定位传感器PPT课件
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无线传感器网络原理及应用第4章定位技术ppt课件
(
x1
(
x1
x)2 x)2
( y1
(y2
y)2 y)2
ρ12 ρ22
(xn x)2 ( yn y)2 ρn2
(4-3)
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
X(ATA)1ATb
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
第4章 定位技术
4.1.2 定位算法分类 在传感器网络中，根据定位过程中是否测量实际节点间
的距离，把定位算法分为基于距离的(range-based)定位算法 和与距离无关的(range-free)定位算法，前者需要测量相邻节 点间的绝对距离或方位，并利用节点间的实际距离来计算未 知节点的位置；后者无需测量节点间的绝对距离或方位，而 是利用节点间估计的距离计算节点位置。
资金是运动的价值，资金的价值是随 时间变 化而变 化的， 是时间 的函数 ，随时 间的推 移而增 值，其 增值的 这部分 资金就 是原有 资金的 时间价 值
第4章 定位技术
4.1 定位技术简介
4.1.1 定位技术的概念、常见算法和分类 1. 无线传感器网络定位技术概念 在传感器网络节点定位技术中，根据节点是否已知自身
标为(x，y)。对于节点A、C和∠ADC，确定圆心为O1(xO1， yO1)、半径为r1的圆，，则
(xO1 x1)2 (yO1 y1)2 r1
(xO1 x2)2 (yO1 y2)2
r1
(x1
x3)2
(y1
(2024年)智能传感器PPT课件
2024/3/26
8
信号调理电路
信号调理电路定义
指将敏感元件输出的微弱信号进 行放大、滤波、转换等处理，以 便于后续电路或系统处理的电路
。
2024/3/26
信号调理电路功能
包括放大、滤波、隔离、转换等， 以提高信号的信噪比和抗干扰能力 ，保证信号的稳定性和可靠性。
信号调理电路类型
根据具体需求，可采用运算放大器 、仪表放大器、隔离放大器、滤波 器、模数转换器等不同类型的电路 。
接口技术标准
常见的接口标准包括I2C、SPI、UART等，这些标 准定义了数据传输的格式、速率、时序等参数， 以确保数据的可靠传输和设备的互操作性。
10
03
典型智能传感器介绍
2024/3/26
11
温度智能传感器
01
02
03
工作原理
利用物质随温度变化而变 化的特性，将温度转换为 可测量的电信号。
2024/3/26
远程医疗
通过智能传感器采集患者的生理数据并远程传输给医生，实现远程 诊断和治疗，提高医疗服务的便捷性和效率。
19
环境保护领域应用
2024/3/26
空气质量监测
智能传感器可以实时监测空气中的PM2.5、甲醛等有害物质的含 量，为环境保护和治理提供依据。
水质监测
利用智能传感器监测水体中的PH值、溶解氧、重金属等参数， 保障水资源的安全和可持续利用。
对采集到的数据进行预处理和分析
智能传感器应用实验
2024/3/26
30
实验内容和步骤
设计并实现一个基于 智能传感器的应用系 统
分析实验结果并撰写 实验报告
2024/3/26
对系统进行测试和调 试
【全文】智能传感器PPT课件 (1)
7
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 1) 研究与开发传感器的自由度大。 (2) 精度高。 (3) 具有一定的可编程自动化能力。 (4) 输出形式多。 (5) 功能价格比大。
8
10.1
智能传感器及无线传感器网络
第10章 智能传感器
• 近几年发展起来的无线传感器网络是智能传感器 的又一深层次研究，是又一个新的飞跃。
22
10.3
智能传感器的结构框图
第10章 智能传感器
10.3.1 μP主机模板
• 因此，在智能传感器设计时，应参照如下原则来选择 μP。
• (1) 根据任务选机型。
• 根据所研制的智能传感器是用于数据处理完成某些测 量任务，还是用于某种系统控制，对于不同的任务， 应选择不同的机型。
23
10.3
智能传感器的结构框图
24
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.2 模拟量输入模板
第10章 智能传感器
• 传感器的输出一般为毫伏数量级模拟量。要满足A ／D转换电路的要求，还必须经过模拟量输入模板 上有关电路的放大、处理，再经A／D转换电路传 输到主机板上。
25
10.3
智能传感器的结构框图
10.3.3 IEEE-488标准总线模板
3
第10章 智能传感器
• 迅速发展的微处理机技术推动和影响着其他技术
10.1
领智域能的传变感革器。及把无微线处传理感机器技网术络引入传感器，可以
使传感器实现过去实现不了的功能，具有智能本
领，这就是新一代的传感器——智能传感器
(Intelligent Sensor或Smart Sensor)。
