光纤传感器的文献综述
光纤温度传感器综述_图文.
然 . . . . . . . . . . . . . , . . 。
光通信技才 ~ 9. 6 年第期液晶旋转角加倍通过偏振器返回的光功 : A 率将是温度的函数。
器瀚乞光纤偏振温度传感器的优点与电磁场的相互作用小 0 . : 尺寸小 , , 灵敏度高 ( 变化。
器衰减器 ; 。
6 ℃时输出改变 1 0 0 % , 但是由于温度超 , 过某临界值后旋光空间周期变为零 , 。
因此光电涪增管管功率监测这种温度传感器的测量范围较窄 , 8 0 ℃之间分辨率为 2 ℃ 1 8 一在 1 H . 千涉型光纤温度传感器 8 干涉型光纤温度传感器 ( 图 , 与外差干光子计器数图 9 计算机涉光纤温度传感器的共同之处在于都是通过检测相位的变化来测得温度二者的不同之处在于千涉型光纤温度传感器中干涉仪的信号臂和参考臂由单模光纤组成 , 分布式光纤温度传感器测温框图 , 仅与散射区的温度有关在经鉴别器去掉千扰、通过双光栅单色仪 , , 参考臂置于把接收到的这两种散射光送入光电倍增管噪声恒温器中 , 它在测温过程中光程始终保持不 , 由光子计数器变化 , 而信号臂在温度作用下。
一长度与折射率 , 送入计算机处理分布。
, 这样就能测出光纤的温度 9 的优点 : 会发生变化1 ℃在代米长的光纤上 , 。
温度每变则有 1 7 根条纹移动通过条纹计数就测 , 分布式光纤温度传感器 ( 图测温范围广」 . 可以获得温度 1 . , 对一20 ℃一 5 3 。
0℃的温度都可分布式光纤温度传感器 , 空间分辨率高 (见I 国1 0 光通过光纤时光子和光纤芯子中的声 , 利用热双金属片构成的光纤温度传子会产生非弹性碰撞子与声子作用过程中入射光波长一发生喇曼散射。
在光称为感器 , 如果散射光波长大于这种光纤温度传感器系统的一次传感原件为热双金属片表明 , 。
, 称斯托克斯效应。
反之 , 对其敏感特性的理论分析 , 反斯托克斯效应件下 , 这两个过程的散射截面均在给定波数条在一定温度范围内。
光纤温度传感器的技术原理和相关应用研究
光纤温度传感器的技术原理和相关应用研究摘要：随着光纤技术研究的不断发展，人类的生活越来越离不开光纤传感器。
光纤传感器以其体积小、质量轻、灵敏度高、不易受到电磁的干扰等优点，人类开发出了各种类型的光纤传感器，逐渐取代了传统传感器在人类生活中的应用。
本文详细介绍了光纤的三种特性及其各自的特点，光纤传感器的工作原理和其按照不同方式的分类。
重点讲述了光纤温度传感器的特点以及分布式光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型温度传感器的测温原理与性质特点，并利用它们的工作原理及特点将光纤温度传感器应用到医疗、建筑、电力系统、航空航天等应用上。
利用光纤温度传感器的工作原理，进行基于马赫-泽德尔干涉仪的测温实验。
并根据这次的测温实验得到光纤温度传感器测温的优缺点，并对光纤温度传感器测温方法的改进提出自己的见解。
关键词：光纤光纤传感温度传感器测温Technical principles and fiber optic temperature sensorsrelated researchAbstract：With the continuous development of optical fiber technology research, human life increasingly inseparable fiber optic sensors. Fiber Optic Sensors its small size, light weight, high sensitivity, less susceptible to electromagnetic interference and other advantages, humans developed various types of fiber optic sensors, gradually replaced the traditional sensors in human life.This paper describes the three characteristics of the fiber of their characteristics, working principle of fiber sensor and its classification in different ways. Focuses on the characteristics of the fiber optic temperature sensor, and temperature characteristics and properties of the principle of distributed optical fiber temperature sensors, fiber optic fluorescence temperature sensors, fiber grating temperature sensor, interferometric temperature sensor, and the use of their works and the characteristics of the fiber optic temperature sensors to the medical, construction, power systems, aerospace and other applications.The use of fiber optic temperature sensor works, based Mach - Ze Deer interferometer temperature experiments. And give advantages and disadvantages of fiber optic temperature sensor according to the temperature of the temperature experiment, and suggest improvements fiber optic temperature sensor temperature measurement method of his own views.Key words：Fiber;Fiber optic sensing;Temperature sensor;Applications;Measuring temperature引言随着人类社会的进步，光电子技术发展的越来越快，其中以光纤技术的发展最为迅速，半个多世纪以来，人们充分享用了由光纤技术带来的文明与便利后，有充分的理由使人们相信，人类已逐步进入由光主宰的技术世。
传感器论文参考文献
