物联网传感器

物联网的概念是在1999年提出的。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。

“物联网”的概念其实是在1999年提出的。在过去的时代，“物联网”在国外又被称为“传感网”。中科院早在1999年就启动了传感网的研究，并取得了一些科研成果，建立了一些适用的传感网。

同样在1999年，美国召开的移动计算机网络国际会议也提出了，“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。

其实早在1999年就已经拉开了“物联网”的宏伟序幕，也许在1999年还看不到“物联网”的壮观而似锦的前程，但是历史的巨轮中已经为它描绘出了美好而巨大的蓝图，它的前途景象，可谓是一片光明。

2008年11月在北京大学举行的第二届中国移动政务研讨会“知识社会与创新2.0”上，专家们重点就提出了“物联网”技术的发展带动了经济社会形态，创新形态的革变，推动了面向知识社会的用户体验为核心的下一代创新（创新2.0）形态的形成，创新与发展更加关注用户、注重以人为本。

2009年1月28日，奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖欲行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一。

2009年2月24日，IBM中华区首席执行官钱大群在2009IBM论坛上公布了名为“智慧的地球”的最新策略。

2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，对于物联网应用也提出了一些看法和要求。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要物联网传感器。因此可以说，物联网传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，物联网传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。

物联网传感器早已渗透到诸如工业生产、智能家居、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，物联网传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

传感器就是把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号的装置与元件,可见传感器的众多和纷杂。传感器的定义决定了它本身的复杂性和众多品种。

传感器属于物联网的神经末梢，成为人类全面感知自然的最核心元件，各类传感器的大规模部署和应用是构成物联网不可或缺的基本条件。对应不同的应用我们提供不同的传感器，覆盖范围包括智能工业、智能安保、智能家居、智能运输、智能医疗等等。

1.传感器按照其用途分类：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、 速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、24GHz雷达传感器。

2.传感器按照其原理分类：振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器。

3.传感器按照其输出信号为标准分类：模拟传感器、 数字传感器、膺数字传感器、开关传感器。

4.传感器按照其制造工艺分类：集成传感器 薄膜传感器 厚膜传感器 陶瓷传感器。

5.传感器根据测量目的不同分类：物理型传感器、化学型传感器、生物型传感器。

6.物联网无线传感器分类：

无线幕帘控制器

无线调光器

红外动作感应器

无线可燃气探测器

无线烟感探测器

电流监测插座

无线温度感应器

无线移动感应器

紧急警报器

无线窗户感应器

无线光线感应器

无线门磁感应器

无线开关控制器

zigbee RF 模块

频率输出相对湿度模块

无线气体传感器

无线中继器

Internet通信网关

国际出台标准：已出台了包括IEEE1451.5智能传感器接口标准、IEEE802.11无线局域网标准等在内的标准体系。

传感器作用

传感器作用：由信息采集层和网络层构成的信息感知体系是物联网应用推进的主要领域，而在其中起到关键推动作用的是无线传感器网络(WSN)。

传感器生产商

1) 物联传感技术公司：是中国领先的物联网设备和解决方案供应商。我们基于客户需求持续创新，在传感器、物联网模块、移动物联网和云计算等几大领域都确定了行业领先地位。凭借在物体感知、数据传输等领域的综合优势，公司已经成为物联网时代的领导者。我们的产品和解决方案已经应用于多个物联网重点示范项目，成为全国各地物联城市建设的重要技术支撑力量。 我们以让人们感知真实的世界为愿景，运用各类传感器，帮助不同地区不同行业的人们更加直接、自由、平等地获取信息，消除各种信息偏差。为应对日益严重的气候变化及各种地质灾害，我们通过领先的低碳解决方案，帮助客户用绿色环保的方式创造最佳的社会、经济和环境效益，维护人类的长远发展和安全。是一家经国家相关部门批准注册的企业。公司在监控系统，数字化视频集成图像系统方面，汽车电子，传感器，网络传播等方面 一直保持着不断更新，不断创新的奋斗历程，没有最好的产品只有更好的产品是公司为之奋斗目标，完善的售后服务是我们不可动摇的原则，希望我们做得更好！

