物联网感知层技术精品PPT课件
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《感知物联网》课件
入侵检测与防御
实时监测网络流量，发现异常行为和入侵尝试，及时报警并采取防御 措施。
终端安全与防护
终端加固
对物联网终端设备进行安全加固，包括操作系统、应用程序和网 络服务的安全配置和管理。
访问控制
实施严格的访问控制策略，限制对终端设备的非法访问和操作，保 护终端设备的安全和稳定运行。
升级与打补丁
及时对终端设备进行软件升级和打补丁，修复已知的安全漏洞和隐 患，提高设备安全性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
感知物联网的未来展望
技术创新与突破
物联网感知技术的升级
随着传感器技术的不断进步，物联网的感知能力将得到进一步提升，实现更精准、实时的 数据采集。
云计算与边缘计算的融合
未来，云计算与边缘计算将进一步融合，为物联网数据处理和分析提供更高效、低延迟的 计算能力。
01
泛在化
随着技术的发展，物联网的应用 将越来越广泛，逐渐渗透到各个 领域。
智能化
02
03
融合化
随着人工智能技术的发展，物联 网将逐渐实现智能化管理和服务 。
随着物联网与其他技术的融合， 将形成新的应用模式和服务模式 。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
感知物联网技术
数据处理与分析技术
数据处理与分析技术概述
01
对海量数据进行高效处理和分析，挖掘数据价值，为
决策提供支持。
数据处理与分析技术方法
02 包括数据挖掘、机器学习、深度学习等技术，对数据
进行分类、聚类、预测等操作，提取有用信息。
实时监测网络流量，发现异常行为和入侵尝试，及时报警并采取防御 措施。
终端安全与防护
终端加固
对物联网终端设备进行安全加固，包括操作系统、应用程序和网 络服务的安全配置和管理。
访问控制
实施严格的访问控制策略，限制对终端设备的非法访问和操作，保 护终端设备的安全和稳定运行。
升级与打补丁
及时对终端设备进行软件升级和打补丁，修复已知的安全漏洞和隐 患，提高设备安全性。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
感知物联网的未来展望
技术创新与突破
物联网感知技术的升级
随着传感器技术的不断进步，物联网的感知能力将得到进一步提升，实现更精准、实时的 数据采集。
云计算与边缘计算的融合
未来，云计算与边缘计算将进一步融合，为物联网数据处理和分析提供更高效、低延迟的 计算能力。
01
泛在化
随着技术的发展，物联网的应用 将越来越广泛，逐渐渗透到各个 领域。
智能化
02
03
融合化
随着人工智能技术的发展，物联 网将逐渐实现智能化管理和服务 。
随着物联网与其他技术的融合， 将形成新的应用模式和服务模式 。
REPORT
CATALOG
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ANALYSIS
SUMMAR Y
02
感知物联网技术
数据处理与分析技术
数据处理与分析技术概述
01
对海量数据进行高效处理和分析，挖掘数据价值，为
决策提供支持。
数据处理与分析技术方法
02 包括数据挖掘、机器学习、深度学习等技术，对数据
进行分类、聚类、预测等操作，提取有用信息。
2024《物联网技术》ppt课件完整版
•物联网技术概述•物联网感知层技术•物联网网络层技术•物联网应用层技术•物联网在智能家居领域应用•物联网在工业自动化领域应用•物联网在智慧城市领域应用•物联网技术挑战与未来发展目录物联网定义与发展历程物联网定义发展历程物联网体系架构与技术特点物联网体系架构技术特点物联网应用领域及前景展望应用领域前景展望传感器技术及应用传感器定义与分类详细介绍传感器的概念、功能以及不同类型传感器的特点和应用场景。
传感器工作原理深入剖析传感器的工作原理，包括信号采集、转换和处理等过程。
传感器在物联网中的应用举例说明传感器在智能家居、智能交通、环境监测等物联网领域中的具体应用。