传感器论文参考文献传感器论文参考文献一[1]梁瑞冰，孙琪真，沃江海，刘德明微纳尺度光纤布拉格光栅折射率传感的理论研究[]物理学报201910[2]钱银博基于的长距离无源光网络理论与实验研究[]华中科技大学2019[3]赵攀，隋成华，叶必卿微纳光纤构建-干涉光路进行液体折射率变化测量[]浙江工业大学学报201903[4]李宇航，童利民微纳光纤马赫-泽德干涉仪[]激光与光电子学进展201902[5]刘盛春基于拍频解调技术的光纤激光传感技术研究[]南京大学2019[6]高学强，杨日杰潜艇辐射噪声声源级经验公式修正[]声学与电子工程201903[7]胡家艳，江山光纤光栅传感器的应力补偿及温度增敏封装[]光电子·激光201903[8]牛嗣亮光纤法布里-珀罗水听器技术研究[]国防科学技术大学2019[9]曹锋新一代周界防入侵软件系统研究及其应用[]华中科技大学2019[10]唐天国，朱以文，蔡德所，刘浩吾，蔡元奇光纤岩层滑动传感监测原理及试验研究[]岩石力学与工程学报201902[11]詹亚歌，蔡海文，耿建新，瞿荣辉，向世清，王向朝铝槽封装光纤光栅传感器的增敏特性研究[]光子学报201908[12]孙运强激光内通道传输的气体热效应研究[]国防科学技术大学2019[13]刘浩吾，吴永红，丁睿，文利光纤应变传感检测的非线性有限元分析和试验[]光电子·激光201905[14]邓磊技术在无源光网络及光无线系统中的应用与研究[]华中科技大学2019[15]胡家雄，伏同先21世纪常规潜艇声隐身技术发展动态[]舰船科学技术201904[16],,--[]20194[17],-[]20191[18],,--[]20192传感器论文参考文献二[1]孙运强激光内通道传输的气体热效应研究[]国防科学技术大学2019[2]赵兴涛掺镱、亚波长空芯及新型高非线性光子晶体光纤的研究[]北京交通大学2019[3]杨春勇智能光网络中波长路由器的研究[]华中科技大学2019[4]许荣荣光纤环形腔光谱技术与传感应用的研究[]华中科技大学2019[5]张磊基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源[]清华大学2019[6]王超基于高频等离子体法制备掺镱微结构光纤及其特性的研究[]燕山大学2019[7]林桢新型大模场直径弯曲不敏感单模及少模光纤的研究[]北京交通大学2019[8]苏伟新型光子准晶光纤及石英基光纤的微观机制研究[]北京交通大学2019[9]许艳基于飞秒光频梳的绝对距离测量技术研究[]华中科技大学2019[10]钱新伟单模光纤高速拉丝工艺与光纤性能研究[]华中科技大学2019[11]刘国华高功率光纤激光器的理论研究[]华中科技大学2019[12]常宇光光纤射频传输接入系统及无线局域网应用研究[]华中科技大学2019[13]张雅婷基于光子晶体光纤的表面等离子体传感技术研究[]华中科技大学2019[14]张小龙同轴电缆接入网信道建模与故障诊断方法研究[]华中科技大学2019[15]张传浩电信级以太无源光网络接入理论与实验研究[]华中科技大学2019[16]吴广生无源光网络与电网络复合接入技术研究[]华中科技大学2019[17]江国舟10以太无源光网络关键技术与应用研究[]华中科技大学2019[18]张利以太无源光网络安全性与增强技术研究[]华中科技大学2019[19]冯亭光纤激光系统放大级增益光纤特性与高质量种子源关键技术研究[]北京交通大学2019[20]张曙和融合网络架构下的上行链路调度算法研究[]华中科技大学2019[21]孙琪真分布式光纤传感与信息处理技术的研究及应用[]华中科技大学2019[22]孙运强Ⅰ钳式镍配合物的合成及性质反应研究Ⅱ有机氟化物的合成新方法研究[]山东大学2019传感器论文参考文献三[1]刘钰旻纳米功能材料在能量转换与储存器件中的应用[]武汉大学2019[2]曾谦声表面波技术在微流控芯片中的集成及应用研究[]武汉大学2019[3]彭露，朱红伟，杨旻，国世上微沟道内两相流速比对液滴形成的影响[]传感技术学报201909[4]郭志霄微液滴和海藻酸凝胶颗粒在微流控芯片中的应用研究[]武汉大学2019[5]全祖赐环境友好型多功能氧化物薄膜的微结构、光学、电学和磁学性能研究[]武汉大学2019[6]彭涛功能电极材料在染料敏化太阳能电池中的应用[]武汉大学2019[7]黄妞光阳极修饰和二氧化钛形貌调制在染料敏化太阳能电池中的应用[]武汉大学2019[8]国世上电子辐照铁电共聚物-及超声传感器的研究[]武汉大学2019[9]韩宏伟染料敏化二氧化钛纳米晶薄膜太阳电池研究[]武汉大学2019[10]何荣祥纳米功能材料器件及其在流体和细胞检测中的应用研究[]武汉大学2019[11]周聪华染料敏化太阳能电池中电极材料和寄生电阻的研究[]武汉大学2019[12]胡浩碳材料对电极在染料敏化太阳能电池中的应用[]武汉大学2019[13]李伟平铁电共聚物-的性能和换能器的模拟研究[]武汉大学2019[14]蓝才红，蒋炳炎，刘瑶，陈闻聚合物微流控芯片键合微通道变形仿真研究[]塑料工业201905[15]叶美英，方群，殷学锋，方肇伦聚二甲基硅氧烷基质微流控芯片封接技术的研究[]高等学校化学学报201912[16]龙驭球编着有限元法概论[]高等教育出版社，1991[17]?,?,,,----[]20195[18],-[]20194[19],-[]20193[20]齐小花，张新祥，常文保微流控芯片仪器进展[]现代仪器201904[21]张扬军，吕振华，徐石安，涂尚荣，丛艳吉汽车空气动力学数值仿真研究进展[]汽车工程201902附件下载。
光纤传感器报告
光纤传感器报告摘要：光纤传感器是一种通过光纤进行信号传输和检测的先进传感器技术。
本报告旨在介绍光纤传感器的原理、分类、应用领域和未来发展方向。
1. 引言光纤传感器是一种基于光纤的传感器技术，可以实现对各种物理量、化学物质以及生物分子等的检测和测量。
相比于传统的电信号传感器，光纤传感器具有更高的精度、更快的响应速度和更大的测量范围。
2. 光纤传感器的原理光纤传感器的原理基于光的传输与调制。
通过向光纤中注入激光光源，并通过改变光的特性（如幅度、相位、频率等），来实现对被测量物的检测和测量。
光纤传感器可以通过测量光信号的衰减、相位变化、光纤长度变化等来判断被测量物的参数。
3. 光纤传感器的分类光纤传感器可以根据其工作原理和应用领域进行分类。
常见的光纤传感器包括干涉型光纤传感器、散射型光纤传感器和光纤光栅传感器等。
这些传感器在温度测量、压力测量、应力测量、化学物质检测等领域都有广泛的应用。
4. 光纤传感器的应用领域光纤传感器具有广泛的应用领域。
在航天航空领域，光纤传感器可以用于飞行器结构健康监测、燃气检测等。
在能源行业，光纤传感器可以用于油井监测、电力设备监测等。
此外，光纤传感器还被广泛应用于环境监测、医疗诊断、交通控制等领域。
5. 光纤传感器的未来发展方向光纤传感器的未来发展方向包括提高传感器的灵敏度、降低成本、增强传感器的可靠性和稳定性。
随着光纤传感器技术的不断创新和进步，传感器性能将进一步得到提升，应用领域也将不断扩大。
结论：光纤传感器作为一种先进的传感器技术，具有广泛的应用潜力。
通过不断提高传感器的性能和降低成本，光纤传感器将在更多领域。
传感器技术文献综述
传感器技术文献综述1. 介绍传感器是一种能够将物理量转换为电信号的器件。
它是现代科技中不可或缺的一部分，广泛应用于各种领域，包括环境监测、医学、交通等。
本文将对传感器技术的发展历史、分类和应用领域作一综述。
2. 发展历史20世纪初，发明了第一个传感器——灵敏度振动计。
然而，真正引起人们关注的是20世纪60年代，当时出现了麦克风、光学传感器等新型传感器。
这些传感器体积小、灵敏度高，可以用于多种场合。
