传感器技术论文范文
时间：2023-03-01 05:50:41
传感器技术论文范文第1篇
本文以常用的车载物流过程为研究对象，在货柜中部署传感器节点，来实时监测货物运输过程的相关环境参数，WSN中的汇聚节点通过蓝牙传输协议将数据传给作为网关的智能手机，智能手机通过GPS卫星定位将位置信息加入到参数数据中，再通过移动通信网络将数据传输到后台系统中。本论文研究主体为车载部分，其架构如图2所示。
1.1传感器节点的设计本系统中，传感器节点的主要任务是实时监测相关环境参数，并对其他节点转发来的数据进行存储和转发，使数据通过WSN传输到汇聚节点处，其处理能力、存储能力和通信能力要求不高，因此采用简单节约的设计方案。如图3所示，传感器节点由传感器模块、处理器模块、射频模块、电源模块和电路等部分组成。传感器模块负责对所需参数进行采集和模数转换。处理器模块负责控制整个传感器节点的操作，存储和处理传感器模块采集的以及射频模块发送过来的数据。射频模块负责与其他节点之间的通信，对数据进行发送或接收。电源模块负责为整个节点提供运行所需的能量，是决定节点寿命的关键因素之一。电路则包括声光电路、复位电路及接口电路等。（1）处理器模块。处理器模块是传感器节点的核心部分，本设计方案中，处理器选用德州仪器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，该处理器采用1.8V-3.6V的低电压供电，可以在低电压下以超低功耗状态工作，非常适合应用在对功耗控制要求甚高的无线传感器网络。该处理器同时拥有较强的处理能力和较丰富的片内资源，拥有16kB闪存、512BRAM、2个16位的定时器、1个通用同步异步接口（USART）、12位的模数转换器（ADC）和6个8位并行接口。（2）射频模块。在无线传感器网络实际应用中，传感器节点既需要发射又需要接收数据，因此本设计方案中的射频模块采用收发一体的无线收发机。射频模块采用Chipcon公司推出的无线收发芯片CC2420，它的工作电压位于2.1~3.6V之间，收发电流不超过20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要较少的电路就可工作，天线设计采用PCB天线，进一步减小模块体积。CC2420工作在2.4GHz频段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee协议；采用O-QPSK调制方式，抗邻道干扰能力强；128B接收和128B发射用的数据缓存空间，数据传输速率高达250kb-ps。（3）传感器模块。传感器节点的数据采集部分根据实际需要选择相应的传感器，如温度、湿度、振动、光敏、压力等传感器。本文的研究重点不在传感器上，因此仅以温湿度传感器作为例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15温湿度传感器，该传感器将传感元件和信号处理电路集成在一起，输出完全标定的数字信号[3]。其工作温度范围在-40℃-123.8℃之间，其在-20℃-70℃范围内，温度测量精度在±1℃以内；湿度范围在0%-100%之间，在10%-90%范围内，湿度测量精度在±2%以内。
1.2汇聚节点的设计在本系统中，汇聚节点的主要任务是接收传感器节点转发来的数据，进行存储和处理后传输到网关节点处，同时，接收来自网关节点的信息，向传感器节点监测任务。汇聚节点是连接WSN和外部网络的接口，实现两种协议间的转换，使用户能够访问、获取和配置WSN的资源，对其处理能力、存储能力和通信能力要求较高。而为了与传感器节点匹配，汇聚节点的硬件结构与传感器节点基本相似，如图4所示，汇聚节点没有传感器模块，增加了存储器模块和蓝牙通信模块。（1）处理器模块。同样的，处理器模块也是汇聚节点的核心部分，主要负责控制整个汇聚节点的操作，存储和处理来自射频模块或者蓝牙通信模块的数据，再将处理结果交给射频模块或者蓝牙通信模块发送出去。本设计方案中，处理器选用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，该处理器和MSP430F135一样，可以在1.8V~3.6V的低电压下以超低功耗状态工作，但其拥有更强的处理能力和更丰富的片内资源，48kB闪存和10KBRAM、2个16位定时器、1个快速12位ADC、双12位DAC、2个USART接口和6个8位并行I/O接口。（2）存储器模块。考虑到物流运输过程中环境多变，容易带来一些不确定因素，这些不确定因素可能引起处理器自带的存储器中的数据丢失，因此汇聚节点需要存储一些重要的数据。本设计方案中，汇聚节点的外部存储器芯片选用由Mi-crochip公司生产的24AA64，工作电压低至1.8V，它采用低功耗CMOS技术，工作时电流仅为1mA，而且可以在恶劣的环境下稳定工作。由于汇聚节点对存储容量要求不高，而且24AA64芯片的存储容量为64KB，擦写次数可达到百万次，因此一块芯片即可满足本系统的存储要求。（3）蓝牙通信模块。本系统采用智能手机作为后台系统和WSN之间的网关，来实现远距离的数据传输。为了使汇聚节点与智能手机能够进行通信，采用蓝牙通信协议。而在汇聚节点使用蓝牙通信方式需要增加一个蓝牙通信模块。本设计方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模块，其工作电压为3.3V-6V，工作电流最大为25mA，功耗较低；其最大传输距离为100m，通信速率最高可达115200bps；其天线为PCB天线，所需器件很少，故模块的体积很小，可以通过串行接口直接与处理器模块相连。