• “Intelligent Sensor”是英国人对智能传感器 的称谓，而“Smart Sensor”是美国人对智能传 感器的俗称。
(2024年)地理信息技术ppt课件
6
02
地理信息系统（GIS）
2024/3/26
7
GIS基本原理与功能
01
02
03
04
空间数据模型
描述地理现象的空间分布、属 性和关系，包括矢量模型、栅
格模型等。
2024/3/26
空间数据库管理
实现空间数据的存储、查询、 更新和共享，支持多用户并发
操作。
空间分析
对地理数据进行空间统计、缓 冲区分析、叠加分析等，揭示 地理现象的空间规律和关系。
采用关系数据库、NoSQL 数据库等技术，实现空间 数据的高效存储和管理。
9
空间分析方法与可视化表达
空间分析方法
包括空间插值、空间聚类、空间自相 关等，用于揭示地理现象的空间分布 规律和关系。
可视化表达技术
利用地图符号、色彩、注记等手段， 将地理数据以直观易懂的形式展现出 来。
三维可视化技术
基于三维模型和数据，实现地理现象 的三维立体展示和分析。
03
航空导航：GPS在航空领域的应用已经非常普遍，它可以为 飞机提供精确的位置、速度和航向信息，以及实时的气象和 航行情报。 2024/3/26
05
大地测量：利用GPS进行高精度的大地测量，可以建立全球 或区域性的大地坐标系，为地球科学研究提供基础数据。
06
工程测量：在工程建设中，GPS可以用于控制网的建立、地 形测绘、施工放样等方面，提高工程建设的精度和效率。
技术方法与流程 详细阐述项目采用的技术方法，包括数据收集、处理、分 析、可视化等流程，以及GIS和RS技术在其中的应用。
项目成果与效益 展示项目取得的成果，包括空气质量改善效果、决策支持 能力提升等方面，并分析项目带来的社会、经济和环境效 益。
02
地理信息系统（GIS）
2024/3/26
7
GIS基本原理与功能
01
02
03
04
空间数据模型
描述地理现象的空间分布、属 性和关系，包括矢量模型、栅
格模型等。
2024/3/26
空间数据库管理
实现空间数据的存储、查询、 更新和共享，支持多用户并发
操作。
空间分析
对地理数据进行空间统计、缓 冲区分析、叠加分析等，揭示 地理现象的空间规律和关系。
采用关系数据库、NoSQL 数据库等技术，实现空间 数据的高效存储和管理。
9
空间分析方法与可视化表达
空间分析方法
包括空间插值、空间聚类、空间自相 关等，用于揭示地理现象的空间分布 规律和关系。
可视化表达技术
利用地图符号、色彩、注记等手段， 将地理数据以直观易懂的形式展现出 来。
三维可视化技术
基于三维模型和数据，实现地理现象 的三维立体展示和分析。
03
航空导航：GPS在航空领域的应用已经非常普遍，它可以为 飞机提供精确的位置、速度和航向信息，以及实时的气象和 航行情报。 2024/3/26
05
大地测量：利用GPS进行高精度的大地测量，可以建立全球 或区域性的大地坐标系，为地球科学研究提供基础数据。
06
工程测量：在工程建设中，GPS可以用于控制网的建立、地 形测绘、施工放样等方面，提高工程建设的精度和效率。
技术方法与流程 详细阐述项目采用的技术方法，包括数据收集、处理、分 析、可视化等流程，以及GIS和RS技术在其中的应用。
项目成果与效益 展示项目取得的成果，包括空气质量改善效果、决策支持 能力提升等方面，并分析项目带来的社会、经济和环境效 益。
《传感器的军事应用》课件
多模传感器的应用可以融合多 种传感器的优势，实现更全面、 准确的信息获取和战场监测。
总结
• 传感器在军事中的应用已经越来越广泛。 • 传感器技术的不断更新和创新，对战场的信息获取和决策指挥提供了有效的支持。 • 未来随着新技术的发展，传感器的应用将更加广泛和深入。
传感器在军事领域的重要性
传感器在军事中的应用可以提供实时情报和战场数据，为指挥决策提供重要支持。
传感器在军事中的应用
1
战场情况感知
2
传感器可以监测战场上的各种情况，如
敌军动态、火力部署和地形变化，为指
挥官提供准确的战场态势。
3
瞄准和射击辅助
4Байду номын сангаас
传感器可以提供瞄准和射击辅助，帮助 士兵快速锁定目标并实现精确打击。
通过传感器的测绘和目标识别功能，可 以提供目标的精确信息，帮助指挥员做 出准确的决策。
重点介绍几种传感器及其应用
激光雷达传感器
激光雷达传感器可用于精确定位 和目标跟踪，是现代军事技术不 可或缺的一部分。
红外传感器
红外传感器在夜间战斗和隐蔽作 战中发挥重要作用，可监测敌军 动态和探测隐蔽设施。
超声波传感器
5
环境探测和控制
6
传感器可以监测环境参数，如温度、湿 度和气体浓度等，为军事行动提供便利
和安全。
人员定位与追踪
通过传感器的定位功能，可以及时掌握 敌我双方在战场上的位置信息，提高作 战效率。
导弹导航和控制
传感器在导弹中的应用可以实现精确导 航和目标跟踪，提高导弹的命中率和作 战效果。
瞬时轨态测绘和目标识别
超声波传感器在地雷侦测和障碍 物检测中应用广泛，是军事工程 中的重要技术。
总结
• 传感器在军事中的应用已经越来越广泛。 • 传感器技术的不断更新和创新，对战场的信息获取和决策指挥提供了有效的支持。 • 未来随着新技术的发展，传感器的应用将更加广泛和深入。