后来，微机电系统（MEMS）的发明为传感器技术的发展提供了新的机遇。
由于MEMS的出现，传感器变得越来越小，成本也越来越低，同时灵敏度也大大提高。
3. 分类传感器根据测量的物理量不同可以分为以下几类：3.1 温度传感器温度传感器是测量温度的设备。
目前主要有两种温度传感器：接触式和非接触式。
前者需要接触被测物体表面，通过测量接触表面的温度来计算物体整体温度。
后者则不需要接触，通过辐射、红外等方式来测量，广泛应用于炉温监测、生产自动化等领域。
3.2 湿度传感器湿度传感器是测量空气中相对湿度的设备。
传感器测量和输出空气中水分含量的比例。
广泛应用于气象、农业、制造和航空等众多领域。
3.3 光学传感器光学传感器是通过测量物体对光的反应来测量距离、形状、颜色等物理量的设备。
在汽车、机器人、工业自动化、航空等领域有广泛应用。
3.4 加速度传感器加速度传感器是测量物体加速度的设备。
当受到加速度时，传感器会输出与加速度大小成正比的电信号。
广泛应用于测量设备运动状态和振动等领域。
3.5 压力传感器压力传感器是测量物体压力的设备。
它通过压敏材料、电容和电阻的变化来测量压力。
广泛应用于汽车制造、制药业、医疗、空气压缩机、工业自动化控制等领域。
3.6 运动传感器运动传感器是测量物体运动状态的设备。
传感器可用于测量物体的加速度、角速度和地磁场。
广泛应用于移动设备、健身设备以及运动医疗等领域。
4. 应用领域传感器技术的应用范围非常广泛，涉及环境监测、农业、医疗、制造业、车载电子、智能家居等多个领域。
光纤传感技术研究论文
光纤传感技术研究论文光纤传感技术研究论文范文【论文关键词】：光纤传感器；光纤光栅；光纤传感技术；光纤通信【论文摘要】：介绍了光纤传感器的基本构成及原理，综述了近年来光纤传感器技术的应用和发展，对光纤传感技术的研究发展方向进行了展望。
1.光纤传感器的基本构成和组成原理光纤传感器主要由光源、光纤与探测器3部分组成，光源发出的光耦合进光纤，经光纤进入调制区，在调治区内，外界被测参数作用于进入调区内的光信号，是其光学性质如光的强度、相位、偏振态、波长等发生变化成为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器而获得被测参数，光纤传感器中的光纤通常由纤芯、包层、树脂涂层和塑料护套组成，纤芯和包层具有不同的折射率，树脂涂层对光纤起保护作用，光纤按材料组成分为玻璃光纤和塑料光纤；按光纤纤芯和包层折射率的分布可分为阶跃折射率型光纤和梯度折射率光纤两种。
光纤能够约束引导光波在其内部或表面附近沿轴线方向向前传播，具有感测和传输的双重功能，是一种非常重要的智能材料。
2.光纤传感器的类型及特点光纤传感器的类型很多，按光纤传感器中光纤的作用可分为传感型和传光型两种类型。
传感型光纤传感器又称为功能型光纤传感器，主要使用单模光纤，光纤不仅起传光作用，同时又是敏感元件，它利用光纤本身的传输特性经被测物理量作用而发生变化的特点，使光波传导的属性(振幅、相位、频率、偏振)被调制。
因此，这一类光纤传感器又分为光强调制型，偏振态调制型和波长调制型等几种。
对于传感型光纤传感器，由于光纤本身是敏感元件，因此加长光纤的长度可以得到很高的灵敏度。
传光型光纤传感器又称非功能型光纤传感器，它是将经过被测对象所调制的光信号输入光纤后，通过在输出段进行光信号处理而进行测量的。
在这类传感器中，光纤仅作为传光元件，必须附加能够对光纤所传递的光进行调治的敏感元件才能组成传感元件。
3.光纤传感器的应用光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济的所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题，具有很大的市场需求。
光纤传感技术的研究进展及其应用
光纤传感技术的研究进展及其应用光纤传感技术是一种利用光纤作为传感器的传感技术，可以将光纤作为一种高灵敏度、高精度、高稳定性、高可靠性的传感器来使用，广泛应用于各个领域。
本文将介绍光纤传感技术的研究进展以及其在不同领域的应用情况。
一、光纤传感技术的研究进展光纤传感技术的研究可以追溯到20世纪70年代初期，当时寻求解决光纤通信中光纤的损耗问题，研究者们开始探讨如何利用光纤传输能量和信号。
这项技术在解决光纤通信问题的同时，发现了其在传感领域的应用。
随着研究的深入，光纤传感的重要性越来越引起人们的关注，使得光纤传感技术得到了大量的研究并得以应用。
光纤传感技术的研究及发展经历了多个阶段，主要包括传统信息光纤传感、光纤敏感材料传感、基于纤芯模式铺设光纤传感、分布式光纤传感、光时域反射技术（OTDR）和光声效应传感技术（OSET）等。
这些技术的具体实现方式各不相同，但都以光纤为传感器，并利用光纤传输能量和信号的特性来实现不同场景下的传感需求。
其中，分布式光纤传感是目前光纤传感技术的主要研究方向之一。
该技术以光纤的整个长度为传感器，通过测量光纤中不同位置的光强来实现对光纤周围环境的监测和控制。
相比于传统的点式光纤传感技术，分布式光纤传感具有更高的空间分辨率和更广的测量范围，可以在单个光纤中同时实现多个传感任务。
二、光纤传感技术在不同领域的应用1. 油气管道和井下监测油气管道和井下的安全监测是一个非常重要的领域。
传统的监测方法需要维护大量的传感设备，维护成本较高。
而光纤传感技术的应用可以实现对油气管道和井下环境的监测。
利用分布式光纤传感技术能够实时监测油井内的压力、温度、流量等参数，并提前预警井下机器产生故障的情况。
同样的，光纤传感技术也可以用于监测管道外侧的变形和裂纹情况，及时掌握管道的健康状况，对于保障油气管道和井下的安全运行有着很大的作用。
2. 建筑结构监测建筑结构的安全监测是建筑施工过程中最重要的环节之一。
光纤传感器的主要原理和应用概述
光纤传感器的主要原理和应用概述摘要：与其他类型的传感器相比，光纤传感器具有一些优势。
这些优势基本上与光纤的特性有关，即体积小、重量轻、耐高温和高压、电磁无源等等。
感应是通过探索光的特性来获得参数的测量，如温度、应变或角速度。
本文提出了一个更广泛的概述，为读者提供了一个文献综述，描述了光学传感的主要原理，并强调了光学传感的多功能性、优势和不同的实际应用。
1、引言光纤技术的发展标志着全球通信技术的一个重要举措。
上世纪70年代，低衰减光纤的出现使高带宽长距通信成为可能[1]。
自此以来，产量持续增长，到21世纪初，光纤已经迅速地安装在世界各地[2]。
光纤技术的发展也使完全在光纤中进行光学处理的设备得以发展，减少了插入损耗，提高了处理质量[3]。
促成光纤技术全面迁移的一个因素是对光敏光纤的鉴定。
这一发现是由Hill等人在1978年做出的[4]，并导致了光学纤维布拉格光栅（FBG）的发展。
在关注和使用光通信的同时，布拉格光栅在光纤传感器中也获得了突出的地位，因为它在不同的传感应用中具有多功能性[5]。
一些市场应用领域，如航空[6]、航天[7]、土木工程[8]和生物[9]或环境监测[10]，已经吸取了这种技术的优点使得行业快速发展。
光纤为许多类型的应用和环境提供高性能信息传输解决方案。
光纤传感器可以利用引导光的一个或几个光学参数，如强度、相位、偏振和波长来改变传感器的设计性能和应用场景。
