传感器整理

一、引言

目前,我国传感器行业规模仍然较小,应用范围较窄。为此，我们亟须转变观念．将传感器的研发由单一物性型传感器的研发，转化为高度集成的新型传感器研发。新型传感器的开发和应用已成为现代系统的核心和关键．它将成为21世纪信息产业新的经济增长点。

二、传感器行业发展趋势及展望

目前，传感器行业呈现八大发展趋势，即传感器的产业化发展模式、传感器产品全面、协调、持续发展、企业生产规模(年生产能力)向规模经济发展、生产格局向专业化方向发展、传感器大生产技术向自动化方向发展、企业的重点技术改造向引进技术的消化吸收与自主创新的方向转变、企业经营要加快从国内市场为主向国内与国外两个市场相结合的国际化方向发展、企业将向“大、中、小并举”、“集团化、专业化生产共存”的格局发展。但是，由于经济发展水平和生产研发资金的限制，我国传感器行业总体技术水平还是相对比较落后的，规模和应用领域都较小。今天活跃在国际传感器市场上的仍然是德国、日本、美国、俄国等老牌工业国家的企业。在这些国家里，传感器的应用范围很广，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力已达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围还比较窄，更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。

可以预见，未来中国传感器市场的总需求将继续扩大。国内品牌将通过增加投资、合资等方式逐步渗透到高端市场。而中低端产品出口将成为国内品牌厂商的选择。国外新技术输人和应用技术将会带动市场需求向更个性化、分散化的方向发展，国内厂商之间的并购与整合也将很快形成趋势。

三、传感器原理与结构概述

1、传感器原理

无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时，它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关，直接送入计算机，分析处理。如果需要，无线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。监控中心也可以通过网关把控制、参数设置等信息无线传输给节点。数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放大，滤波等调理电路后，送到模数转换器，转变为数字信号，送到主处理器进行数字信号处理，计算出传感器的有效值，位移值等。

（原理图）

无线通讯模块采用基于IEEE802.15.4标准的无线协议进行数据传输。IEEE802.15.4主要针对工业，建筑，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。它具有低功耗，传输可靠性高，抗干扰能力强，网络容量大，能够自动组网等特点。

2、传感器网络系统结构

传感器网络结构如图1.1，传感器网络由传感器节点、基站(Sink)、Internet或通信卫星、任务管理节点等部分构成。大量传感器节点随机分布在监测区域，通过协作方式将所采集的数据沿其它传感器节点逐跳传输至基站，最后通过Inter-net或卫星到达需要它的用户。

（网络系统结构图）

四、国内传感器产品概述

BEETECH无线传感器网络具备自组织、自恢复能力，通信可靠，完全支持微尘网（MESH NETWORKING）它支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构（MESH）和树状结构，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。具有动态路由的特点。

1、振动传感器

每个节点的最高采样率可设置为4KHz，每个通道均设有抗混叠低通滤波器。采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2M数据存储器内，保证了采集数据的准确性。节点的空中传输速率可以达到250Kbps，有效室外通讯距离可达300m。

节点设计有专门的电源管理

软硬件，在实时不间断传输情况下，节点功耗仅

30mA，使用内置的可充电电池，可连续测量18

小时。如果选择带有USB接口的节点，您既可以通过USB接口对节点充电，也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。

2、应变传感器

节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在PPS 塑料外壳内。节点每个通道内置有独立的高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路，可以

方便地由软件自动切换选择1/4桥，半桥，全桥测

量方式，兼容各种类型的桥路传感器，比如应变，

载荷，扭距，位移，加速度，压力，温度等。节

点同时支持2线和3线输入方式，桥路自动配平。

采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可

以存储在节点内置的2M数据存储器，保证了采集

数据的准确性。节点的空中传输速率可以达到

250K bps，有效室外通讯距离可达300 m。节点设

计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输

情况下，节点功耗仅30mA，使用内置的可充电电

池，可连续测量十几个小时。如果选择带有USB接口的节点，您既可以通过USB接口对节点充电，也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。

3、扭矩传感器

节点结构紧凑，体积小巧，封装在树脂外壳内。

节点每个通道内置有高精度120-1000Ω桥路电

阻和放大调理电路，可以方便地由软件自动切换

选择1/4桥，半桥，全桥测量方式。节点同时支

持2线和3线输入方式，桥路自动配平。节点

的空中传输速率可以达到250K BPS，有效实时数

据传输率达到4K SPS，有效室内通讯距离可达

100米。节点设计有专门的电源管理软硬件，在

实时不间断传输情况下，节点功耗仅25mA，使用普通9V电池，可连续测量几十个小时。对于长期监测应用，以5分钟间隔发送一次扭矩值，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。

五、公司简介

北京凯威利亚科技发展有限公司，拥有一支经验丰富的软、硬件研发队伍。公司的众多技术骨干就一直潜心研究软、硬件技术，长时间以来从事研发工作，专门为不同的用户提供软件、硬件解决方案。

在很长的时间里，我们致力于无线产品的研究，在2000 年的下半年就着手研究433MHz 的无线产品；在此之后，我们研究868MHz 、915MHz 、2.4GHz 频率下的各种产品，广泛应用于电力行业、汽车制造行业、环保行业、军工行业；我们在2005 年的8 月份研发完成了ZigBee 解决方案，实现了短程无线的网络化，无线免冲突传输。在追求通讯效果的同时，我们更注重降低功耗，我们已经实现了低功耗情况下稳定的无线传输。

现阶段我们致力于：低功耗的“传感器+ 无线传输”，为不同行业提供最佳的解决方案！

我公司研发的工业环境无线测温系统，设备已经经过相关部门的检测，在高压环境（110KV 以下电压环境）下把采集的温度实时的传送到地面的监控中心。经过严格测试得到相关机构和专家的认可！使本公司走在无线测温领域的前沿。