传感器在军事领域的重要性
传感器在军事中的应用可以提供实时情报和战场数据，为指挥决策提供重要支持。
传感器在军事中的应用
1
战场情况感知
2
传感器可以监测战场上的各种情况，如
敌军动态、火力部署和地形变化，为指
挥官提供准确的战场态势。
3
瞄准和射击辅助
4Байду номын сангаас
传感器可以提供瞄准和射击辅助，帮助 士兵快速锁定目标并实现精确打击。
通过传感器的测绘和目标识别功能，可 以提供目标的精确信息，帮助指挥员做 出准确的决策。
重点介绍几种传感器及其应用
激光雷达传感器
激光雷达传感器可用于精确定位 和目标跟踪，是现代军事技术不 可或缺的一部分。
红外传感器
红外传感器在夜间战斗和隐蔽作 战中发挥重要作用，可监测敌军 动态和探测隐蔽设施。
超声波传感器
5
环境探测和控制
6
传感器可以监测环境参数，如温度、湿 度和气体浓度等，为军事行动提供便利
和安全。
人员定位与追踪
通过传感器的定位功能，可以及时掌握 敌我双方在战场上的位置信息，提高作 战效率。
导弹导航和控制
传感器在导弹中的应用可以实现精确导 航和目标跟踪，提高导弹的命中率和作 战效果。
瞬时轨态测绘和目标识别
超声波传感器在地雷侦测和障碍 物检测中应用广泛，是军事工程 中的重要技术。
节气门位置传感器ppt课件
15
３、 电控单元： 接收踏板位置和其他传感器信号，计算 出实际的节气门开度，控制节气门电机以调节开度。同时 还监控节气门系统。如果发现故障，发动机ECU控制停止 点火和喷油来使发动机熄火。
4.节气门故障灯（EPC灯，在仪表上）：提示节气门故障 信息。
５．离合器踏板开关：开关信号，反馈离合器踏板位置。 踩下踏板，负载变化功能关闭。系统不对其进行监控，故 无故障存贮，也无替代值。
电子节气门一旦被灰尘严重污染，就会导致发动机怠速 不稳，尾气排放超标，甚至怠速熄火，但中高速正常。
加速瞬间回火故障在节气门位置传感器，后期回火故障 在空气流量计。可拔下空气流量计后重新启动看混合气 是否正常。
正常情况下，怠速时空气进气量应为2--4g/s，节气门开 度为0--5º
29
１、节气门位置传感器对喷油脉宽的调节是微量的,可忽略不计,主要任务是在 急加速时增加一次喷油次数. ２、和车速传感器一起控制变速器的换档点。 ３、和制动灯开关一起控制变速杆在Ｐ位的锁止，只有节气门传感器在怠速 状态，变速杆才能离开Ｐ位。
10
5、 程式设定（PROGRAM） 指主电脑从原厂供货时，未将存储器的资料输入确认，必须利用专用
仪器输入程式资料设定。 6、 程式再设定（REPROGRAM）
主电脑中的存储器资料可能因错误或有新修正资料，而利用专用仪器 重新整理电脑记忆资料的设定。 7、 确认码设定（CODING） 指新的主电脑可提供多种车型使用。当要使用时．必须利用专用仪器输入 一级确认代码的设定． 8、 再确认设定（RECODING）
ECU通过调节脉冲宽度调制信号的占空比来控制定位电动机 转角的大小，方向则是由与节气门相连的复位弹簧控制。当 占空比一定，节气门定位电动机输出转矩与复位弹簧阻力矩 保持平衡时，节气门开度不变；当占空I:LN大时，节气门定 位电动机驱动力矩克服复位弹簧阻力矩，使节气门开度增大； 反之则减小。
３、 电控单元： 接收踏板位置和其他传感器信号，计算 出实际的节气门开度，控制节气门电机以调节开度。同时 还监控节气门系统。如果发现故障，发动机ECU控制停止 点火和喷油来使发动机熄火。
4.节气门故障灯（EPC灯，在仪表上）：提示节气门故障 信息。
５．离合器踏板开关：开关信号，反馈离合器踏板位置。 踩下踏板，负载变化功能关闭。系统不对其进行监控，故 无故障存贮，也无替代值。
电子节气门一旦被灰尘严重污染，就会导致发动机怠速 不稳，尾气排放超标，甚至怠速熄火，但中高速正常。
加速瞬间回火故障在节气门位置传感器，后期回火故障 在空气流量计。可拔下空气流量计后重新启动看混合气 是否正常。
正常情况下，怠速时空气进气量应为2--4g/s，节气门开 度为0--5º
29
１、节气门位置传感器对喷油脉宽的调节是微量的,可忽略不计,主要任务是在 急加速时增加一次喷油次数. ２、和车速传感器一起控制变速器的换档点。 ３、和制动灯开关一起控制变速杆在Ｐ位的锁止，只有节气门传感器在怠速 状态，变速杆才能离开Ｐ位。
10
5、 程式设定（PROGRAM） 指主电脑从原厂供货时，未将存储器的资料输入确认，必须利用专用
仪器输入程式资料设定。 6、 程式再设定（REPROGRAM）
主电脑中的存储器资料可能因错误或有新修正资料，而利用专用仪器 重新整理电脑记忆资料的设定。 7、 确认码设定（CODING） 指新的主电脑可提供多种车型使用。当要使用时．必须利用专用仪器输入 一级确认代码的设定． 8、 再确认设定（RECODING）
ECU通过调节脉冲宽度调制信号的占空比来控制定位电动机 转角的大小，方向则是由与节气门相连的复位弹簧控制。当 占空比一定，节气门定位电动机输出转矩与复位弹簧阻力矩 保持平衡时，节气门开度不变；当占空I:LN大时，节气门定 位电动机驱动力矩克服复位弹簧阻力矩，使节气门开度增大； 反之则减小。