2) 公司凭着良好的信用、优良的服务与多家企业建立了长期的合作关系。物联传感技术有限公司热诚欢迎各界朋友前来参观、考察、洽谈业务。公司一贯坚持“质量第一，用户至上，优质服务，信守合同”的宗旨，凭借着高质量的产品，良好的信誉，优质的服务，产品畅销全国.竭诚与国内外商家双赢合作，共同发展，共创辉煌！

3) 物联网四大关键技术上已有两项重大应用：智能家居市场和传感器技术，分别由全资子公司物联传感技术新高理进行研发、生产和销售。来自物联网智能家居的收入井喷，而传感器市场占有率也较高。

2010年，信息防伪产业板块实现销售收入1.35亿元，同比增长9%；敏感电子元器件和传感器技术产业板块实现销售收入1.4亿元，同比增长52%，净利润同比增长130%。其中，家电传感器新品数量较上年增加44%；强电弱电线束新品数量较上年增加100%；汽车传感器元件新产品数量较上年增加80%。

无线传感器网络技术

无线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着外界的物理信息，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采集，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。工程师可以从网关获取数据，查看历史数据记录或进行分析。通常，一个典型的无线传感器网络节点的硬件结构包括：传感器接口、ADC、微处理器、电源以及无线收发装置。

无线传感器网络诞生于上世纪70年代，最早被应用于美国军方资助项目。经过近30年的发展，无线传感器网络的应用逐渐转向民用，在森林、河流的环境监测中、在建筑环境的智能化应用中，以及一些无法放置有线传感器的工业环境中都已经出现了它的身影。在1999年和2003年，美国商业周刊和MIT技术评论杂志相继将其评价为21世纪最具影响力的20项技术以及改变世界的10大新技术。

作为一种针对应用而开发的技术，在项目中选择无线传感器网络必须考虑到实用性。构建一个典型的无线传感器网络，必须要考虑以下四个重要的因素：网络选择，拓扑结构，功耗以及兼容性。

《物联网传感器技术及应用》适合从事物联网研究的科研人员以及政府公务员、企业管理者等物关网爱好者阅读，也可做为高等院校信息类、通信类、计算机类等专业的物联网概论课程的教学用书。