射频识别（RFID）技术及应用RFID系统组成与工作原理01RFID技术特点与优势02RFID在物联网中的应用案例03定位与跟踪技术及应用定位技术分类与原理跟踪技术及应用定位与跟踪技术在物联网中的综合应用01020304 ZigBee技术Wi-Fi技术LoRa技术NB-IoT技术以太网技术现场总线技术PLC电力线通信技术光纤通信技术物联网网关中间件技术云计算与大数据技术边缘计算技术物联网网关与中间件技术1 2 3云计算基本概念大数据处理技术云计算与物联网的结合云计算与大数据处理技术物联网安全与隐私保护技术隐私保护技术物联网安全挑战针对物联网中的隐私泄露问题，采用加密、匿名化、访问控制等技术手段，保护用户的隐私信息。
安全防护策略物联网应用平台与开发工具物联网应用平台开发工具与编程语言应用案例与解决方案智能家居系统架构与功能系统架构功能特点数据传输与处理物联网技术负责将设备采集的数据传输到云端或本地服务器，并进行处理和分析，为智能控制提供数据支持。
设备连接物联网技术通过无线或有线方式将家居设备连接起来，实现设备间的互联互通。
智能控制基于物联网技术的智能家居系统可以实现自动化、智能化的控制，如自动调节室内温度、湿度、光照等。
物联网在智能家居中的关键作用小米米家智能家居系统亚马逊Echo智能家居系统苹果公司HomeKit智能家居系统智能家居典型案例分析工业自动化现状及发展趋势现状发展趋势未来工业自动化将朝着智能化、网络化、柔性化方向发展，实现更加高效、精准、灵活的生产方式。
《物联网技术》PPT课件
电力线通信技术
讲解电力线通信的基本原 理、技术特点、标准协议 等，分析其在物联网中的 应用前景。
无线通信技术
无线局域网技术
介绍Wi-Fi、蓝牙等无线局域网技 术的原理、协议栈、组网方式等 ，及其在物联网中的应用。
蜂窝移动通信技术
阐述2G/3G/4G/5G等蜂窝移动通 信技术的演进历程、关键技术、业 务应用等，分析其在物联网中的作 用。
物联网设备安全威胁
包括设备漏洞、恶意软件感染 、未经授权的访问等。
数据传输安全威胁
包括数据泄露、篡改、重放攻 击等。
隐私泄露威胁
包括用户个人信息、位置信息 、行为习惯等被非法获取和利 用。
拒绝服务攻击
通过大量请求拥塞网络或耗尽 系统资源，导致物联网服务不
可用。
加密与认证技术
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้03
04
对称加密技术
03
通过云计算平台，实现物联网设备数据的集中存储、处理和分
析。
大数据分析与挖掘方法
大数据分析
对海量数据进行处理、分析和挖掘，提取有价值的信息和知识。
数据挖掘方法
包括分类、聚类、关联规则挖掘等，用于发现数据中的潜在模式和 规律。
大数据在物联网中的应用
通过分析物联网设备产生的数据，实现设备故障预测、用户行为分 析等功能。
采用相同的密钥进行加密和解 密，如AES等算法。
非对称加密技术
采用公钥和私钥进行加密和解 密，如RSA等算法。
数字签名技术
用于验证数据完整性和身份认 证，如SHA-256等算法。
身份认证技术
包括用户名/密码、动态口令 、生物特征识别等方式。
隐私保护策略及实践案例
物联网感知层技术PPT课件
它的工作原理是在代码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1” 比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的黑白相间几何形体来表示数值 信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读出数值信息，然后在已经 存在的数据库中找到该数值及该数值代表的信息，达到身份识别或者相关操 作的目的。
精选PPT课件
8
器等基本标识和精选传PPT课感件 器件组成）以
2
检测技术
•传感器技术 • RFID(射频识别技术) •二维码技术
精选PPT课件
3
传感器技术
传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用电信号的器件 或装置
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元 件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元 件等十大类。
物联网感知层技术介绍
精选PPT课件
1
物联网感知层简介
感知层是物联网的核心，是信 息采集的关键部分。感知层位于物 联网三层结构中的最底层，其功能 为“感知”，即通过传感网络获取 环境信息。感知层是物联网的核心， 是信息采集的关键部分。