与此同时，光纤可以提供双重功能：通过改变光纤传播的光的特性来测量几个参数；作为一个通信通道，减少了一个额外的专用通信通道，从而提供了一个与所有其他传感技术所不具备的独特优势。
光纤传感器是电磁学上的无源之物。
这一特性非常重要，因为它允许在其他类型的传感器无法布局的地方使用。
例如，在有爆炸危险的高电场和可变电场环境中。
此外，作为光纤基本传导材料的二氧化硅化合物对大多数化学和生物制剂有抵抗力，因此可以在这种环境和材料中使用。
另一个优点是，光纤传感器可以是小而轻的[11]。
光纤传感器的应用与发展
光纤传感器的应用与发展摘要:本文主要阐述了传光型光纤传感器与传感型光纤传感器的基本原理,及光纤传感器的结构、原理、分类、特点、现状及发展趋，提出了光纤传感技术存在的问题以及发展方向，并介绍了光纤传感器的几种应用。
关键词:光纤传感技术调制发展趋势应用举例Abstract: The principles of some kinds of optical fiber sensors are introduced，and the optical fiber sensor's structure, the principle, the classification, the characteristic, the present situation and the development hasten .The problems and developing direction of optical fiber sensing technology are proposed. At the same time introduced optical fiber sensor's several kind of applications.Key words: fiber optic sensing technology；modulation；trend of development；application example0 引言近几年,传感器产量的年增长率均保持在10%以上,目前全球从事传感器生产和研制的单位达5000多家。
传感技术作为当今世界迅猛发展起来的技术之一,已经成为一个国家科学技术水平发展的重要标志。
光纤传感技术的出现与光导纤维和光纤通信技术的发展是分不开的，是一种崭新的传感技术。
光纤传感器是以光纤为材料的传感器。
本文阐述了光纤传感技术，及光纤传感器的原理、特点、现状及发展趋势，并介绍了光纤传感器的几种应用。
光纤传感器的原理及应用论文
光纤传感器的原理及应用摘要：本文主要介绍由光纤传感器发展过程与基本的原理，由此分析出光纤传感器在测量技术中的应用以及光纤液位传感器特点与应用，光纤传感器发展方向。
关键字：光纤传感器；原理；应用；发展方向目录1光纤传感器发展过程 (3)2光纤传感器的基本工作原理 (3)3光纤传感器的应用 (3)4光纤液位传感器特点与应用 (3)4.1工作原理 (3)4.2光纤液位传感器应用 (3)5光纤传感器发展方向 (3)1光纤传感器发展过程光导纤维传感器（简称光纤传感器）是20世纪七十年代迅速发展起来的一种新型传感器。
光纤最早用于通讯，随着光纤技术的发展，光纤传感器得到进一步发展。
一直以来，传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展。
在这一过程中，光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐。
近年来，光纤传感器监测技术伴随着光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来。
与传统的监测技术相比，光纤监测技术有一系列独特的优点：1）光纤传感器以光信号作为载体，光纤为媒质，光纤的纤芯材料为二氧化硅，因此，该传感器具有耐腐蚀、抗电磁干扰、防雷击等特点，属本质安全。
2）光纤本身轻细纤柔，光纤传感器的体积小、重量轻，不仅限于布设安装，而且对埋调部位的材料性能和力学参数影响甚小，能实现无损埋设。
3）灵敏度高，可靠性好，使用寿命长。
分布式光纤监测技术除了具有以上的特点外，还具有以下两个显著的优点：可以准确地测出光纤沿线任一点的监测量，信息量大，成果直观；光纤既作为传感器，又作为传输介质，结构简单，不仅方便施工，潜在故障大大低于传统技术，可维护性强，而且性能价格比好。
分布式光纤经久耐用，安全可靠，由它构成的网络可以遍布坝体，这些光纤网络犹如神经系统，可以感知坝体各部位相关信息，大坝因此而有望成为一种机敏结构。
分布式光纤监测技术是当代高科技的结晶，是一种理想的大坝安全监测系统，广大安全监测工作者应予以积极推广。
2光纤传感器的基本工作原理光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。
光纤传感技术概述
光纤传感技术概述摘要：光纤传感技术是一种比较先进的测试技术，但其在岩土工程上的应用出于起步阶段，本文分析了光纤传感技术的特点及其原理，并针对其在岩土工程上的应用范围，并针对岩土工程中的应用提出了注意事项。
并对光纤传感技术的发展应用进行展望。
关键词：光纤传感技术、岩土工程测试、传感器1 研究背景光纤传感技术始于20世纪70年代，伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的。
光纤传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。
从杭州物联网暨传感技术应用论坛了解到，光纤传感技术已广泛用于军事、国防、航天航空、工矿企业、能源环保、工业控制、医药卫生、计量测试、建筑、家用电器等领域有着广阔的市场。
世界上已有光纤传感技术上百种，诸如温度、压力、流量、位移、振动、转动、弯曲、液位、速度、加速度、声场、电流、电压、磁场及辐射等物理量都实现了不同性能的传感。
美国是研究光纤传感器起步最早、水平最高的国家,在军事和民用领域的应用方面进展都十分迅速。
1979年,美国国家航空航天局(NASA)首创机敏蒙皮研究,将光纤传感器埋人复合材料结构进行状态监测;1989年,美国Brownuniversity的A.Mendez等人首先提出了把光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中,并描述了这一研究领域在工程应用中的一些基本设想;加拿大的Rotest公司将白光法布里一拍罗光纤传感器用于桥梁结构中的的应力、应变监测,用于评价结构损伤程度、裂缝的发生与发展等,取得较好的测试结果。
此外,包括瑞士联邦工学院、美国伊利诺斯州芝加哥大学、加拿大握太华大学、日本N竹公司等国外知名科研机构和公司在光纤传感监测系统的研发和应用方面取得了一系列研究成果[1]。
国内方面,重庆大学智能结构研究中心于1992年率先开始进行光纤传感技术在结构工程中的研究,黄尚廉院士领导的课题组对工程结构健康监测领域的几种光纤传感技术进行了深人的理论和实验研究,取得了显著成果;哈尔滨工业大学欧进萍院士领导的课题组对光纤光栅传感技术进行了卓有成效的研究与应用工作,针对光纤光栅传感器封装和光纤光栅传感技术在桥梁结构健康监测中的应用进行了较深入细致的研究;香港理工大学研发了各种类型温度和应变同时监测的光纤光栅传感器和光纤光栅温度传感器,并将其应用于桥梁健康监测;四川大学的刘浩吾等对分布式光纤传感技术在大坝、桥梁裂缝和边坡变形等监测中的应用进行了大量的试验和应用研究;三峡大学蔡德所等进行了混凝土面板堆石坝的面板裂缝、渗漏和温度场的分布式光纤传感技术监测[2]。