1.3网关节点的设计本系统要求在后台系统和WSN部署点间进行双向通信，为了实现远距离的数据传输功能，有两种方案，一是汇聚节点增加移动通信模块，如GPRS模块[4]；二是采用智能手机作为后台系统和汇聚节点之间的网关。方案一对汇聚节点的要求进一步提高，不仅处理过程更加复杂，其能量消耗也大大提高；另一方面要实现物流过程的跟踪，还需有定位功能，一般采用GPS模块[5]，这样成本也将大大提高。相比之下，方案二优势明显，采用智能手机可以进行各种复杂的数据处理，进行大量数据的存储，使用移动通信网络与后台系统进行通信，使用内置的GPS定位功能，后台用户可以在紧急事件发生时直接联系货车司机等。因此，本系统采用智能手机作为网关节点。本设计方案中，采用中国移动M811手机作为测试对象，其支持4G/3G/GPRS等移动网络，可以方便地使用移动网络与后台系统进行通信；其具有GPS定位功能，可以实现货车定位；具有蓝牙通信功能，可与汇聚节点间采用蓝牙通信；使用An-droid4.0操作系统，拥有丰富的开源资源，方便软件的设计。
2系统软件部分设计
本系统使用WSN中的传感器节点检测物流过程中相关环境参数并发送到汇聚节点处，由其将数据通过蓝牙连接传输到智能手机，智能手机通过移动通信网络将加入GPS信息的数据传输到后台服务器。系统各部分的工作任务不一，硬件条件也有很大差别，因此系统的软件设计也十分关键。
2.1传感器节点程序设计传感器节点主要承担数据采集和发送的工作，由于其能量及处理资源有限，因此需要采取节能和减少数据处理的设计方案。本设计方案中，传感器节点采取按需求唤醒的工作方式，检测等待时间（等待时间可由后台设置）未到或者没有收到汇聚节点命令时节点处于休眠状态；当等待时间一到或者收到命令时，立刻开始工作，进行采集数据并发送，或者根据命令完成相应操作，完成后又进入休眠状态，等待下一次激活，其程序流程如图5所示。
2.2汇聚节点程序设计汇聚节点的主要任务是接收传感器节点转发来的数据，处理后通过蓝牙传输到网关节点处，同时接收来自网关的命令，完成相应的操作。相比于传感器节点，汇聚节点的工作更加复杂，而且其能量和处理资源也不多，因此采取与传感器节点相似的节能设计方案，将复杂的数据处理工作交予网关节点，其程序流程如图6所示。
2.3智能手机APP设计智能手机作为本系统的网关节点，承担协议转换、数据传输、数据处理等复杂工作，因此开发相应的应用程序（Applica-tionProgram，简称APP）来实现上述功能，其流程图如图7所示。该APP实现对智能手机内部蓝牙模块的调用，通过蓝牙连接与汇聚节点通信；利用智能手机的GPS模块获取位置信息，加入到接收到的传感器数据中，再通过移动通信网络传输到后台系统；接收后台系统的命令，完成相应的操作；同时通过智能手机对应的界面提供数据显示、告警提醒以及日志功能。
3结语
无线传感器网络成本低、部署简单、可靠性高，在现代物流技术得到越来越广泛的应用。本文提出了一种基于无线传感器网络和智能手机的物流监测应用系统，此系统主要由无线传感器网络、智能手机、移动通信网络和后台系统等部分组成，实现对物流运输过程的远程监控。本文对系统的车载部分进行了深入研究，重点描述了这部分软硬件的实现。总之，该系统使用户可以对整个物流运输过程进行实时有效地远程监控，加强物流管理，减少不必要的损失。
传感器技术论文范文第2篇
在通信中没有稳定通道，且在路由方面会出现极高延迟，无法保证网络通信中的安全问题，例如一些重要信息可能会被拦截并对其泄露，因此网络通信的安全性不够强，则不能够有效的保证信息安全的传输。
2对无线传感器的安全技术造成破坏的因素
2.1破撞攻击。在发包作用处于正常的节点中时，破坏方则会附带的将另一个数据包进行发送，使得破坏的数据由于出现数据的叠加无法有效的被分离开，从而严重的阻碍了正常情况下的网络通信，并且破坏了网络通信的安全性，即为碰撞攻击。建立监听系统则是最好的防卸方法，它是利用纠错系统来查找数据包的叠加状况，并及时的对其进行清除，从而确保数据安全的传输。
2.2拥塞攻击。拥塞攻击指就是破换方对网络通信的频率进行深入的了解之后，通过通信频率附近的区域的得知，来发射相应的无线电波，从而进行一步对干扰予以加大。对于这种状况，则需要采用科学合理的预防方式，来将网络节点装换成另一个频率，才能进行正常的通信。
3加强无线传感器网络安全技术的相关措施分析
3.1密钥管理技术。通常在密钥的管理中，密钥从生成到完毕的这一过程所存在的不同问题在整个加密系统中是极其薄弱的一个环节，信息的泄漏问题尤为频繁。目前我国对密钥管理技术上最根本的管理是对称密钥机制的管理，其中包括非预共享的密钥模式、预共享密钥模式、概率性分配模式以及确定性分配模式。确定性分配模式为一个共享的密码钥匙，处于两个需要进行交换的数据节点间，且为一种非常确定的方式。而概率性分配则是将密码钥匙的共享得以实现，则要根据能够进行计算的合理概率，从而使得分配模式予以提出。
3.2安全路由技术。路由技术的实施就是想节省无线传感器网络中的节点所拥有能量，并最大程度体现无线传感器网络系统。但由于传播的范围较大，因此在传输网络数据信息时常常不同程度的遭受攻击，例如DD路由中最根本的协议，一些恶意的消息通过泛洪攻击方式进行拦截及获取，并利用网络将类似虚拟IP地址、hello时间以及保持时间这样的HSRP信息的HSRP协议数据单元进行寄发的方式，来对正常情况下的传输实行阻碍，使得网络无法进行正常且顺利的通信流程。但通过HSRP协议和TESLA协议进行有效结合所形成的SPINS协议，则可以有效的缓解且减少信息泄露的情况的出现，同时进一步加强了对攻击进行预防的能力，从而保证无线传感器网络整体的系统具有安全性。