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
精选PPT课件
13
应用事例
各种电器遥控器
精选PPT课件
14
支付宝扫码支付
应用事例
精选PPT课件
9
短距离无线通信技术
• 蓝牙技术 •红外技术
精选PPT课件
10
蓝牙技术
蓝牙是一种多装置之间通信的标准，它支持话音和数据通信。蓝牙无线 传输的主要特点有传输距离短(10米)，支持话音和数据通信，价廉易用(所有 蓝牙设备之间可直接通信)等。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带， 带宽为1Mb/s。
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8
器等基本标识和精选传PPT课感件 器件组成）以
2
检测技术
•传感器技术 • RFID(射频识别技术) •二维码技术
精选PPT课件
3
传感器技术
传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用电信号的器件 或装置
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元 件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元 件等十大类。
物联网感知层技术介绍
精选PPT课件
1
物联网感知层简介
感知层是物联网的核心，是信 息采集的关键部分。感知层位于物 联网三层结构中的最底层，其功能 为“感知”，即通过传感网络获取 环境信息。感知层是物联网的核心， 是信息采集的关键部分。
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
精选PPT课件
13
应用事例
各种电器遥控器
精选PPT课件
14
支付宝扫码支付
应用事例
精选PPT课件
9
短距离无线通信技术
• 蓝牙技术 •红外技术
精选PPT课件
10
蓝牙技术
蓝牙是一种多装置之间通信的标准，它支持话音和数据通信。蓝牙无线 传输的主要特点有传输距离短(10米)，支持话音和数据通信，价廉易用(所有 蓝牙设备之间可直接通信)等。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带， 带宽为1Mb/s。
物联网感知层安全概述(PPT 34张)
2019/2/4
4
轻量级密码算法——ECC
ECC特别适用于诸如以下实现中：
无线Modem的实现； web服务器的实现；
集成电路卡的实现；
……
轻量级密码算法——ECC
安全性高，其安全性依赖于椭圆曲线上的离散 对数困难问题；
运算速度快； 便于软硬件实现。
轻量级密码算法——ECC
轻量级密码算法——ECC
椭圆曲线密码体制
为保证RSA算法的安全性，它的密钥长度需一 再增大，使得它的运算负担越来越大。相比之下， 椭圆曲线密码体制ECC（elliptic curve cryptography）可用短得多的密钥获得同样的安全 性，因此具有广泛的应用前景。ECC已被IEEE公 钥密码标准P1363采用。
定义4.3.1 若代数系统<F, +, •>的二元运算满足: 1） <F, +>是交换群； 2） <F-{0}, •> 是交换群,其中0是+运算的单位元； 3）乘法在加法+运算上满足分配律，即对于任意a，b， cF，有 a• (b+c) = a•b+a•c和(b+c) •a=b•a+c•a； 则称F为一个域．
2019/2/4
8
有限域
定义4.3.2 有限个元素构成的域称为有限域．域中元素 的个数称为有限域的阶． 例：当p是素数时，模p剩余类集合 { 0 , 1 ,2 ,p 1 } 构成p阶有限域GF(p) ，这也是最简单的一种有限域．
2019/2/4
9
有限域
定义4.3.3 设G是群，a是G中的一个元素，如果存在正 整数m，使得am=1，则称a是有限阶的元素，把最小的满 足am=1 的正整数m叫做元素a的阶，用|a|表示。
物联网软件设计-2-IOT感知层软件设计实例精品PPT课件
读取商品编码 查询商品信息 读取详细信息
No
过期？
No
Yes 报警2
No
临近保质期？ 更改库存位置
完成？
消减库存 报警1
Yes