光纤传感器在石油测井中应用进展
光纤传感器在石油测井中应用进展摘要：光纤传感器在测井中得到了广泛的应用。
到目前为止光纤传感器已经能够进行井下参数（压力、温度、多相流）的监测、声波监测、激光光纤核测井等，有一部分光纤测井技术已经商业应用。
本文综述了光纤传感器在石油测井中的最新研究与应用进展，最后指出了光纤测井的应用前景。
关键词：光纤传感器；测井；井下监测一、前言光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的新型传感技术，国外一些发达国家对光纤传感技术的应用研究已取得丰硕成果，不少光纤传感系统已实用化，成为替代传统传感器的商品。
在油田的开发过程中，人们需要知道在产液或注水过程中有关井内流体的持性与状态的详细资料，这就要用到石油测井，其可靠性和准确性是至关重要的，而传统的电子基传感器无法在井下恶劣的环境诸如高温、高压、腐蚀、地磁地电干扰下工作。
光纤传感器可以克服这些困难，其对电磁干扰不敏感而且能承受极端条件，包括高温、高压（几十兆帕以上）以及强烈的冲击与振动，可以高精度地测量井筒和井场环境参数t同时，光纤传感器具有分布式测量能力，可以测量被测量的空间分布，给出剖面信息。
而且，光纤传感器横截面积小，外形短，在井筒中占据空间极小。
光纤传感器在地球物理测井领域取得了长足的进步，全世界各大石油生产公司、测井服务公司以及各种光纤传感器研发机构和企业都参加了研究、开发过程。
为了开拓光纤传感器的应用领域，本文综述了光纤传感器在地球物理测井领域的研究与进展，希望其研究能够对进一步提高石油开发的水平作出贡献。
二、光纤传感器在测井上的研究进展（一）储层参数监测1．压力监测由于开发方案的需要，对油藏压力的管理需要特别谨慎，这样做的目的是减少因在低于泡点压力的状态下开采所造成的原油损失，减少在注气过程中因油藏超压将原油挤入含水层所造成的原油损失。
传统的井下压力监测采用的传感器主要有应变压力计和石英晶体压力计，应变式压力计受温度影响和滞后影响，而石英压力计会受到温度和压力急剧变化的影响。
光纤传感器的发展及应用
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参考文献 ｌ贺安之．现代传感器原理及应用【Ｍ】．北京：宇
航出版社．１９９５． ２郑宏军．两种典型的光纤传感器研究现状
和发展趋势【Ｊ】．传感技术学报，２００ｌ（４） ３尚丽平，张淑清，史锦珊等．光纤光栅传感器
的现状与发展册．燕山大学学报，２００ｌ（２） ４杨春曦，胡中功，戴克中等．光纤传感器的应
用及发展【Ｊ】．武汉化工学院学报，２００４（２） ５何慧灵，赵春梅，陈丹等．光纤传感器现状【Ｊ】．
广阔的市场．其研究和开发在世界范围内 引起了高度的重视。各国更是竞相研究开 发并引起激烈的竞争。美国是研究光纤 传感器起步最早、水平最高的国家，在军 事和民用领域的应用方面．其进展都十分 迅速。在军事应用方面，研究和开发主要
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相似文献(10条)
1.期刊论文 程湘.王宇华.段发阶.CHENG Xiang.WANG Yu-hua.DUAN Fa-jie 叶端定时光纤传感器特性研究 -传感技
术学报2006,19(4)
为了探讨叶端定时光纤传感器的设计方法和设计依据,在实验测量的基础上建立了一个在高斯光束几何反射模型下的一维数值计算方法,可以在计算 机上对叶端定时光纤传感器的特性进行计算分析,为叶端定时光纤传感器的优化设计提供了一个必要工具.对62.5/125多模光纤构成的19芯和37芯叶端定 时光纤传感器的计算分析结果表明,传感器端面处的反射光斑半径在300 μm附近时有最佳的信噪比和接收光强波形;由发射光纤直接出射光束的19芯或 37芯叶端定时传感器在与叶端的间距为1～3 mm范围内有较好性能;若用LD作为光源,37芯叶端定时传感器可以更好地的减少激光散斑的影响.
光纤温度传感器简介
光纤温度传感器摘要：本文分析了光纤温度传感器在温度探测中的优势，分别介绍了分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、干涉型光纤温度传感器、光纤荧光温度传感器的工作原理，最后综述了光纤温度感器在现代工业及生活的应用。
关键字：光纤传感温度应用1引言在科研和生产中，有很多温度测量问题，传统的温度传感器有热电偶，热电阻温度传感器，热敏电阻温度传感器，半导体温度传感器等等。
光纤温度传感器是20世纪70年代发展起来的一种新型传感器。
与传统的温度传感器相比，它具有灵敏度高，体积小，质量轻，易弯曲，不产生电磁干扰，不受电磁干扰，抗腐蚀性好等等优点，特别适用于易燃，易爆，空间狭窄和具有腐蚀性强的气体，液体以及射线污染等苛刻环境下的温度检测。
2光纤温度传感器分类光纤温度传感器按照调制机理可分为相位调制，振幅调制，偏振态调制；按工作原理分，光纤温度传感器可分为功能性和传输型两种。
功能型温度传感器中光纤作为传感器的同时也是光信号的载体，而传输型温度传感器中光纤则只传输光信号。
传光型与传感型相比，虽然灵敏度稍差，但可靠性高，实用的传感器大多是这种类型。
目前主要的光纤温度传感器包括分布式光纤温度传感器、光纤光栅温度传感器、光纤荧光温度传感器、干涉型光纤温度传感器等。
2.1光纤光栅温度传感器光纤光栅温度传感器是利用光纤材料的光敏性在光纤纤芯形成的空间相位光栅来进行测温的。
光纤光栅以波长为编码，具有传统传感器不可比拟的优势，近年来光纤光栅成为发展最为迅速，最具代表性的光纤无源器件之一，已广泛用于建筑、航天、石油化工、电力行业等。
光纤光栅温度传感器主要有Bragg光纤光栅温度传感器和长周期光纤光栅传感器。
Bragg光纤光栅是指单模掺锗光纤经紫外光照射成栅技术而形成的全新光纤型Bragg光栅，成栅后的光纤纤芯折射率呈现周期性分布条纹并产生Bragg 光栅效应，其基本光学特性就是以共振波长为中心的窄带光学滤波器，满足如下光学方程：=2nA式中：为Bragg波长，A为光栅周期，n为光纤模式的有效折射率。
光纤传感器介绍
氙闪光灯
触发 电极
激光束 聚光器 红宝石棒Al 2O3
2
光纤传感器的发展
但是在当时,光纤传感器真正投入实际应用的却不多,这主 要是因为与传统的传感技术相比,光纤传感器的优势是本 身的物性特性而不是功能特性.
因此,光纤传感技术的重要应用之一是利用光纤质轻、径 细、强抗电磁干扰、抗腐蚀、耐高温、信号衰减小,集信 息传感与传输于一体等特点,解决常规检测技术难以完全 胜任的测量问题.
号传输.
21
光纤传感器的分类——相位调制型
相位调制型光纤传感器：
是利用被测对象对敏感元件的作用,使敏感元件的折射率或传播 常数发生变化,而导致光的相位变化,使两束单色光所产生的干涉条纹 发生变化,通过检测干涉条纹的变化量来确定光的相位变化量,从而得 到被测对象的信息.
通常有利用光弹效应的声、压力或振动传感器；利用磁致伸缩效 应的电流、磁场传感器；利用电致伸缩的电场、电压传感器以及利用 光纤赛格纳克[Sagnac]效应的旋转角速度传感器[光纤陀螺]等.