3.3安全数据相融合。无线传感器网络就是通过丰富且复杂的数据所形成的一种网络，其中的相关数据会利用融合以及剔除，来对数据信息进行传送，因此在此过程中，必须谨慎仔细的对数据融合的安全性问题予以重视。同时数据融合节点的过程中，必须将数据具体的融合通过安全节点进行开展，并且在融合之后，将一些有效的数据通过供基站予以传送，才能进一步对监测的评价进行开展，从而保证融合的结果具有真实性以及安全性。
3.4密码技术。针对无线传感器网络中的一些极其不安全的特性，可通过密码设置、科学化的密码技术，从而进一步保证网络通信能够安全的进行。同时通过加大密码中相关代码以及数据的长度，来大大降低信息泄露的情况，从而可以有效的保证通信数据的安全性。由于出现的密钥算法无法达到对称性，其中所具备的保护因素较大，并且拥有简单方便的密码设置，从而广泛、普遍的被人们运用到日常生活中。而在应用不同的通信设备时，则需要将相应的密码技术进行使用。
4结束语
无线传感器网络技术的先进以及便捷的特征，让其迅速的传播以及广泛的被人们运用，但其中所存在的一些安全性问题必须引起重视。对无线传感器网络造成影响的因素，需利用相关的技术及措施来保证网络的安全，例如安全数据融合、密码技术、密钥技术以及安全路由技术等，从而提升网络系统的安全性。
传感器技术论文范文第3篇
本文所设计传感器节点无线传感网络实时监测系统可以分为3个部分：无线传感器网络部分，广域网（移动网络或Internet）部分，远端用户部分。无线传感器网络的各个节点被安置在每个冷藏箱内，并组成通讯网络。每个节点上集成了温湿度、二氧化碳、乙烯、震荡检测器等传感器。温度是冷链运输过程中最重要的参数，直接影响食物的保鲜时间，湿度能体现出食物的失水程度，二氧化碳能表现出食物内部的代谢情况，乙烯能反映运输过程中的果实成熟过程，震荡检测则能体现一些突况。各个传感器受嵌入式CPU控制并将信息交给CPU处理，同时嵌入式CPU与Zigbee协议处理芯片通信已实现协议层面的各种操作。以此方式实现对传感器采样周期、工作状态等的设置和调控。各节点将各种传感器采集的数据进行存储、压缩并发送给上一级路由器，再由路由器发送到协调器。在协调器上，安装有GPRS和WiFi空中接口，能够根据具体环境选择一种方式将各路由器发送到协调器的食品所处环境信息发送到广域网中。
广域网部分在本文系统中指移动服务器或者Internet。协调器将监测到的环境信息发送到广域网中，而广域网则提供中转的功能，便于物流管理者在远端获取这些环境信息。远端用户部分指物流管理者通过在PC上开发的用户界面或者在手机上开发的相关应用程序从广域网获取实时的冷鲜食品信息，并根据这些信息对出现的异常情况及时地做出判断和调整。
由于终端节点是通过电池供电的，而在一次长途运送过程中无法更换电池，所以终端节点的功耗是在设计中需要考虑的重要问题。合理利用Zigbee协议栈中提供的节点睡眠功能将有效地优化终端节点的能量利用效率。因为传感器采集的环境信息将按照一定周期上传给路由节点或协调器，所以在不需要发送信息时，可以将发送模块以及嵌入式CPU中与发送有关的功能置于睡眠状态，在需要发送数据时再由设置好的系统时钟进行唤醒。这样通过软件的编写，控制各个模块的工作时间，对能量进行分时合理利用将大幅提高终端节点的电能使用时间，使整个传感器节点网络更加适用于实际的冷鲜食品物流监控应用。
2结语
基于传感器节点网络技术的冷鲜食品物流管理系统对于冷鲜食品的物流管理具有重要作用，在未来的应用中将针对移动终端设备的普遍应用进行基于andriod系统的程序设计与开发。使得物流管理系统可以跨平台使用，并且具有可移植。
传感器技术论文范文第4篇
极限型相对于浓差型，不需要参比气，在固体电解质的阴极侧进一步设置限制气体扩散的扩散层。当在固体电解质两侧施加一电压，阴极附近的氧得到电子形成O2-，O2-通过固体电解质到达阳极被还原失去电子产生氧，在电极电路中产生可测泵电流，这相当于一个电化学氧泵。施加的电压增大，泵氧速度增大，当电压超过某一数值，气体扩散速度小于泵氧速度，泵电流达到极限值。依据扩散孔隙大小，分为普通扩散（孔径远大于分子平均自由程）和克努森（孔径远小于分子平均自由程）扩散。在扩散层参数（扩散系数、孔截面积、孔长度）固定时，普通扩散（如小孔型）的极限电流与氧分压的对数成正比；克努森扩散（如多孔型）的极限电流与氧分压成正比。极限型在理论空燃比附近以及浓燃烧（贫氧）区域产生电信号极其微弱，因此主要用于稀薄（富氧）燃烧发动机（即作为稀薄空燃比型）。极限型需要加热器使得固体电解质达到工作温度。为了调整传感器的响应时间，极限型也发展了套管式、平板式。根据扩散层类型，极限型包括物理扩散障碍型（包括小孔扩散和多孔扩散）、化学扩散障碍型（致密型）。物理扩散障碍的材料一般为Al2O3；化学扩散障碍的材料是固体电子-离子混合导体，后者是依靠混合导体两侧的氧化学势差，通过混合导体的晶格缺陷将O2-传输至氧泵电池的阴极，混合导体的材料可为钙钛矿结构的镧系过渡金属氧化物（如镧锶锰、镧锶钴、镧锶镍、铷锶钴、铷钙钴等）、稀土与过渡金属掺杂的氧化铈和氧化锆为基体的萤石与烧绿石型氧化物。另外，利用浓差电池原理和电化学氧泵原理可组成管式或板式双电池型宽域氧传感器，该型传感器可用于整个浓燃烧和稀薄燃烧范围的空燃比控制。
2氧化物半导体型