Yes
结束
技术要点解析1：RFID卡信息读取
技术要点解析1
MF1 卡分为 16 个扇区，每区有4 块（块0～块3） 共64 块，按块号绝 对地址编号为0～63。第0 扇区的块0（即绝对地址块0）用于存放芯片 商、卡商相关代码，已经固化不可更改。其他各扇区的块0、块1、块2 为数据块，用于存贮用户数据；块 3 为各扇区控制块，用于存放密码A、 存取控制条件设置、密码B。
– 在系统规模较小时，数据库通常以关系数据库的形式构建。 可以使用ADO技术，以client/server形式直接进行操作。建议 使用数据库内建存储过程完成数据更改和插入，以保证数据 库完整性和数据正确性；
– 在系统规模较大时，数据库往往以网络数据库的形式发布访 问接口。此时需要通过CGI接口完成数据库操作。
已知RFID标签贴在商品包装箱侧面，标签型号为 Phillip Mifare One型，编码信息记录在1#扇区无加密， 数量信息和出厂日期记录在2#扇区有加密。
析:
方案设计
– RFID卡为标准Mifare One卡，可以采用市售读卡 器读取；
– RFID卡贴在包装箱外侧，可以在仓库通道上设置 读写器天线进行读取，在移库过程中完成盘点；
urn:epc:1.3.67.284
Step4：ONS服务器返回一个应答列表，包含一个或多个相关服务的URI， 如：
(0 0 u EPC+pml ! ^.*$! !.);
(0 0 u EPC+html ! ^.*$! !.);
物联网ppt课件
物联网ppt课件
目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全性与隐私保护问题探讨 • 标准化推进和产业发展趋势分析
01 物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备，按约 定的协议，对任何物体进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络。
优点
低功耗、低成本、短距离通信稳定。
缺点
传输速率较慢，通信距离耗、低成本、自组网能力强。
缺点
传输速率较慢，通信距离较短。
近距离无线通信技术比较
优点
安全性高、传输速率快、支持移动支 付等应用。
缺点
通信距离极短，需要近距离接触才能 实现通信。
03 网络层技术
有线网络传输协议及特点
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势
随着5G、边缘计算和人工智能等技术的 不断发展，物联网将实现更高速度、更 低时延的数据传输和处理，推动物联网 应用在更多领域的落地。同时，随着区 块链等技术的引入，物联网的安全性和 可信度将得到进一步提升。
VS
挑战
物联网的发展面临着诸多挑战，如技术标 准不统一、数据安全和隐私保护问题、网 络攻击风险等。此外，物联网设备的普及 和互操作性也对网络安全提出了更高的要 求。为了解决这些问题，需要进一步加强 国际合作和标准制定工作，推动物联网技 术的不断创新和发展。
人工智能技术在物联网中应用
人工智能技术可以实现物联网 设备的自主学习和智能决策， 提高设备的智能化水平。
通过人工智能技术，物联网应 用可以实现语音识别、图像识 别等交互方式，提高用户体验 。
人工智能还可以帮助物联网应 用实现智能安防、智能家居等 场景化应用。
目录
• 物联网概述 • 感知层技术 • 网络层技术 • 应用层技术 • 安全性与隐私保护问题探讨 • 标准化推进和产业发展趋势分析
01 物联网概述
物联网定义与发展历程
物联网定义
物联网是指通过信息传感设备，按约 定的协议，对任何物体进行信息交换 和通信，以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络。
优点
低功耗、低成本、短距离通信稳定。
缺点
传输速率较慢，通信距离耗、低成本、自组网能力强。
缺点
传输速率较慢，通信距离较短。
近距离无线通信技术比较
优点
安全性高、传输速率快、支持移动支 付等应用。
缺点
通信距离极短，需要近距离接触才能 实现通信。
03 网络层技术
有线网络传输协议及特点
未来发展趋势预测与挑战
发展趋势
随着5G、边缘计算和人工智能等技术的 不断发展，物联网将实现更高速度、更 低时延的数据传输和处理，推动物联网 应用在更多领域的落地。同时，随着区 块链等技术的引入，物联网的安全性和 可信度将得到进一步提升。