智能手机常见传感器ppt课件
距离传感器
距离传感器是通过测பைடு நூலகம்间来实现测距离 的。
工作原理：通过发射特别 短的光脉冲，并测量此光脉冲
sensor从发射到被物体反射回来的时 间，通过测时间来计算与物体 之间的距离。
应用:这个传感器在手机上的应用是 当我们打电话时，手机屏幕会自动熄灭 ，当你脸离开，屏幕灯会自动开启，并 且自动解锁。这个对于待机手机较短的 智能手机来说是相当实用的。现在很多 智能手机都装备的这个传感器。
RV的三个数值，与cos(theta/2)组成一个四元组。 RV的数据没有单位，使用的坐标系与加速度相同。
GV、LA和RV的数值没有物理传感器可以直接给出， 需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor经过算法计算 后得出。
压
阻
式
压
力
传
感 压阻式压力传感器原理与应用：
器
压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应 和集成电路技术制成的传感器。压阻式传感器常
Android智能手机内置传感器
智能手机10个常见传感器
1. 方向传感器 2. 距离传感器 3. 陀螺仪传感器 4. 电子罗盘 5. 重力传感器 6. 磁力传感器 7. 光线传感器 8. 线性加速度传感器 9. 旋转矢量传感器 10.压力传感器
方向传感器
Orientation sensor=方向传感器
目前手机中采用的三轴陀螺仪用 途主要体现在游戏的操控上，有了三 轴陀螺仪，我们在玩现代战争等第一 人称射击游戏时，可以完全摒弃以前 通过方向按键来控制游戏的操控方式 ，我们只需要通过移动手机相应的位 置，既可以达到改变方向的目的，使 游戏体验更加真实、操作更加灵活。
电子罗盘，也叫方位感应器（传感器）
传感器的应用知识点总结PPT
法律法规遵守
在使用传感器进行数据采集和处理时，需要遵守相关法律 法规和政策要求，如《个人信息保护法》等，确保合法合 规。
2023
PART 06
传感器发展趋势与前沿技 术动态
REPORTING
微型化、集成化发展趋势
微型化
传感器正朝着微型化方向发展，通过采用先进的微纳加工技术，实现传感器尺寸的缩小和 性能的提升。
集成化
将多个传感器集成在一起，形成传感器阵列或传感器网络，实现多参数、多功能的综合测 量。
MEMS技术
微机电系统（MEMS）技术是传感器微型化、集成化的重要手段，通过MEMS技术可以 制造出高性能、低功耗的微型传感器。
智能化、网络化发展趋势
智能化
传感器正朝着智能化方向发展，通过集成微处理器、存储器等器 件，实现传感器的自校准、自诊断、自适应等功能。
传感器分类与特点
传感器分类
根据输入物理量可分为位移传感器、速度传感器、温度传感 器、压力传感器等；根据工作原理可分为电阻式、电容式、 电感式、压电式等。
传感器特点
不同类型的传感器具有不同的特点，如电阻式传感器具有结 构简单、线性度好等优点，但灵敏度较低；电容式传感器具 有高灵敏度、高精度等优点，但易受温度和寄生电容的影响 。
工作原理及性能指标
要点一
工作原理
传感器的工作原理是将被测量转换为电信号的过程。不同 类型的传感器采用不同的转换原理，如电阻式传感器利用 电阻值随被测量变化而变化的原理进行转换；电容式传感 器利用电容值随被测量变化而变化的原理进行转换。
要点二
性能指标
传感器的性能指标包括灵敏度、线性度、重复性、迟滞性 、稳定性等。其中，灵敏度表示传感器输出变化量与输入 变化量的比值；线性度表示传感器输出与输入之间的线性 程度；重复性表示在相同条件下多次测量结果的一致性； 迟滞性表示传感器在输入量变化时输出量的滞后程度；稳 定性表示传感器在长时间使用过程中保持其性能参数不变 的能力。
在使用传感器进行数据采集和处理时，需要遵守相关法律 法规和政策要求，如《个人信息保护法》等，确保合法合 规。
2023
PART 06
传感器发展趋势与前沿技 术动态
REPORTING
微型化、集成化发展趋势
微型化
传感器正朝着微型化方向发展，通过采用先进的微纳加工技术，实现传感器尺寸的缩小和 性能的提升。
集成化
将多个传感器集成在一起，形成传感器阵列或传感器网络，实现多参数、多功能的综合测 量。
MEMS技术
微机电系统（MEMS）技术是传感器微型化、集成化的重要手段，通过MEMS技术可以 制造出高性能、低功耗的微型传感器。
智能化、网络化发展趋势
智能化
传感器正朝着智能化方向发展，通过集成微处理器、存储器等器 件，实现传感器的自校准、自诊断、自适应等功能。
传感器分类与特点
传感器分类
根据输入物理量可分为位移传感器、速度传感器、温度传感 器、压力传感器等；根据工作原理可分为电阻式、电容式、 电感式、压电式等。
传感器特点
不同类型的传感器具有不同的特点，如电阻式传感器具有结 构简单、线性度好等优点，但灵敏度较低；电容式传感器具 有高灵敏度、高精度等优点，但易受温度和寄生电容的影响 。
工作原理及性能指标
要点一
工作原理