在氧化物半导体表面上形成一对电极。根据周围气氛的分压，氧化物半导体（如TiO2、Nb2O5、CeO2、CoO2、SnO2、ZnO等）自身进行氧化或还原反应，导致半导体的电阻发生变化。在温度固定时，半导体电阻的对数与氧分压的对数成正比。该型传感器需要加热器使得半导体达到工作温度，不需要参比气，按照结构分为烧结体型（片状）、薄膜型、厚膜型。
3场效应晶体管（FET）型或肖特基势垒二极管型
电极形成在FET的YSZ栅上或半导体表面的氧敏膜上。在气/铂/YSZ或气/铂/TiO2三相界面上，氧被催化为O2-，使得铂/YSZ或铂/TiO2界面的电位发生变化，进而使得FET阈值电压或二极管端电压发生变化，通过测量FET阈值电压或二极管端电压变化获得氧分压。该型传感器适用于室温到高温。
4混合电势型
在固体电解质表面上形成具有不同催化作用的电极。将传感器置于含有氧气和还原性气体的混合气中，不同的电极上产生不同的平衡电势，在还原性气体浓度固定时，平衡混合电势与氧气浓度的对数成正比。本文以工作原理分类为主线，对不同类型的汽车用氧传感器专业技术进行梳理，形成清晰的汽车用氧传感器专业技术脉络，便于根据结构和所测量辨识不同类型汽车用氧传感器专业技术。
传感器技术论文范文第5篇
带有执行器节点的无线传感器网络在功能实现中与普通网络不通，传感器节点检测指定事件后，事件消息将直接发送到最近的执行器节点，执行器节点会进行自我分析与决策，并以此为基础判断是否工作，并将事件消息发送到中心节点作为记录。
通过上面的分析，可见待执行器的无线传感器网络与普通无线传感器网络相比，既有优势也有缺点。优势为系统具有突出的实时性。因为系统在完成工作时直接利用执行器节点对无线传感器网络的数据进行分析与决策，事件消息无需传递至中心节点，只需临近执行器节点就可完成动作；其次可以帮助传感器节点降低能耗，因为信息传递的跳数相比普通的无线传感器网络大幅降低，其节点数据的通信能量消耗也就随之降低；第三传感器网络流量相对小，减少了通信网络的资源冲突。信息传递主要集中在执行器节点周围，因此不同的事件所引发信息交叉传递的冲突减少；最后，减少了中心节点的运行负担，中心节点主要负责信息的记录与网络性能的调整，不需要针对单个事件处理各种数据并作出决策。
带执行器节点网络的结构和应用
从本质上看执行器网络就是带有执行器的无线传感器网络，传感器负责从环境获得信息，而执行器节点负责对环境加以改变。传感器和执行器节点之间以无线链路的模式连接。
传感器节点感知和报告环境信息而执行器节点负责对信息进行处理并行动，作用于环境。待执行器节点的无线传感器网络的结构因为信息传递的模式而存在差异，研究的方向也不尽相同。下面以星形拓扑为例进行分析，在研究中带执行器节点的无线传感器网络构成一个星形拓扑，其BS充当网络控制器和与上层网络连接的网关。BS包括了有线总线和无线接口。其MAC层利用时分多址技术。每个传感器集成到执行器中，形成一个传感器+执行器的模块化结构。这些模块可以进行单跳无线通信到达BS。利用传感器和执行器之间的时隙和频隙差异，可以避免传感器和执行器之间的信息冲突。在WSAN的应用中，必须保证实时通信和已经定义的时序行为，所以星形拓扑结构是一种按照实时性的有效结构方案。
在应用方面，WSAN的应用较为广泛，如在畜牧业农场控制公牛的攻击行为，即在公牛的繁殖期限内，公牛的攻击性较强会带来对自身的伤害。在饲养过程中可以利用带执行器的无线传感器网络对此行为进行控制，方法就是在公牛的项圈上安装传感器和执行器，以此检测公牛的行为模式。硬件平台作为中心控制系统，集成大量的传感器和执行器，其利用处理器和闪存构成。无线电收发设备和硬件平台作为执行器的集成刺激面板，安装在项圈内的特殊设计可以在执行器的激发下工作。集成传感器可以根据位置和速度采集公牛的运动形态，如果公牛出现类似攻击的行为，则执行器接收指令对公牛进行刺激，抑制其攻击。
带执行器无线传感网络的协议设计
1通信协议的设计
为了在网络中充分利用执行器的计算和通信能力，带执行器节点的无线传感器网络的通信协议往往要复杂于普通的无线传感器网络。其除了包括传感器之间的通信协议外还需要具备执行器与传感器之间的协议，以及执行器节点之间的协议内容共同组成。下面就这三个不同的协议内容进行分析：
（1）传感器节点的之间的通信协议。在某个特殊环境下，传感器节点的信号都是以单跳的模式向周围的执行器节点传递，这种结构对于待执行器节点的无线传感器网络而言较为常见，对于需要传感器之间进行通信的系统而言，可以使用普通传感器网络中的协议完成通信，在模拟环境中，传感器节点可以直接将信息传递给执行器节点，而不需要传感器节点间的通信协议来支持；
（2）执行器节点与传感器节点的协议。在执行器决策算法的支持下，这个协议仅仅需要在传感器检测到事件发生的时候，将事件消息和自身标示传递给最近执行器即可实现功能。这样的设计思路可以提高通信消息中有效消息的占比，从而提高节能效果；
（3）执行器之间的协议。执行器之间的协议通常是为了协调发生的边缘事件，这种事件的出现主要集中在多个执行器都可以实现动作的情况下，如果在特定的地点和时间内，执行器节点出现竞争，则协议负责对其进行协调，确定一个执行器完成动作。某个执行器节点发出请求后，其他竞争节点同意后这个执行器才能完成动作。
2执行器的决策计算方法
传感器技术论文范文第6篇
G.Martinelli,M.C.Carotta,V.Guidi
University of Ferrara,Italy Eds
Proceedings of the 9th
Italian Conference Sensors and Microsystems
2005,493pp.