VS
挑战
物联网的发展面临着诸多挑战，如技术标 准不统一、数据安全和隐私保护问题、网 络攻击风险等。此外，物联网设备的普及 和互操作性也对网络安全提出了更高的要 求。为了解决这些问题，需要进一步加强 国际合作和标准制定工作，推动物联网技 术的不断创新和发展。
人工智能技术在物联网中应用
人工智能技术可以实现物联网 设备的自主学习和智能决策， 提高设备的智能化水平。
通过人工智能技术，物联网应 用可以实现语音识别、图像识 别等交互方式，提高用户体验 。
人工智能还可以帮助物联网应 用实现智能安防、智能家居等 场景化应用。
《感知物联网》课件
物联网的应用场景
物联网应用于智慧城市、智 能家居、工业智能等领域， 提高了生活和工作的便利性 和效率。
物联网的发展历程
1
物联网的发展阶段
物联网经历了传统物联网、互联物联网和万物互联的发展阶段。
2
物联网的应用现状
物联网已在智慧城市、智能家居、工业等领域得到广泛应用。
3
物联网的发展前景
随着技术的不断发展，物联网将在更多领域发挥作用，如医疗、交通、农业等。
数据的采集
通过感知层的设备，采集环境数据、物体状态等信息，并转化为数字信号。
数据的存储பைடு நூலகம்
将采集到的数据存储在云端或本地数据库中，以供后续分析和应用。
数据的传输
通过网络将采集到的数据传输到云端或其他设备，实现数据的共享和远程访问。
感知物联网的应用
智慧城市
通过物联网技术，实现城市管 理、交通优化、环境监测等方 面的智能化应用。
智能家居
将各种家居设备和传感器连接 起来，实现家居智能化、安全 监控、能源管理等功能。
工业智能
应用物联网技术提高工业生产 效率、质量控制、设备维护等 方面的智能化水平。
物联网的安全
物联网安全问题
物联网面临着数据泄露、设备入侵、网络攻击等安 全威胁。
物联网安全防护措施
加强设备和网络的安全防护，采用加密技术和安全 认证等手段保护信息。
物联网的未来
物联网的发展趋势
物联网将与人工智能、大数据 等技术融合，实现更智能化和 精准化的应用。
未来的物联网应用场 景
如智慧医疗、无人驾驶、智能 农业等，将给生活和产业带来 巨大变革。
物联网的影响力和挑 战
物联网将在各行各业发挥重要 作用，但同时也面临着隐私保 护和数据安全等挑战。
物联网技术培训课件(ppt-52页)
物联网技术
1 物联网的概况
2 物联网的架构
3 物联网的关键技术
4 物联网应用
1 物联网的概况
“物联网” （IOT： Internet of Things）
定义1：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
定义2：任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联。
定义3：由具有标识、虚拟个性的的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性等信息在只能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。
Smart Agriculture 智能农业
Smart Building 智能大楼
Smart Energy 智能电网
Sensor Technologies 传感技术
Smart Health 智能医疗
Logistics 物流
3 物联网关键技术——感知技术
Shock detection 振动检测
Acceleration 加速度
Pyroelectric Sensor 热电型红外传感器
Multifunction Smart Sensor 多功能智能传感器
3 物联网关键技术——感知技术
Detect electro- -cardiogram, pulse and oxygen in blood 检测心电图、 脉搏和血氧量
Light Energy Harvesting 光线能量收集
RFID 系统
电子标签 (Tag)
天线 (Antenna)
阅读器 (Reader)
3 物联网关键技术——感知技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
条形码是一种信息的图形化表示方法，可以把信息制作成条形码，然后用相应的扫描设备把其中的信息输入到计算机中。