强度调制型光纤传感器：
是一种利用被测对象的变化引起敏感元件的折射率、吸收或反射 等参数的变化,而导致光强度变化来实现敏感测量的传感器.
有利用光纤的微弯损耗；各物质的吸收特性；振动膜或液晶的反 射光强度的变化；物质因各种粒子射线或化学、机械的激励而发光的 现象；以及物质的荧光辐射或光路的遮断等来构成压力、振动、温度 、位移、气体等各种强度调制型光纤传感器.
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法拉第效应
许多物质在磁场的作用下可以使穿过它的平面偏振光的偏 振方向旋转,这种现象称为磁致旋光效应或法拉第效应.
向 传播方
振动面 线偏振光
2021/12/2
【综述】光纤传感器四十年发展史
【综述】光纤传感器四十年发展史一、全球概况始于1977年，光纤传感技术研究伴随着光纤技术和光通信技术，迅猛发展起来的一种新型传感技术。
近年来，光纤传感在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、食品安全等领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断等方面，得到了卓有成效的发展和推广。
30多年的发展，中国光纤传感市场产业化格局基本形成，从最初单一的技术产品推广逐步向成熟的整体解决方案迈进，从产品种类、工艺质量及工程实施服务等多方面得以逐步完善，行业标准及规范逐渐形成。
主要研究领域包括：（1）新型敏感材料研究；（2）分布式光纤传感系统开发；（3）新型专用光电子器件开发；（4）适合于易燃易爆、强磁场干扰、高辐射、高温高压场所的光纤传感器开发；（5）大型结构工程长期安全监测与健康诊断的光纤传感器及其传感系统开发；（6）光纤光栅传感器产业技术研究；（7）光纤智能材料与结构及其应用研究；（8）光纤陀螺的工程应用研究；（9）微光机电系统；（10）准分子激光微加工技术研究；（12）特种光纤传感器件及其他类型光纤传感器的开发。
2011年到2015年之间，全球光纤传感器市场消费规模以年平均20.5%成长，2011年规模为13亿4000万美元，预计到2016年，将扩大为33亿9000万美元。
同时，这5年间，中国成为亚太地区最主要的光纤传感产品应用市场。
2011年交通及石化行业的光纤火灾报警产品市场规模在2亿元水平，电力设备光纤传感温度检测及应用规模达到2亿元水平，光纤传感环境监测、光纤陀螺产品市场达到2亿元水平，光纤周界市场在0.5亿元水平。
美国光纤传感器研究起步早，光纤传感技术在世界上最为先进。
据BCCResearch统计和预测，美国光纤传感器市场在2007年达到2.35亿美元，预计将以30%的年复合增长速度增长，有望在2014年达到16亿美元。
从细分市场看，2007年，美国内在型光纤传感器市场达1.7亿美元，大于外部型光纤传感器市场，预计将以35%的年均增长率增长，到2014年达到14亿美元；2007年至2014年，美国外部型光纤传感器市场复合年增长率约为12%，将从2007年的0.65亿美元增加到2014年的2.19亿美元。
光纤传感技术综述
光纤传感技术综述摘要光纤传感及其相应技术在经过了二十余年的研究和探索,已逐步迈入了实用化阶段.本文对光纤传感技术进行综述，特别对于光纤传感技术近年的发展做详细介绍。
随着光纤技术与相关光电子元器件的发展，光纤传感技术正逐步成为继光纤通信产业发展之后又一大光纤应用技术产业。
光纤传感作为传感技术中一个重要分支正不断为工业、农业、交通、能源、医疗卫生、科学技术以及军事技术的信息化提供愈来愈多的服务，并愈来愈为人们所认识与接受。
关键词：应用；产业化；进展目录第一章什么是光纤传感技术 (2)1.1光纤传感技术的定义 (2)1.2光纤传感技术简介 (2)1.3光纤传感技术应用 (3)第二章光纤传感技术的发展 (4)2.1光纤传感技术发展与产业化 (4)2.2几种光纤传感器发展现状 (5)2.3光纤传感技术的未来发展趋势 (7)结束语 (8)参考文献 (8)第一章什么是光纤传感技术1.1光纤传感技术的定义光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，以光波为载体，光纤为媒质，感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。
作为被测量信号载体的光波和作为光波传播媒质的光纤，具有一系列独特的、其他载体和媒质难以相比的优点。
光波不怕电磁干扰，易为各种光探测器件接收，可方便的进行光电或电光转换，易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配。
1.2光纤传感技术的简介光纤工作频带宽，动态范围大，适合于遥测遥控，是一种优良的低损耗传输线；在一定条件下，光纤特别容易接受被测量或场的加载，是一种优良的敏感元件；光纤本身不带电，体积小，质量轻，易弯曲，抗电磁干扰，抗辐射性能好，特别适合于易燃、易爆、空间受严格限制及强电磁干扰等恶劣环境下使用。
因此，光纤传感技术一问世就受到极大重视，几乎在各个领域得到研究与应用，成为传感技术的先导，推动着传感技术蓬勃发展。
光纤传感，包含对外界信号（被测量）的感知和传输两种功能。
所谓感知（或敏感），是指外界信号按照其变化规律使光纤中传输的光波的物理特征参量，如强度（功率）、波长、频率、相位和偏振态等发生变化，测量光参量的变化即“感知”外界信号的变化。
传感器技术文献综述重点
传感器技术文献综述学校邕江大学专业09信息学号40号姓名赵丽霞一、摘要传感器技术是综合多种学科的复合型技术，是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术。
本文通过将所看的传感器相关文献总分为传感器、智能传感器以及无线传感器网络三个类别，对每一类别进行综述，分析每类别传感器研究中所存在的不足,探讨了相应的解决方案。
二、关键词：传感器三、引言传感器技术是一门正在蓬勃发展的现代化传感器技术，是涉及微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、电路与系统、传感技术、神经网络技术以及模糊控制理论等多种学科的综合性技术,而该技术也广泛应用到了军事、太空探索、智能家居、农业、医疗等领域.在伴随着“信息时代”的到来，作为获取信息的重要手段——传感器技术得到飞速发展,其应用领域越来越广,人们对其要求越要越高，需求也越来越迫切。
但传感器技术的广泛应用以及飞速发展并不代表着该技术已经成熟，相反在很多方面它还只是一项新兴的技术，依然存在很多的问题等待我们去解决。
如何能够让我们的传感器装置很快的适应周围的环境，迅速准确的处理传输客户所需求的信号，并可以根据客户的要求作出相应的反应以及如何可以尽量的延长传感器装置的生存时间等等。
这些问题都是我们在研究传感器技术的过程中所应该解决的问题。
四、传感器传感器是一种物理装置，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、温度、湿度等）或化学组成,并将探知到的信息传递给其他装置。
该装置相当我们的人类的眼睛、鼻子、舌头、耳朵以及皮肤等一些感知器官。