传感器的工作原理是将被测量转换为电信号的过程。不同 类型的传感器采用不同的转换原理，如电阻式传感器利用 电阻值随被测量变化而变化的原理进行转换；电容式传感 器利用电容值随被测量变化而变化的原理进行转换。
要点二
性能指标
传感器的性能指标包括灵敏度、线性度、重复性、迟滞性 、稳定性等。其中，灵敏度表示传感器输出变化量与输入 变化量的比值；线性度表示传感器输出与输入之间的线性 程度；重复性表示在相同条件下多次测量结果的一致性； 迟滞性表示传感器在输入量变化时输出量的滞后程度；稳 定性表示传感器在长时间使用过程中保持其性能参数不变 的能力。
传感器定位技术共24页
选择与设计传感器定位需要考虑的因素
1. 硬件设备 2. 信号传播模式 3. 定时和能源要求 4. 网络结构（同构的或异构的） 5. 环境特性（室内还是室外） 6. 节点密度 7. 设备的时间同步 8. 通信费用 9. 误差要求 10. 设备灵活性等。
定位性能的评价指标
位置精度 覆盖范围 刷新速度 功耗
无线传感器网络
无线传感器网络
--- 传感器定位技术
传感器定位的技术背景
1. 传感器可能需要被放置在人员不能到达的地方 2. （功能较强的）汇聚节点数目有限 3. 成本因素 4. 安装复杂性 5. 动态环境的变化 6. 不包含位置信息的数据难以被应用 7. 传感器资源极度有限
传感器定位的技术背景
传统定位方式：由于无线传感器网络的节点数量巨大且传感 器节点是自组织分布的,在每个节点中配置GPS接收器或人 工放置节点的方法都是不现实的。 基本思想：传感器网络中的某些节点（sink 节点）可以找到 自己的精确位置，然后参照此基准，利用局部定位算法，其 他节点也可以正确定位。
位置精度是定位系统最重要的指标，精度越高，则技术要求越严， 成本也越高。定位精度指提供的位置信息的精确程度，它分为相对精 度和绝对精度。
绝对精度指以长度为单位度量的精度。 相对精度通常以节点之间距离的百分比来定义。 覆盖范围和位置精度是一对矛盾性的指标。 刷新速度是指提供位置信息的频率。 功耗作为传感器网络设计的一项重要指标，对于定位这项服务功 能，人们需要计算为此所消耗的能量。 定位实时性更多的是体现在对动态目标的位置跟踪。
Range-Free定位技术：简介
两类Range-free 定位算法：局部定位算法和跳计数算法。 局部定位算法依赖高密集度的汇聚节点，使得每个传感器节点都接听几 个汇聚节点的信号，常见的算法有Centroid（质心法）和APIT（近似三 角形内点测试）； 跳计数算法依靠洪泛网络，在含有稀疏汇聚节点的传感器网络中，跳计 数技术可将功能强大的sink 节点的位置信息广播到整个网络，常见的算 法有DV－HOP 法。
2024版《智能传感器》PPT课件
contents •智能传感器概述•智能传感器工作原理与分类•智能传感器信号处理技术•智能传感器接口电路设计与实践•智能传感器网络通信协议及实现•智能传感器性能指标评估方法•智能传感器应用案例分析•智能传感器未来发展趋势预测目录01智能传感器概述定义与发展历程定义发展历程从传统的机械式传感器到电子式传感器，再到智能传感器，随着物联网、人工智能等技术的发展，智能传感器逐渐成为传感器领域的主流。
智能传感器特点及应用领域特点应用领域市场现状及发展趋势市场现状发展趋势02智能传感器工作原理与分类工作原理简介010203温度传感器压力传感器光电传感器气体传感器常见类型及其特点选型原则与注意事项配。
A B C D03智能传感器信号处理技术信号采集与转换方法模拟信号采集通过模拟电路对传感器输出的模拟信号进行采集，包括电压、电流等信号的采集和放大。
数字信号转换将模拟信号转换为数字信号，便于后续的数字信号处理和传输。
常用的转换方法包括模数转换（ADC）和直接数字式传感器输出。
传感器接口电路设计传感器与信号处理电路之间的接口电路，实现传感器信号的稳定传输和匹配。
数字滤波技术应用有限冲激响应（FIR）滤波器01无限冲激响应（IIR）滤波器02自适应滤波器03数据融合与校准策略传感器校准多传感器数据融合对传感器的输出进行校准，以消除传感器本身的误差。
常用的校准方法包括零点校准、量程校准等。
环境因素补偿04智能传感器接口电路设计与实践接口电路需求分析信号转换需求电源和功耗需求抗干扰能力需求可扩展性和兼容性需求典型接口电路设计案例I2C接口电路设计SPI接口电路设计UART接口电路设计调试技巧和经验分享电源和信号完整性测试在接口电路调试过程中，应首先检查电源的稳定性和信号完整性，确保电路正常工作。
传感器校准和标定对于模拟输出传感器，需要进行校准和标定以提高测量精度；对于数字输出传感器，需要设置合适的阈值和分辨率。
抗干扰措施采取有效的抗干扰措施，如合理布局、接地处理、滤波等，以提高接口电路的抗干扰能力。
定位技术解析课件
(6) 基础设施：协助传感器节点定位的已知自身位置的固 定设备，如卫星、基站等。
(7) 到达时间：信号从一个节点传播到另一个节点所需要 的时间，称为信号的到达时间。
(8) 到达时间差(TDoA)：两种不同传播速度的信号（例如， 电波和声波）从一个节点传播到另一个节点所需要的时间之 差，称为信号的到达时间差。