物联网关键技术感知技术90页PPT
物联网关键技术感知技术
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪பைடு நூலகம்
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
90
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪பைடு நூலகம்
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
90
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动中发生形变的结构，并且能够引起电特性的改变，如变化的电阻和电容。
应变电阻式MEMS加速度传感器的平面与刨面结构图
电容式MEMS 加速度传感器
的结构图
2.2.3 微机电气体流速传感器 以下图片中的气体流速传感器可以用于空调等设备的监测与控制。
气体流速传感器显微照片
气体流速传感器结构图
无气流时的温度分布
R(t) R0 1 At Bt 2
其中
R0 100, A 3.9083103 C , B 5.775107 C
2.1.2 压力传感器 常见的压力传感器在受到外部压力时会产生一定的内部结构的变形或 位移，进而转化为电特性的改变，产生相应的电信号。
一种车用电容式压力传感器 Honeywell 24PC 压力传感器及其内部结构
2.2.1 微机电压力传感器
某轮胎压力传感器的内部结构以及外观如下图所示。该压力传感器利用 了传感器中的硅应变电阻在压力作用下发生形变而改变了电阻来测量压力； 测试时使用了传感器内部集成的测量电桥。
MEMS压力传感器结构
传感器中集成的测量电桥 传感器外形
2.2.2 微机电加速度传感器 微机电加速度传感器主要通过半导体工艺在硅片中加工出可以在加速运
2.1.1 温度传感器 常见的温度传感器包括热敏电阻，半导体温度传感器，以及温差电偶。 热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性，根据材料的不同，
热敏电阻可以用于设备的过热保护，以及温控报警等等。 半导体温度传感器利用半导体器件的温度敏感性来测量温度，具有成本
低廉，线性度好等优点。 温差电偶则是利用温差电现象，把被测端的温度转化为电压和电流的变
化；由不同金属材料构成的温差电偶，能够在比较大的范围内测量温度， 例如-200℃ ~ 2000℃。
热敏 电阻
半导体温度 传感器
温差电偶
下面介绍铂电阻温度传感器的原理与特性 铂电阻温度传感器是一种用途广泛的高精度温度传感器具有温度敏感性，其 外观以及典型电阻-温度特性如下图所示
如上图中的电阻-温度特性曲线所示，铂电阻在很宽的温度范围内，其电阻 与温度具有良好的线性特性，非常适合作为温度传感器来使用。对于PT100 系列铂电阻温度传感器，在0~850℃范围内，电阻阻值与温度的关系为
传感器
传感器 原始数据
主机
传感器 原始数据
传感器 原始数据
传感器
传感器数据 分析结果
MCU
主机
智能传感器
传感器数据 分析结果 传感器数据 分析结果
传感器
传感器
传感器 MCU 智能传感器
传感器 MCU 智能传感器
智能传感器能够显著减小传感器与主机之间的通信量，并简化了主机
软件的复杂程度，使得包含多种不同类别的传感器应用系统易于实现；此 外，智能传感器常常还能进行自检、诊断和校正。
2.1.3 湿度传感器 湿度传感器主要包括电阻式和电容式两个类别。 电阻式湿度传感器也成为湿敏电阻，利用氯化锂，碳，陶瓷等材料的 电阻率的湿度敏感性来探测湿度。 电容式湿度传感器也称为湿敏电容，利用材料的介电系数的湿度敏感 性来探测湿度。
一种电阻式陶瓷湿敏传感器结构图 一种电容式湿敏传感器结构图
几种湿度传感器
有气流时的温度分布
2.3 智能传感器
智能传感器（smart sensor）是一种具有一定信息处理能力的传感器，目 前多采用把传统的传感器与微处理器结合的方式来制造。
如下图所示，在传统的传感器构成的应用系统中，传感器所采集的信号通
常要传输到系统中的主机中进行分析处理；而由智能传感器构成的应用系统 中，其包含的微处理器能够对采集的信号进行分析处理，然后把处理结果发 送给系统中的主机。
霍尔效应
霍尔传感器