HardcoverUSD128.00
ISBN 981-256-386-5
本书是由意大利传感器及微系统学会(AISFM)组织的第9届意大利传感器及微系统会议的会议录｡这次会议于2004年2月8-11日在意大利北部城市费拉拉举行｡它是由费拉拉大学物理系主办的｡整个会议被分成了11个口头宣读分组会和2个书面张贴分组会｡这本会议录收录了来自103个研究单位的83篇论文,充分表明了意大利当前在该领域中进行着非常活跃的研究,这本论文集完整地记录了这些年来由物理､化学､生物学､工程､医学及其他领域组成的研究团队的多学科特点｡
本书收集的83篇论文被分成了7个部分｡第一部分生物传感器与生物医学应用,有13篇论文;第二部分气体传感,有13篇论文;第三部分纳米科学与新材料,有8篇论文;第四部分物理传感器,有12篇论文;第五部分光学传感器,有11篇论文;第六部分微型机械加工,有9篇论文;第七部分应用及新技术,有17篇论文｡
其中部分论文的标题为:1．用于人类动脉电液速度纵断面及血管壁弹性同时检测的超声系统;2．气体敏感酶-金属接触的性质;3．全电子DNA检测技术;4．具有快速反应原WO3碳轻化合物传感器;5．用于氢检测的硅纳米线;6．APSFET的制造及特征:一种吸附多孔砖FET;7．借助于简单微加热器的集成改进QMB传感器的恢复时间;8．气体传感器应用的纳米结构反应能力;9．适用于气体传感器应用的MoO3 纳米棒;10．对基于聚合物合成薄膜VOC传感器的改进;11．30年之后厚膜电阻的压阻效应;12．基于砖的3个轴向力传感器的开发及特性;13．用于模拟悬臂梁动态特性的电学模型;14．适用于环境监测综合手段的光电传感器;15．一种新的利用CVD―金刚石器件UV成像方法;16．用于监测水中重金属离子的光学传感器;17．用于实时PCR检测的微流体器件;18．毛细管电泳现象微型机械玻璃基片;19．低启动电压RF-MESE开关的机电性能;20．用于监视超高真空中有机化合物增长的SMART-RAS系统的应用;21．采用∑调制的功函数测量自动系统;22．高性能模拟电路OPAMP的调谐｡
会议录的编辑认为:这次会议的举行及本书的出版表明了意大利在从事传感器及微系统研究工作中取得了重大进展,意大利成为这个领域中最先进的国家｡本书可供从事该领域研究及应用的研究人员､工程师阅读借鉴｡
胡光华,高级软件工程师
(原中国科学院物理学研究所)
Hu Guanghua,Senior Software Engineer
传感器技术论文范文第7篇
Proceedings of the 10th
Italian Conference Sensors
and Microsystems
2008, 674pp.