第1章概论

1.1物联网概述

1.1.1物联网的功能属性与特征

1.1.2物联网体系架构

1.1.3物联网在中国的发展

1.1.4物联网产业链分析

1.1.5物联网现阶段发展中的六大问题

1.2物联网传感器及其在物联网中的基础地位

1.2.1传感器与物联网传感器

1.2.2国内外对传感器技术的认识

1.2.3传感器产业技术发展现状

1.2.4物联网与传感器产业的发展

1.3物联网传感器目 前主要应用领域

1.3.1物流及安保领域

1.3.2环境参数监测领域

1.3.3设备状态检测领域

1.3.4物理参量检测领域

1.3.5环境感知检测领域

1.4物联网传感器核心技术及应用

1.4.1RFID识别技术

1.4.2MEMS工艺技术

1.4.3传感网技术

1.4.4无线传感器网络技术

1.4.5无线传感网络能量收集技术

1.5中国物联网传感器发展的优势、问题及目标

1.5.1中国传感器产业的优势

1.5.2中国传感器产业发展存在的主要问题与对策

1.5.3物联网传感器发展目标

第2章传感器技术与原理

2.1 传感器的定义与作用

2.1.1传感器定义

2.1.2传感器的机理

2.1.3传感器的作用

2.1.4传感器技术发展阶段

2.1.5传感器产品工艺发展方向

2.2传感器的原理与特性

2.2.1传感器的组成

2.2.2传感器的信号转换方式

2.2.3传感器的特性

2.2.4传感器的影响因素及误差

2.2.5传感器的选用原则

2.2.6传感器使用的注意事项

2.3传感器的命名方法及分类

2.3.1传感器的命名

2.3.2传感器的表示方法

2.3.3传感器的分类

2.4 电阻式传感器及应用

2.4.1机械量传感器

2.4.2磁敏及光敏电阻传感器

2.4.3 电阻式传感器应用

2.5 电感式传感器及应用

2.5.1 自感式传感器

2.5.2互感式传感器

2.5.3 电涡流式传感器

2.5.4电感式传感器应用

2.6 电容式传感器及应用

2.6.1 电容式传感器原理

2.6.2 电容式传感器特点

2.6.3电容式传感器应用

2.7光学传感器及应用

2.7.1光探测器

2.7.2光图像传感器

2.7.3光纤传感器

2.7.4光学传感器应用

2.8传感器技术和产业发展趋势

2.8.1传感器技术发展趋势

2.8.2传感器技术发展路线图

2.8.3传感器技术发展目标

2.8.4传感器产业“十二五”期间发展思路

第3章RFID技术基础与应用

3.1 RFID概述

3.1.1 RFID与物联网关系

3.1.2 RFID的基本概念

3.1.3 RFID组成

3.1.4 RFID分类

3.1.5 RFID发展历史与现状

3.1.6 RFID在物联网中的应用

3.2 RFID工作原理及特征

3.2.1 RTID工作原理

3.2.2 RFID工作特征

3.3 RFID关键技术

3.3.1 RFID软件中间件技术

3.3.2 RFID安全与隐私保护

3.3.3 RFID防碰撞协议

3.3.4 RFID天线技术

3.4 RTID标准

3.4.1 RFID标准简介

3.4.2 RFID频率标准

3.4.3 RFID标准体系结构

3.5 RFID数据的安全性与完整性

3.5.1 RFID数据协议与方式

3.5.2 RFID数据安全性

3.5.3 RFID数据完整性

3.6 RFID与无线传感器网络整合

3.6.1 RFID与无线传感器网络整合的原因

3.6.2 RFID标签与传感器的整合

3.6.3 RFID标签与无线传感器节点和无线设备的整合

3.6.4读写器与无线传感器节点和无线设备的整合

3.6.5 RFID与传感器的混合

3.7 RTID发展趋势

3.7.1 RFID应用系统的发展趋势

3.7.2射频识别市场发展现状与预测

第4章MEMS工艺技术

4.1 MEMS概论

4.1.1 MEMS的概念

4.1.2 MEMS的特征

4.1—3 MEMS的形成与发展

4.1.4 MEMS的发展前景

4.2 MEMS的组成

4.2.1 微传感器

4.2.2微驱动器

4.2.3微能源

4.3 MEMS的设计

4.3.1 MEMS设计概述

4.3.2 MEMS设计的主要内容

4.3.3 MEMS设计的主要方法

4.4 MEMS的材料及制造技术

4.4.1 MEMS的材料

4.4.2 MEMS的制造技术

4.4 MEMS的封装

4.4.1 MEMS封装的概念

4.4.2 MEMS封装与集成电路封装的比较

4.4.3 MEMS封装的等级和接口

4.4.4 MEMS封装的工艺

4.4.5 MEMS封装的材料

4.5 MEMS的检测

4.5.1 MEMS检测的一般方法

4.5.2 MEMS中微弱信号检测与处理

4.6几种典型的MEMS传感器

4.6.1硅压阻压力传感器

4.6.2硅电容（3D技术）智能压力传感器

4.6.3气体传感器

4.6.4巨磁传感器

4.6.5流量传感器

4.6.6硅麦克风（声音）传感器

4.6.7温、湿度传感器

4.6.8硅陀螺（加速度）传感器

4.7 MEMS的应用

4.7.1 MEMS在医学中的应用

4.7.2 MEMS在汽车中的应用

4.7.3 MEMS在军事中的应用

4.7.4 MEMS技术的其他应用

第5章智能传惑器

5.1智能传感器概述

5.1.1智能传感器的基本概念

5.1.2智能传感器的组成

5.1.3智能传感器的功能与特点

5.1.4智能传感器的基本技术

5.1.5智能传感器标准体系

5.1.6智能传感器的应用与发展

5.2智能传感器的体系结构

5.2.1智能传感器的层次结构

5.2.2智能传感器的设计结构

5.2.3智能传感器的结构

5.2.4智能传感器的形式

5.3 智能传感器通信技术

5.3.1 概述

5.3.2汽车协议

5.3.3 工业网络

5.3.4楼宇与家庭自动化

5.4 网络化智能传感器

……

第6章无线传感器网络

第7章传感器网络技术标准

第8章物联网示范工程中的传感器应用

附录2012中国市场传感器调查报告

参考文献