✓ 定位实时性更多的是体现在对动态目标的位置跟踪。
4.功耗作为传感器网络设计的一项重要指标，对于定位这项 服务功能，人们需要计算为此所消耗的能量。
4、定位系统的设计要点
在设计定位系统的时候，要根据预定的性能指标，在众多方 案之中选择能够满足要求的最优算法，采取最适宜的技术手段 来完成定位系统的实现。通常设计一个定位系统需要考虑两个 主要因素，即定位机制的物理特性和定位算法。
4.2.2 基于测距的定位技术
基于测距的定位技术是通过测量节点之间的距离，根据几何 关系计算出网络节点的位置。解析几何里有多种方法可以确定一 个点的位置。比较常用的方法是多边定位和角度定位。
1、测距方法
(1)接收信号强度指示(RSSI)
RSSI测距的原理如下：接收机通过测量射频信号的能量来 确定与发送机的距离。将无线信号的发射功率和接收功率之间 的关系表述为下式所示，其中PR是无线信号的接收功率，PT是 无线信号的发射功率，r是收发单元之间的距离，n传播因子， 传播因子的数值大小取决于无线信号传播的环境。
1. 假设两个节点都已完成时间同步，节点知道声波的传输速率。 2. 扬声器放出伪噪声，同时无线传输模块，发出伪噪声序列信息发 送的时间（T1）。 3. 接收节点根据声波的速度（V）和到达时间（T2）进行距离的计算。 距离 d=V*（T2-T1） 优点：对硬件要求的成本和复杂度低 缺点：声波速度易受到大气的干扰
(7) 到达时间：信号从一个节点传播到另一个节点所需要 的时间，称为信号的到达时间。
(8) 到达时间差(TDoA)：两种不同传播速度的信号（例如， 电波和声波）从一个节点传播到另一个节点所需要的时间之 差，称为信号的到达时间差。
✓ 定位实时性更多的是体现在对动态目标的位置跟踪。
4.功耗作为传感器网络设计的一项重要指标，对于定位这项 服务功能，人们需要计算为此所消耗的能量。
4、定位系统的设计要点
在设计定位系统的时候，要根据预定的性能指标，在众多方 案之中选择能够满足要求的最优算法，采取最适宜的技术手段 来完成定位系统的实现。通常设计一个定位系统需要考虑两个 主要因素，即定位机制的物理特性和定位算法。
4.2.2 基于测距的定位技术
基于测距的定位技术是通过测量节点之间的距离，根据几何 关系计算出网络节点的位置。解析几何里有多种方法可以确定一 个点的位置。比较常用的方法是多边定位和角度定位。
1、测距方法
(1)接收信号强度指示(RSSI)
RSSI测距的原理如下：接收机通过测量射频信号的能量来 确定与发送机的距离。将无线信号的发射功率和接收功率之间 的关系表述为下式所示，其中PR是无线信号的接收功率，PT是 无线信号的发射功率，r是收发单元之间的距离，n传播因子， 传播因子的数值大小取决于无线信号传播的环境。
1. 假设两个节点都已完成时间同步，节点知道声波的传输速率。 2. 扬声器放出伪噪声，同时无线传输模块，发出伪噪声序列信息发 送的时间（T1）。 3. 接收节点根据声波的速度（V）和到达时间（T2）进行距离的计算。 距离 d=V*（T2-T1） 优点：对硬件要求的成本和复杂度低 缺点：声波速度易受到大气的干扰
传感器及其工作原理完整版课件
●考纲须知 实验十一：传感器的简单应用
第六章 第一节 传感器及其工作原理
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
方知法识警体示系探构究建 考点题型设计 课后强化作业
学习目标定位
※ 知道什么是传感器 知道什么是光敏电阻，热敏电阻，金
※ 属热电阻以及霍尔元件
※ 了解传感器的工作原理
课堂情景切入
解析：当照射光强度增大时，R3 阻值减小，外电路电阻随 R3 的减小而减小，R1 两端电压因干路电流增大而增大，同时内 电压增大，故电路路端电压减小，电压表的示数增大，A 项正 确，D 项错误；由路端电压减小，R1 两端电压增大知，R2 两端 电压必减小，则 R2 中电流减小，故 B 项正确；结合干路电流 增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故 C 项正确。
解析：将刚从冰箱中取出的雪糕靠近并接触热敏电阻， NTC 热敏电阻是负温度系数的，降低温度，其电阻变大，表 针向左偏转；将一杯热水靠近并接触热敏电阻，热敏电阻的温 度升高，其电阻变小，指针将向右偏转。
答案：左 右
点评：此类问题一定要弄清热敏电阻是负温度系数还是正 温度系数的。另外金属热电阻都是正温度系数的。
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较 大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化， 这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示 数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示 数相同，这只元件一定是定值电阻
答案：ABC