Hardcover
ISBN 9789812833525
A G Mignani等著
本书精心收集了2006年2月15-17日在意大利Firenze市举行的第10届传感器与微系统会议上的论文。这次会议由意大利传感器与微系统协会(AISEM)和费拉拉大学应用物理系组织,整个会议由9个口头宣读分组会和2个书面张贴分组会组成,它在意大利为物理、化学、生物、工程、材料科学等领域的专业人士提供了一个独特的跨学科的交流平台。传感器与微系统会议论文集自第一版出版以来,为传感器与执行器、材料与工艺技术、信号的监控、获取和控制、数据处理、图像识别技术、微系统、微机械等与传感器相关学科的关键研究领域做出了突出的贡献。
传感器与微系统是一门多学科交叉的综合性学科,它涉及到科学技术的各个领域。本书收录的109篇论文被分成10个部分介绍,1.应邀演讲报告,包括计算机屏幕上的图像辅助技术:原理和应用等4篇文章;2.生物传感器,包括基于纳米材料的GOD生物传感器的制备与表征等7篇文章;3.生命功能监测,包含了导管..导管内的伽玛射线探测仪、用于移动医疗的基于红外线的心率监测10篇文章;4.气体传感器,包含了气敏氧化锡纳米带的发光特性、纳米结构的三氧化钨(WO3)气敏材料的高温沉积等30篇文章;5.液相化学传感器,包含了基于二氧化锡光学传感器的水中氨的检测、用光纤探针和低成本分光度计对水中Cr(VI)含量的在线全自动测量等6篇文章;6.化学传感器阵列,包含了用于酒质量监测的具有线性温度特性的气体传感器阵列的发展等8篇文章;7.微制造与微系统,包含了温度对MEMS振荡器影响的仿真与建模等13篇文章;8.光学传感器,包含了带有微加热器和热电堆的CH4红外传感系统等10篇文章;9.物理传感器,包含了一种基于有机场效应晶体管的应力计量传感器等15篇文章;10.系统、网络和电子接口,包括一种集成的带有分离振荡器的宽范围的阻抗/时间转换器等6篇文章。
本书内容丰富新颖,几乎涵盖了传感器的各个领域,介绍了传感器在各个领域的新发展、新成果和新应用,适合于从事不同传感器及其相关领域的研究人员和工程师们参考阅读。
孙方敏,
博士生
(中国科学院电子学研究所)
Sun Fangmin, Doctoral Candidate
传感器技术论文范文第8篇
关键词 功能纳米材料； 生物传感器； 评述
1 引 言
生物传感器（Biosensors）是一门集化学、生物学、医学、物理学、电子技术等诸多学科于一身的交叉学科[1]。近年来， 随着纳米技术（Nanotechnology）和功能纳米材料（Functional nano-materials）的迅速发展， 生物传感器的性能已提高到一个新的水平[2]。基于功能纳米材料的生物传感器呈现出体积更小、检测速度更快、灵敏度更高和可靠性更好等优异性能， 在临床诊断、工业控制、食品和药物分析、环境监测以及生物技术、生物芯片等诸多领域有着十分广阔的应用前景[3，4]。 因此， 21世纪的第一个十年被称之为“传感的十载” [5]。在这10年中， 该领域的发展非常迅猛， 平均每年约有2000篇相关论文在国际杂志发表， 2011年度在国际杂志刊载发表的相关论文已超过3000篇，其中包括Nature Communications， Journal of the American Chemical Society， Analytical Chemistry， Angewndte Chemie International Edition， Chemistry-A Europe Journal等知名期刊。国内相关领域的研究紧跟国际发展的步伐， 取得了较好的研究成果， 2011年度国内期刊刊载相关论文60余篇， 其中在《分析化学》和《中国科学：化学》（中英、文版）上近40篇， 在很大程度上推动了国内生命分析学科的发展。
2 基于功能纳米材料的生物传感器的研究现状
不同纳米结构材料的生物功能化是生物传感器研究的主要亮点和重点[6]。国内在该领域的研究发展也十分迅速， 在2011年度中国期刊刊载发表基于功能纳米材料的生物传感器的论文中， 纳米材料结构涉及二维纳米膜[7～18]、一维纳米管[19～31]和零维纳米粒子[32～46]， 其中研究工作以零维纳米粒子和二维纳米膜居多；分析对象广泛， 包括DNA、大肠杆菌内毒素、癌胚抗原、氨基酸、葡萄糖、酶、唾液分泌性免疫球蛋白 A、IgG、细胞＼， 基因、谷胱甘肽、过氧化氢等；传感器类型有电化学传感器、表面等离子共振（SPR）传感器、石英晶体微天平（QCM）传感器和光学传感器， 其中多数为电化学传感器， 在其它类型传感器方面的探索研究还有待进一步加强。
2.1 二维纳米膜
二维纳米材料中最具代表性的是纳米超薄膜。国内研究利用不同的制备技术（如自组装、电化学聚合及滴涂法），制得不同的纳米超薄膜，建立各种生物传感器。如Zhang等[7]通过静电组装的方式将双链 DNA 膜组装到纳米 SnO2半导体电极上， 然后使用一种DNA双链嵌入剂， 即Ru（bpy）2（dppz）2+作为光电信号分子， 根据电极的光电信号的变化， 研究光电传感器中纳米材料对DNA的损伤， 为纳米材料的毒理学研究奠定了理论基础。刘艳等[9]利用阳离子型聚合物聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）和功能化的带负电荷的多壁碳纳米管（MWCNTs）及石墨烯（GR）之间的静电吸附， 通过层层自组装的方法在GCE的表面制备了均一、稳定的（PDDA/GR/PDDA/MWNTs）5 多层膜。由于GR和MWCNTs均具有良好的导电性能， 可以提高H2O2的氧化反应中电子传递的能力。该电极对H2O2的氧化显示出较好的电催化活性， 对H2O2响应灵敏度高， 检测范围宽。在此基础上可进一步对膜进行修饰， 如对生物分子的固定， 有望研制出灵敏度更高， 抗干扰性更好的生物传感器。