这样,精确快速地感受外界的信号就是迅速正确作出反应实施行动的前提条件。
现在的物理传感器、生物传感器都是力图解决感知、精确以及快速这三个难题。
例如气体流量监测就有很多种的感知方法,但每种方法都存在着精确以及反应速率方面的问题，所以还需要不断的改进。
然而，有很多的问题大自然已经很好的为我们解决了，我们应该取其精华。
因此，我认为仿生传感器一定会解决很多传感器方面的问题.模仿沙漠蚂蚁利用太阳偏振光在沙漠中很好的辨别方向机理设计了偏振测角传感器。
光纤通信文献综述分布式光纤传感技术的应用
分布式光纤传感技术的应用文献综述学院:电气工程学院专业:通信工程名字:学号:摘要:在光纤传感领域当中,分布式传感技术在国内外都是研讨的热点,并得到广泛的应用。
论文首先对光纤传感技术进行概述,并讲述分布式光纤传感技术的原理和特点,对基于不同效应的光纤传感技术进行对比论证;其后介绍该技术在不同领域的应用;最后对分布式光纤传感技术将来的发展和展望进行阐述。
关键词:光纤传感器;光纤通信;分布式光纤1.引言近年来,随着光纤通信技术的发展,光纤传感技术因而逐步形成。
这是一种用作测量外界物理信息的新型传感技术,它的载体为光波,传输媒质为光纤。
光纤传感是利用光纤对外界环境因数十分敏感,如温度、压力、磁场电场等环境因素的变化,从而引起光波参量的变化,比如相位、强度、频率和偏振态等。
通过测量光波参数的变化,就可以知道其外界各种物理量的大小,这就是光纤传感器应用的基本原理。
基于光纤传感技术的光纤传感器具有许多优点,光纤是非金属材料,因此光纤具有很高的绝缘性;光纤在传输信息的过程中,对电磁场的抗干扰能力很强;其互感器体积小,能够比较方便的与计算机控制系统连接。
因此,在各个范畴都有对光纤传感技术的研究与应用,成为传感技术的先驱,推动着该领域的进一步发展[5]。
分布式光纤传感器不仅具备普通光纤传感器的优点[2],如抗电磁干扰性好、无辐射干扰性和化学稳定性好等,而且还可以沿着光纤同时得到被测场在空间和时间上的延续分布信息[7]。
分布式光纤传感器的种类有很多,主要有基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼散射的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于光偏振特性的传感技术等。
2.分布式光纤传感技术的基本原理根据信号的性质,分布式光纤传感技术可以分为4类:分别是基于瑞利散射的传感技术、基于拉曼效应的传感技术、基于布里渊效应的传感技术和基于前向传输模耦合的传感技术,下面将对前3种技术进行介绍。
2.1基于瑞利效应的分布式光纤传感技术瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子产生弹性碰撞所引起的,散射光的频率与入射光的频率相同。
光纤可穿戴传感器在人体健康监测领域发展研究综述
光纤可穿戴传感器在人体健康监测领域发展研究综述
郑洁清;马林;范计锋
【期刊名称】《传感器技术与应用》
【年(卷),期】2024(12)2
【摘要】随着健康意识和医疗服务水平的不断提高,可穿戴传感设备正在以极快的速度发展。
特别是近年来,可穿戴技术与各种高科技设备融合的产品,极大地改善了世界各地人们的生活,减缓了人们的老化进程。
随着高科技设备和可穿戴技术的结合,光纤传感器已成为可穿戴领域的一股新兴力量,对远程健康监测和医疗康复的发展产生了深远的影响。
本文综述了可穿戴光纤传感器的类型,分析了它们的一些制造细节和优劣势,概述了可穿戴光纤传感器在人体健康监测中的实际应用,从呼吸和心率、运动感知以及人机交互应用方面进行了总结,最后对未来光学可穿戴设备的研究前景和新兴领域面临的挑战做出了展望。
【总页数】12页(P228-239)
【作者】郑洁清;马林;范计锋
【作者单位】沈阳航空航天大学理学院沈阳
【正文语种】中文
【中图分类】TP2
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ZIGBEE路由分析摘要ZIGBEE作为新一代无线通信技术的命名，是一种高可靠的无线数传网络技术，是基于IEEE802.15.4标准的一种具有强大组网能力的新型无线个域网，所以其稳定可靠的路由就成了研发工作的重点。
本文重点综述了ZIGBEE无线传感网的网络结构，协议网络层的路由算法，分析了Z-AODV路由和Cluster-Tree路由的协议并在此基础上提出了ZIGBEE的基于Mesh路由的路由选择机制，该机制在网络性能和低功耗方面有明显的优势，适合未来通信网络发展的方向。
关键词：ZIGBEE协议；路由算法；Z-AODV路由ZIGBEE路由分析1前言无线传感网络采用了微小型的传感节点来获取信息，它们的节点之间具有自动组网和协调工作的能力，网络内部采用了无线的方式来采集和处理信息。
基于ZIGBEE网络技术是一种短距离，低成本的无线网络技术，在监控领域，以及传感和自动工业控制得到普片的应用，因此是国家安全还是国民经济等方面均有着广泛的应用前景。
最终将成为数字世界和现实世界的接口并深入到人们的生活中，它有着广阔前景，将像互联网一样改变着人们的生活。
因而对ZIGBEE无线传感网络协议的层路由分析计算，以及链路控制在实际应用中显得非常重要，且意义重大。
经过多年的研发讨论，ZIGBEE联盟于2004年12月，在IEEE 802.15.4 定义的物理层（PHY）和媒体接入层（MAC）的基础上定义了网络层和应用层，正式发布了基于IEEE 802.15.4的ZIGBEE标准协议，它将推动物联网的飞速发展，加速无线数传的更新进步[1]。
2 ZIGBEE网络层的结构在ZIGBEE网络中将终端的设备分为两类：一类是全功能设备（FFD），它的空间很大，用来处理和存放路由信息，它就是网络中的协调者，可以同网络中的任何设备进行通信，切实用于任何一种网络拓扑结构，起到网关的作用；另一类设备就是就是简化功能设备（RFD）,这种设备功耗很低、内存空间较小，它在网络中的功能就是与（FFD）通信，应用范围受一定的限制，只能用于星型拓扑结构中，在网络中作为基本的传感节点来采集信息并将其信息传给相应的网关节点，他们的通信关系如下图。
图1 两种设备的组网结构无论是简化功能设备和全功能设备，它们的模块都是集成了无线收发器、微处理器、电源模块、存储器和用户API等软硬件于一体，可实现ZIGBEE协议栈的功能组成[2]。
它们的工程流程是：将各种传感器（如：压力，温度）送来的信号并送给微处理器模块；微处理器模块负责整个节点的操作处理，同步定位，路由选择以及任务管理；无线通信模块负责与其它节点进行无线通信；电源模块负责整个设备的供电，由于ZIGBEE模块功耗小，所以我们可以用1.5V电池供电，以达到节能的目的，ZIGBEE模块框图如下：图2 ZIGBEE模块框图图1是模块的硬件框图，射频芯片为符合IEEE802.15.4标准的模块CC2420；控制射频芯片的微处理器选择的8051内核单片机[3]。
单片机与射频芯片之间通过SPI通信。
单片机与外部设备之间通过串口通信，单片机自带若干者温度或ADC 传感器，可以实现简单的温度监控或者模数转换。