霍尔传感器结合不同的结构，能够间接测量电流，振动，位移，速度，加 速度，转速等等，具有广泛的应用价值。
霍尔转速传感器
霍尔液位传ห้องสมุดไป่ตู้器
基于霍尔器件的精密电流传感器
霍尔流速传感器
2.2 微机电（MEMS）传感器
微机电系统的英文名称是Micro-Electro-Mechanical Systems，简称 MEMS，是一种由微电子、微机械部件构成的微型器件，多采用半导体工 艺加工。目前已经出现的微机电器件包括压力传感器、加速度计、微陀螺 仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等等。微机电系统的出现体现了当前的器件微 型化发展趋势。
2.1.4 光传感器
光传感器可以分为光敏电阻以及光电传感器两个大类。
光敏电阻主要利用各种材料的电阻率的光敏感性来进行光探测。
光电传感器主要包括光敏二极管和光敏三极管，这两种器件都是利用半导体 器件对光照的敏感性。光敏二极管的反向饱和电流在光照的作用下会显著变大， 而光敏三极管在光照时其集电极、发射极导通，类似于受光照控制的开关。此 外，为方便使用，市场上出现了把光敏二极管和光敏三极管与后续信号处理电 路制作成一个芯片的集成光传感器。
物联网概论
物联网感知层技术
传感器是各种信息处理系统获取信息的一个重要途径。在物联网中传感器 的作用尤为突出，是物联网中获得信息的主要设备。 作为物联网中的信息采集设备，传感器利用各种机制把被观测量转换为一 定形式的电信号，然后由相应的信号处理装置来处理，并产生响应的动作。 2.1 常见传感器简介 常见的传感器包括温度，压力，湿度，光电，霍尔磁性传感器，等等。
光传感器的不同种类可以覆盖可见光，红外线（热辐射），以及紫外线等波 长范围的传感应用。
光敏电阻结构图与实物
光敏三极管
集成光传感器
2.1.5 霍尔（磁性）传感器
霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁性传感器。霍尔效应是指：把一 个金属或者半导体材料薄片置于磁场中，当有电流流过时，由于形成电流的 电子在磁场中运动而收到磁场的作用力，会使得材料中产生与电流方向垂直 的电压差。可以通过测量霍尔传感器所产生的电压的大小来计算磁场的强度。
2.3.1 智能压力传感器
下图显示的是Honeywell公司开发的PPT系列智能压力传感器的外形以及 内部结构。
PPT系列智能压力传感器
传感器内部结构
下面是一种车用智能压力传感器的芯片布局图。该芯片中把微机电压力传感 器，模拟接口、8位模-数转换器、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器、 以及串行接口 （SPI）等集成在一个芯片上，主要用于汽车的各种压力传感。
应变电阻式MEMS加速度传感器的平面与刨面结构图
电容式MEMS 加速度传感器
的结构图
2.2.3 微机电气体流速传感器 以下图片中的气体流速传感器可以用于空调等设备的监测与控制。
气体流速传感器显微照片
气体流速传感器结构图
无气流时的温度分布
R(t) R0 1 At Bt 2
其中
R0 100, A 3.9083103 C , B 5.775107 C
2.1.2 压力传感器 常见的压力传感器在受到外部压力时会产生一定的内部结构的变形或 位移，进而转化为电特性的改变，产生相应的电信号。
一种车用电容式压力传感器 Honeywell 24PC 压力传感器及其内部结构
2.2.1 微机电压力传感器
某轮胎压力传感器的内部结构以及外观如下图所示。该压力传感器利用 了传感器中的硅应变电阻在压力作用下发生形变而改变了电阻来测量压力； 测试时使用了传感器内部集成的测量电桥。
MEMS压力传感器结构
传感器中集成的测量电桥 传感器外形
2.2.2 微机电加速度传感器 微机电加速度传感器主要通过半导体工艺在硅片中加工出可以在加速运
2.1.1 温度传感器 常见的温度传感器包括热敏电阻，半导体温度传感器，以及温差电偶。 热敏电阻主要是利用各种材料电阻率的温度敏感性，根据材料的不同，
热敏电阻可以用于设备的过热保护，以及温控报警等等。 半导体温度传感器利用半导体器件的温度敏感性来测量温度，具有成本
低廉，线性度好等优点。 温差电偶则是利用温差电现象，把被测端的温度转化为电压和电流的变
化；由不同金属材料构成的温差电偶，能够在比较大的范围内测量温度， 例如-200℃ ~ 2000℃。