电化学聚合法在二维膜的制备中因其简单、快速的特性得到广泛应用。张志军等[10]以电化学聚合苯胺（ANI）/邻氨基苯甲酸（OAA）， 制得在中性溶液中具有导电性的聚（苯胺-邻氨基苯甲酸）（PAOAA）共聚物膜， 随后负载Cu2+通过配位作用固定过氧化氢酶， 实现了蛋白的有效固定， 并保留了蛋白质的活性， 为传感器表面生物分子的有效固定提供了新途径。张玉雪等[11]利用循环伏安法将新蒸单体吡咯和羧基化WMCNTs聚合到电极表面， 通过生物素-亲和素体系固定探针， 制备了一种电化学DNA 生物传感器， 成功实现了对沙门氏菌毒力基因invA 的特异性基因片段的快速检测， 在食品与环境安全、临床基因诊断、药物筛选分析等领域有很广泛的应用前景。Zhang等[12]在玻碳电极（GCE）表面电聚合了一层邻氨基苯甲酸， 通过共价方法将抗-CEA（Ab1）捕获在聚合物膜表面。固定有Ab1的电极和结合有碱基磷酸酶标记的抗-CEA（Ab1）的金纳米粒子（AuNPs）复合物， 实现了对CEA的双催化信号放大的夹层检测法， 分析灵敏度提高了近百倍， 实现了CEA的高灵敏度电化学检测。
滴涂法也是二维膜材料制备过程中常见的方法之一。汪红梅等[15]依据慢性粒细胞白血病BCR/ABL融合基因的碱基序列， 设计了一种新型发夹结构锁核酸（LNA） 探针， 将该探针滴涂在金电极表面形成一超薄LNA探针膜层， 对慢性粒细胞白血病基因片段表现出良好的电化学响应信号， 有望在临床慢性粒细胞白血病基因的早起诊断中得到应用。
在2011年度国内基于二维功能纳米膜作为分子识别元件在生物传感器中的应用的研究工作中， 二维纳米膜的制备方法多以电聚合和滴涂法为主， 只有很少一部分工作使用自组装的方法制备二维纳米膜。然而， 自组装是目前制造纳米材料最方便、最普遍的途径之一， 特别对于制造结构规则的功能纳米材料， 自组装已经显示出独一无二的优越性。因此， 今后应加强研究自组装功能纳米材料在生物传感器领域中的应用研究。
2.2 一维纳米线、纳米棒和纳米管
纳米线和纳米棒以其优越的光学性能、电学性能以及力学性能等特性引起了物理界、化学界及材料界科学家的普遍关注。但是， 由于纳米线和纳米棒的制备工艺相对较复杂， 使其在生物传感器领域的应用远不如二维纳米膜和零维纳米粒子广泛。目前， 国内在这方面的研究报道较少。在纳米管的研究中， 以碳纳米管（CNTs）的研究最为热门。王艳等[20]将壳聚糖分散的羧基化的MWCNTs吸附到GCE表面， 利用静电吸附和Au-N、 Au-S共价键作用， 将阳离子电子媒介体硫堇和AuNPs层层组装到电极表面， 通过AuNPs单层吸附唾液分泌性免疫球蛋白 A（sIgA）， 构建了一种准确性和稳定性均较好的检测唾液sIgA的新型纳米免疫生物传感器；Tu等[21]利用金属镍的螯合物功能化的琼脂糖/MWCNTs复合物， 通过亲和作用固定高灵敏的辣根过氧化物酶（HRP）， 建立了检测儿茶酚的安培生物传感器， 为HRP生物传感器测定高毒性的酚类污染物提供了理论依据。姜炜等[22]构建了基于金纳米粒子/聚阿魏酸/多壁碳纳米管（AuNPs /PFA/MWCNTs）修饰电极的DNA计时库仑法生物传感器， 检出限为3.5×10
传感器技术论文范文第9篇
领域中都被视为未来的成
像器件。其出色的特性不
仅
>> CHOS图像传感器可处理高难度任务 人生高难度 超高难度 几种高难度静脉穿刺的处理方法 高难度化验等 驾驭高难度谈话 玩转高难度谈话 蔡依林 玩的就是高难度 超高难度的乐谱 高难度的博弈考题 高难度的爱情 等 高难度截图，小鼠标搞定 四次元超高难度 高难度面试演讲题的答题技巧 美联储加息 北京拿到高难度考卷 多传感器图像融合技术 CMOS图像传感器简议 新周期高难度跳水技术的突破口 保持稳定 提高难度 重视素质 考查能力 擅长做高难度乳癌手术的医生推介 常见问题解答 当前所在位置：中国论文网 > 科技 > CHOS图像传感器可处理高难度任务 CHOS图像传感器可处理高难度任务 杂志之家、写作服务和杂志订阅支持对公帐户付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，请告知我们")
申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 摘 要： CMOS图像传感器在许多
领域中都被视为未来的成
像器件。其出色的特性不
仅能满足工业及专业领域
中严格的图像捕获要求，
而且还会对我们的日常生
活产生越来越深入的影响。
FillFactory公司采用660
万像素高分辨率CMOS图
像传感器所采用的技术，
以及在该器件基础上针对
视力不佳人士开发推出全
球首部自动阅读设备
传感器技术论文范文第10篇
关键词：体系结构；水文自动测报；传感器网络技术
中图分类号：TN711 文献标识码：A 文章编号：
传感器最早在军事等领域应用，传感器网络由空间上分布的许多自动装置构成计算机网络，通过传感器，装置对不同位置的物理或者污染物、运动、压力、振动、声音、湿度等环境状况进行协同监控。虽然传感器网络最早起源于军事监测，现今已经在交通控制、家庭自动化、健康监护、生态监测等很多民用领域应用。传感器集成了分布式信息处理技术、嵌入式计算技术、通信技术、传感器技术，具备通信、计算、感知等功能。而论文中的主角传感器网络技术可以对网络分布区域内各种监测或环境对象的感知和采集，并对其进行处理，最后以多跳中继的方式，通过随机无线通信网络，给用户终端传输信息。在交通管理、医疗卫生、环境监测、远程控制等领域方面都离不开传感器网络技术，我们就来了解一下其在水文自动测报系统中的应用。