利用光敏电阻制作的光传感器，记录传送带上工作的输送 情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光 传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发 出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信 号与时间的关系，如图乙所示，若传送带始终匀速运动，每两 个工件间的距离为 0.2m，则下述说法正确的是( )
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24
（3）测试过程
启动发动机，在不同转速条件下测试传感 器输出信号的波形，观察传感器信号波形 的特点，看是否满足要求。
25
•电磁式曲轴位置传感器的信号波形
26
第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路 的测试
27
第三步：传感器的单件测试 （1）利用汽车专用万用表检查传感器的电阻 （2）齿隙的测量
13
•产生曲轴1O转角信号的原理
14
•2号磁头与曲轴的位置关系
15
•4、丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
16
•（1）Ne信号 Ne信号是检测曲轴转角位置及发动机转速 的信号。
17
(2)G信号 G信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。
18
•G、Ne信号与曲轴转角的关系
19
•G1、G2信号实例
20
•G1、G2、Ne信号实例
21
5、电磁式曲轴位置传感器的应用举例
22
6、传感器与发动机控制模块之间的连接电路
23
第一步：传感器输出信号的测试 （1）测试所需仪器设备： 针对该传感器输出信号的测试要同时获取信号
的振幅和频率两个参数，因而最好使用汽车专 用示波器。而如果只是对元件本身进行测试， 则可以使用汽车专用万用表。 （2）测试仪器的连接 把示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁 线上或发动机的缸体上；把示波器的正极检测 探针连接到传感器通往发动机控制模块（ECU） 的信号输出线上。
将越来越大。但信号的振幅和信号的占空比基本 不变。
37
•传感器的测试 第一步：传感器输出信号的测试 （1）测试所需的仪器设备： 由于传感器信号的输出特点是随着发动机转速的
上升，传感器输出信号的频率将越来越大，因而 对传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车 专用示波器。
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（2）检测仪器的连接 把汽车专用万用表或汽车专用示波器的负极检测
4
HONDA曲轴位置传感器
5
HONDA曲轴位置传感器的信号轮
6
HONDA曲轴位置传感器
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•2、传感器工作原理
8
9
信号特点：
随着发动机转速的上升，传感器输出信号 的频率是越来越大，同时信号的振幅也是 越来越高。
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•3．日产公司电磁式曲轴位置传感器CKP） （1）结构
11
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•（2）工作原理:脉冲信号的产生
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（2）测试仪器的连接 把示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、
发动机缸体或蓄电池的负极接线柱上；把示波器 正极探针连接到传感器通往发动机控制模块 （ECU）的信号输出线上。
61
（3）测试过程 启动发动机，在不同的转速条件下运行发动机，
测试传感器的输出信号波形 。
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（4）结果分析
63
48
Байду номын сангаас
传感器工作原理—霍尔式传感器
49
•2．采用触发叶片的霍尔式 曲轴位置传感器（CKP）
50
•霍尔发生器的工作原理
51
•霍尔式曲轴位置传感器输出信号
52
•3．采用触发轮齿的霍尔式 曲轴位置传感器（CKP）
53
•工作原理
54
•信号波形的特点
55
•4、传感器与发动机控制模块的连接电路
56
40
•信号的波形（发动机高速运转时）
41
•上止点信号的波形（发动机怠速运转时）
42
•上止点信号的波形（发动机高速运转时）
43
•第二步：传感器与发动机控制电路 之间连接电路的测试
44
第三步：传感器单件测试
45
(三)霍尔效应式曲轴位置传感器（CKP）
46