热敏 电阻
半导体温度 传感器
温差电偶
下面介绍铂电阻温度传感器的原理与特性 铂电阻温度传感器是一种用途广泛的高精度温度传感器具有温度敏感性，其 外观以及典型电阻-温度特性如下图所示
如上图中的电阻-温度特性曲线所示，铂电阻在很宽的温度范围内，其电阻 与温度具有良好的线性特性，非常适合作为温度传感器来使用。对于PT100 系列铂电阻温度传感器，在0~850℃范围内，电阻阻值与温度的关系为
传感器
传感器 原始数据
主机
传感器 原始数据
传感器 原始数据
传感器
传感器数据 分析结果
MCU
主机
智能传感器
传感器数据 分析结果 传感器数据 分析结果
传感器
传感器
传感器 MCU 智能传感器
传感器 MCU 智能传感器
智能传感器能够显著减小传感器与主机之间的通信量，并简化了主机
软件的复杂程度，使得包含多种不同类别的传感器应用系统易于实现；此 外，智能传感器常常还能进行自检、诊断和校正。
2.1.3 湿度传感器 湿度传感器主要包括电阻式和电容式两个类别。 电阻式湿度传感器也成为湿敏电阻，利用氯化锂，碳，陶瓷等材料的 电阻率的湿度敏感性来探测湿度。 电容式湿度传感器也称为湿敏电容，利用材料的介电系数的湿度敏感 性来探测湿度。
一种电阻式陶瓷湿敏传感器结构图 一种电容式湿敏传感器结构图
几种湿度传感器
有气流时的温度分布
2.3 智能传感器
智能传感器（smart sensor）是一种具有一定信息处理能力的传感器，目 前多采用把传统的传感器与微处理器结合的方式来制造。
如下图所示，在传统的传感器构成的应用系统中，传感器所采集的信号通
常要传输到系统中的主机中进行分析处理；而由智能传感器构成的应用系统 中，其包含的微处理器能够对采集的信号进行分析处理，然后把处理结果发 送给系统中的主机。
霍尔效应
霍尔传感器
霍尔传感器结合不同的结构，能够间接测量电流，振动，位移，速度，加 速度，转速等等，具有广泛的应用价值。
霍尔转速传感器
霍尔液位传ห้องสมุดไป่ตู้器
基于霍尔器件的精密电流传感器
霍尔流速传感器
2.2 微机电（MEMS）传感器
微机电系统的英文名称是Micro-Electro-Mechanical Systems，简称 MEMS，是一种由微电子、微机械部件构成的微型器件，多采用半导体工 艺加工。目前已经出现的微机电器件包括压力传感器、加速度计、微陀螺 仪、墨水喷咀和硬盘驱动头等等。微机电系统的出现体现了当前的器件微 型化发展趋势。
2.1.4 光传感器
光传感器可以分为光敏电阻以及光电传感器两个大类。
光敏电阻主要利用各种材料的电阻率的光敏感性来进行光探测。
光电传感器主要包括光敏二极管和光敏三极管，这两种器件都是利用半导体 器件对光照的敏感性。光敏二极管的反向饱和电流在光照的作用下会显著变大， 而光敏三极管在光照时其集电极、发射极导通，类似于受光照控制的开关。此 外，为方便使用，市场上出现了把光敏二极管和光敏三极管与后续信号处理电 路制作成一个芯片的集成光传感器。
物联网概论
物联网感知层技术
传感器是各种信息处理系统获取信息的一个重要途径。在物联网中传感器 的作用尤为突出，是物联网中获得信息的主要设备。 作为物联网中的信息采集设备，传感器利用各种机制把被观测量转换为一 定形式的电信号，然后由相应的信号处理装置来处理，并产生响应的动作。 2.1 常见传感器简介 常见的传感器包括温度，压力，湿度，光电，霍尔磁性传感器，等等。
光传感器的不同种类可以覆盖可见光，红外线（热辐射），以及紫外线等波 长范围的传感应用。
光敏电阻结构图与实物
光敏三极管
集成光传感器
2.1.5 霍尔（磁性）传感器
霍尔传感器是利用霍尔效应制成的一种磁性传感器。霍尔效应是指：把一 个金属或者半导体材料薄片置于磁场中，当有电流流过时，由于形成电流的 电子在磁场中运动而收到磁场的作用力，会使得材料中产生与电流方向垂直 的电压差。可以通过测量霍尔传感器所产生的电压的大小来计算磁场的强度。
2.3.1 智能压力传感器
下图显示的是Honeywell公司开发的PPT系列智能压力传感器的外形以及 内部结构。
PPT系列智能压力传感器
传感器内部结构
下面是一种车用智能压力传感器的芯片布局图。该芯片中把微机电压力传感 器，模拟接口、8位模-数转换器、微处理器（摩托罗拉69HC08）、存储器、 以及串行接口 （SPI）等集成在一个芯片上，主要用于汽车的各种压力传感。