
数字热流传感器
智能温度传感器
光学传感器 光敏电阻器
照度传感器
色度传感器
亮度传感器
红外传感器
紫外传感器
磁学量传感器 磁场强度传感器
磁通传感器
电学传感器 电流传感器
光纤电压传感器
光纤电场强度传感器
声学传感器 空气声传感器
水声传感器
射线传感器 非电离射线传感器
电离射线传感器(粒子探测器)
化学传感器 气体传感器 半导体气体传感器
电化学气体传感器
热化学气体传感器
其它气体传感器
离子传感器 选择电极离子传感器
管离子传感器的场效应
湿度传感器 电导湿度传感器
露点湿度传感器
生物传感器 生理传感器 脑电传感器
人体温度传感器
生化传感器 酶传感器
微生物传感器
  • 传感器的功能无非是测量相应的物理量、化学量或生物量。
  • 至于接口,无论是模拟传感器还是数字传感器,数据都需要通过接口电路传输到基于物联网的数据MCU上。
  • 用于处理/提高模拟传感器的信号输出。这些电路通常被称为模拟前端(AFE)。AFE包括偏置电路、放大器、多对比器和数模转换器(DAC)、多模拟多路转换器、多参考电压、用于抑制噪声的滤波网络、偏移消除等错误抑制技术、用于数字化和处理传感器数据的模数转换器(ADC)。
  • 相反,数字传感器只需要一个数字通信渠道和一个通用的异步收发传输器(UART)、集成电路总线(I2C)、 串行外设界面(SPI)或SPI将其输出传输到通信端口MCU。
  • 增值功能由此决定MCU与其他模块一起实现:如数据处理、数据存储、网络通信等。

串行通信接口(串行通信接口)在物联网行业中很常见RS485、RS232、RS422、TTL四种常见串口。

  • RS485: RS-485采用半双工作方式。广泛应用于通信距离几十米到几公里的要求RS-485串行总线。RS-485采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰的能力。此外,总线收发器灵敏度高,可检测低至200mV因此,传输信号可以在公里外恢复。 RS-485有两条信号线:发送和接收。
  • RS232: 它被广泛用于计算机串行接口外设连接。连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。 RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
  • RS422: RS-422标准全称为平衡电压数字接口电路的电气特性个接收节点,最多可接10个节点。一个主设备(Master),其余为从设备(Slave),从设备之间不能通信,所以RS-422支持点对多的双向通信。 RS-422通过两对双绞线可以全双工工作收发互不影响。 RS-422有4根信号线:两根发送(Y、Z)、两根接收(A、B)。由于RS-422的收与发是分开的所以可以同时收和发(全双工);
  • TTL: TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”,这被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平Transistor-Transistor Logic)信号系统,这是计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。

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