为了方便代码移植到不同的硬件平台，模块固件采用标准C语言编写代码实现。
此外为了增加ZIGBEE网络的通信容量，碰撞概率和减小功耗，延迟其设备的寿命，所以在软件研发中采用了需求时唤醒机制[4]。
其工作的流程就是：在给设备通信初始化时，协调器主动广播连接信令，在传感节点成功就收和证明一个数据帧和MAC命令帧后，就会向协调器返回确认的帧，然后传感节点进入休眠状态，当有数据要经协调器传回时，会发一个指令唤醒协调器，这样就避免了协调器一直出于工作状态，节省了能源。
当然整个传感网络不仅仅需要网关和传感节点，还需要与后台监控中心合理的结合，才能组合成有效的传感网络。
监控中心是由一台计算机和多个协调器组成的，系统网络结构框图如下：图3系统网络结构框图3 网络层路由算法的分析现在通信网络的拓扑结构较多，如：Cluster-Tree、Z-AODV、Mesh等路由算法，ZIGBEE可以支持以上任何一种拓扑结构的算法[5]。
3.1 AODV路由算法AODV是逐跳的按需距离向量路由协议。
当源节点没有已知的路由到达目的节点时，它就会广播一个请求消息（RREO）每个接收到RREO的中间节点会记录下到源节点的逆向路径（以便为之后答应消息（RREO）提供路由），然后重新广播RREO 。
当RREO到达目的节点时，这时目的节点利用记录在报文中的逆向路径发送RREP。
如果中间节点知道最新的指向的节点路由，就会代替目的节点发送RREP。
每个收到RREP的节点以相同的方式记录本节点到目的节点的路径，以便为将来数据分组的报文的到来提供路由服务。
此外每个节点都维护一个目的序列号用于判断更新的路由。
AODV还支持组播功能，支持QoS，而且AODV使用IP地址，便于同Internet连接。
但AODV基于双向信道的假设，路由应答数据包直接沿着路由请求的反方向回溯到源节点，因而不支持单向信道。
AODV是一个纯粹的按需路由协议，那些不在路径内的节点不保存路由信息，也不参与路由表的交换。
3.2 Z-AODV路由算法Z-AODV[算法是针对AODV（Ad hoc按需距离矢量路由协议）算法的改进，AODV是基于序列号的路由，它总是选择最新的路由[6]。
Z-AODV是基于路径的能量消耗的路由，它考虑到节能、应用方便性等多方面的因素，它简化了AODV 的一些算法，但仍保持AODV的原始功能。
在路由选择和路由维护时，ZIGBEE 的路由算法使用了路由成本的度量方法来比较路由的好坏。
假定一个长度为L 的路由P ，则它的路由成本为：()]},{[11+=∑=i iLi D D C P C (1)其中，]}1,{[+Di D C i 表示从节点Di 到节点Di+1的链路成本。
对于链路l ，链路成本可按照下面的表达式计算：⎪⎩⎪⎨⎧ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p round L C 411,7min 7}{ (2) 其中，pl 为链路l 中发送数据包的概率。
3.3 树簇型（Cluster-Tree ）路由算法Cluster-Tree 是一种逻辑链路和网络层协议，使用链路状态数据包建立一个简单的簇型网络 [7] 。
该网络的组网能力强，切支持网络冗余，还具有一定自我修复能力。
网络中的节点形成一种父子关系，在有节点加入的时候，父节点就会为子节点分配地址。
它就是根据自身的地址Ak 和网络深度Depthk ，节点（k ）将为节点（i ）分配网络地址Ai 和网络深度Depthi=Depthk+1。
如：一个新的RFD 节点（i ），它没有路由能力，它与协调器连接作为协调器的第n 个子节点。
根据它的深度d ，父节点（k ）将为子节点（i ）分配网络地址：Ai=Ak+Cskip （d ）·Rm+n 1≤n≤（Cm-Rm ） (3) 如果是新的子节点FFD ，它有路由能力，父节点（k ）将给它分配网络地址：Ai=Ak+1+Cskip （d ）·（n-1） (4)其中，()⎪⎩⎪⎨⎧=--+=-∙--+--Rm Rm Cm Rm Cm d Lm R d Lm Cm Cskip 1111m ,11如果 (5) 否则，参数nwkMaxDepth (Lm)表示网络的最大深度。
图4 路由算法流程图3.4 Mesh路由算法Mesh网络也就是常说的网状网，是一种基于数据的路由选择策略，它的通信方式实际上就是多通道通信，在实际工业现场，由于各种原因，并不能保证每一个无线通道都能够始终畅通，就像城市的街道一样，可能因为车祸，道路维修等，使得某条道路的交通出现暂时中断，此时由于我们有多个通道，车辆（相当于我们的控制数据）仍然可以通过其他道路到达目的地。
在ZIGBEE网络中就是将Cluster-Tree和Z-AODV二者结合的混合路由方法，构成网状网通信，这样就为数据的传输提供了冗余链路[8]，保障了无线通信路由的稳定性，体现出了ZIGBEE 短程通信的优越性。
图4为节点接收到上层或其他节点发送的数据包时，网络层处理程序的流程图。
总结通过对上述路由链路的分析得：（1）Cluster-Tree路由是一种由网络协调器展开生成树状网络的拓扑结构，属于静态路由。
树型路由对传输数据包的响应较快，因为树型路由不需要建立路由表。
其缺点是所选择的路由并非是最佳的路由，不能获得最小路由。
（2）Z-AODV需要首先建立路由发现，然后选择跳数少的路由，成为最佳路径，Z-AODV适用于连续的数据传输。
（3）Mesh路由提出了基于数据服务的ZIGBEE路由选择策略，这种路由选择机制在网络性能和低功耗方面有明显的优势；并且根据能量控制机制，可以有效地平衡节点能量，避免节点耗尽能量而过早地失去作用。
（4）ZIGBEE网络采用短程无线通信技术，要尽量避免各个子网的干扰，就要设置好其各个ZIGBEE模块收发功率，以及所属子网和信道，避免同频和邻频干扰。
参考文献[1]周麟阚凤龙．ZIGBEE无线传感器网络路由协议研究[J]．科技广场，2010(1):51-53．[2]蒋挺，赵成林.紫蜂技术及其应用[M].北京：北京邮电大学出版社，2006．[3]瞿雷．ZIGBEE技术及应用[M]．北京：北航出版社，2007．9．[4]金纯．ZIGBEE技术基础及案例分析[M]．北京：国防工业出版社，2008．1．[5]李文仲．ZIGBEE无线网络技术入门与实战[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007．4．[6] Ran Peng，Sun Mao-hen，Zou You-min. ZIGBEE Routing Selection Strategy Base on Data Services and Engergy-balance ZIGBEE Routing Service Conmputing[J]．2006.APSCC 06.IEEE Asia-Pacific Conference on Dec.2006：400-404．[7]吕治安．ZIGBEE网络原理与应用开发[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2008．2．[8]杜焕军．刘国田．ZIGBEE网络路由协议研究[J]．合肥工业大学学报，2008．31(10) :1617-1621．。