水文测报系统
传感器网络与其他无线网络的本质区别在于：它是以数据为核心的网络，它是具有分布式的智能网络系统。传感器网络实现了虚拟计算世界和真实物理世界的耦合。传感器网络中，网络在得到信息后，将其汇报给用户。社会经济的飞速发展，科学技术水平的不断提升，水文测报系统也进入了网络时代。水文测报系统为一个计算机网络。而系统按照不同的用户，将其分为中央机、中枢机、中心机、现场机。在国家防洪防旱调度指挥中心或者国家水利部服务的为中央机，在流域级管理的信息系统称为中枢机，服务于市级管理部门的信息系统称为中心机，而布置在现场环境的水文传输以及遥测系统称为现场机。建立水文测报系统的目的就是要将在现场采集的水文数据传达到数据处理中心，再通过决策和融合处理，满足系统同于管理与组织的目的。由现地机到中心机、由中心机到中枢机、中枢机到中央机，水文测报系统采用网络拓扑结构。通过现场装配的传感器，将各种水文数据由各个水文测站进行采集后，在进行存储前，适配器会将不同标准与格式的数据转变为具有统一标准格式的数据，并通过等无线方式或等有线方式传输到中心机，再对各种数据分析、处理、存储后，通过例如：、等传输至上层控制中心。
获取与处理信息是为了能够使传感器资源达到最优工作状态，用户除了能够及时掌握环境内的影响因素数值外，就需要控制与管理资源。管理层与系统组织控制与管理了分布于网络环境中各个节点上的数据源设备。智能仪表仪器、工作站、计算机等都在网络节点上体现。其核心设计就是采用分布模式代替了原来集中控制的测控网络，使其成为具有智能化、网络化、分散性、可互操作性、开放性的测控系统。
水文测报系统中传感器网络技术的应用
由处理、传递、收集水文实施数据的各种计算机、通讯设备、传感器等装置共同组成了水文自动测报系统。主要用于水利的调度和防汛，其分为中心控制站、信息传输通道、遥测站这3部分。水文自动测报系统仅需要几分钟的时间就可以处理小流域范围内的数据收集，并提供出水库、重点河段的水清和雨情等。
中心控制站将各个遥测站的水文数据集中，在经过了整理和计算后，对闸门的启闭进行控制，并及时预报洪水情况，最终实现水利调度。中心控制站的设备主要有电子计算机和通信电台等组成。信息传输通道分为无线和有线两类，作为电波传输线，它将中心控制站与遥测站连接。无线电通道克服了距离或障碍的困难，中继站在通信距离大于五十公里位置设置，能够满足各个方向通信要求。而有线通道可采用电话线为其专用线路，有线通道的不足之处在于受恶劣天气影响较大，会增加架空线等设备的成本。而有线通道最大的特点就是使用较为可靠方便，抗干扰能力强等。人们往往采用脉冲调制数字通信来作为传输信息的方式。遥测站中有电源设备、电台、数传机、编码器、水位计、雨量计等仪器设备，通过中心控制站的控制，遥测站实现自动收集水文参数实时数据，并将这些数据编成脉冲信号，传递于中心控制站。
我国的湖泊、江河分布范围广，例如太湖、长江等流域范围内存在着人力难以观测障碍，而在这些难于达到的流域部署传感器节点，就可对高精度的数据做到了如指掌，在水文监测中，使用传感器节点所组成的传感器网络，具有着显著的特点。第一，传感器的节点可以在节点之间进行监控，且具有通信能力，可以通过环境的变化来实现对复杂情况的控制。无线传感器节点其自身也具备了一定的存储功能和计算功能。第二，传感器的网络节点具有精度高、采集数据量大等特点，每一个局部区段的具体信息都可以由每个节点检测，其节点分布的范围广、密度高。第三，该传感器网络人为影响流域的因素小，因为传感器节点的部署简便，仅需要部署一次即可，且体积小。
2.1结构
传感器节点能够分布在不相邻的测控区域中，也可以集中部署在同一个区域内，不管如何布置，都可以形成传感器网络。传感器网络在水文测报中的应用如图所示。传感器节点向网关节点传送感知到的数据，而将传感器节点传输来的数据传到基站就是网关节点的任务，期间，数据会经由传输网络进行传输。传输网
图传感器网络用于水文测报系统的体系结构图
络的传输方式可以是无线也可以是有线。它负责协同综合网关节点、传感器网络网关节点信息的局部网络。基站备有本地数据库，用于传感数据的存放。通过，基站可以将数据传输至用户数据处理中心。用户可以在任何时候、任何地方，通过连接了的计算机，发出命令控制基站。
2.2功能
传感器网络通过分析流域内水文测报传感网络，而构建了其功能。在其功能中，从下至上分别为基础层、网络层、中间件层、数据处理与管理层、应用开发层。一个传感器的集合体现在基础层中，基础层是以研究水文测控系统中的蒸发器急闸门开度仪、雨量计、水位计等传感器及其系统为核心，它的主要功能有信息的初步处理、感知信息的传输与、感知对象信息的采集、监测感知对象等。网络层支持多传感器之间的写作，成功完成大型感知工作，网络层实现用户与传感器、传感器与传感器之间的通信，有效管理和控制传感器节点。通过软件系统，中间件层能够分析传感器网络系统的动态环境和资源管理。传感器数据管理与处理是数据处理层的核心，其中包括了对各种数据进行管理，支持感知数据的查询、存储、采集等，并对软件系统进行分析和处理。另外，还包括，对大型分布式传感器阵列的图像识别方法，排除误差信息的方法、新型统计算法等等。应用开发曾能够使用不同的应用层软件，开发各种传感器网络应用软件，它以检测任务为基础，传感器网络的管理层有远程管理、网络管理、拓扑管理、能量管理等。传感器管理主要对传感器智能设备和资源的管理，这时从广域上来讲的。另外，传感器的管理还可以看成是对传感器网内节点的管理。
结束语