•1．霍尔效应的原理
47
霍耳效应的工作原理
探针连接到传感器的搭铁线、发动机缸体或蓄电 池的负极接线柱上；把汽车专用万用表或汽车专 用示波器的正极检测探针连接到传感器通往发动 机控制模块（ECU）的信号输出线上。 （3）测试过程 起动发动机，让发动机在不同的转速条件下运转， 观察信号的特点，看是否满足要求。
39
•（4）结果分析
信号的波形（发动机怠速运转时）
的信号类型，曲轴位置传感器（CKP）包 括活塞上止点检出型及曲轴转角检出型 两种。 而根据信号形成的原理分类，曲轴位置 传感器（CKP）又可分为电磁式、光电式 和霍尔效应式三大类。 就其安装部位有在曲轴前端、凸轮轴前 端、飞轮上和分电器内的.
2
(一)电磁式曲轴位置传感器
3
1、传感器的结构
HONDA汽车曲轴位置传感器的安装位置
67
PASSAT发动机凸轮轴位置传感器
68
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29
30
•(二)光电式曲轴位置传感器 （CKP） 1、传感器结构特点
31
光电式曲轴位置传感器的结构示意图
32
•信号盘的特点
33
•结构示意图
34
•2、传感器的工作原理
35
3、传感器与发动机控制模块之间的连接电路
36
•4、传感器的信号特点 随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率
三、曲轴位置传感器（CKP）
1、作用 曲轴位置传感器（CKP）是发动机集中控
制系统中最主要的传感器之一，是确认 曲轴转角位置和发动机转速不可或缺的 信号源，发动机控制模块（ECU）用此 信号控制燃油喷射量、喷油正时、点火 时刻(点火提前角)、点火线圈充电闭合角、 怠速转速和电动汽油泵的运行。
1
2、分类 根据其检测并输入发动机微机控制装置
•传感器信号输出波形
64
•第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路 的检查
65
•第三步：传感器单件检查
66
•四、凸轮轴位置传感器(CMP)
凸轮轴位置传感器(CMP)主要用来检测凸轮轴 的转角位置，发动机控制模块（ECU）用此信 号确定发动机的缸序，用以控制喷油顺序、点 火顺序。
凸轮轴位置传感器(CMP)的结构、工作原理及 检修过程和曲轴位置传感器（CKP）基本相同。
•5、传感器的信号输出特点 随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率
将越来越大。但信号的振幅基本不变。
57
测试篇
58
第一步：传感器输出信号的测试
59
•（1）测试所需的仪器设备： 由于这种霍尔式曲轴位置传感器（CKP）的信
号特点是随着发动机转速的提高，信号的频率 越来越快，但传感器的输出信号的振幅并不发 生变化，同时，所以我们要测试该信号是否符 合要求，要同时取决于信号的两个评价性尺寸， 首先传感器信号的振幅要满足要求，其次才考 虑信号频率是否符合要求。因此最好使用能同 时反映这两个评价性尺寸的汽车专用示波器对 传感器进行动态测试。
（3）测试过程
启动发动机，在不同转速条件下测试传感 器输出信号的波形，观察传感器信号波形 的特点，看是否满足要求。
25
•电磁式曲轴位置传感器的信号波形
26
第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路 的测试
27
第三步：传感器的单件测试 （1）利用汽车专用万用表检查传感器的电阻 （2）齿隙的测量
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•产生曲轴1O转角信号的原理
14
•2号磁头与曲轴的位置关系
15
•4、丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器
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•（1）Ne信号 Ne信号是检测曲轴转角位置及发动机转速 的信号。
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(2)G信号 G信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。
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•G、Ne信号与曲轴转角的关系
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•G1、G2信号实例
20
•G1、G2、Ne信号实例
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5、电磁式曲轴位置传感器的应用举例
22
6、传感器与发动机控制模块之间的连接电路
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第一步：传感器输出信号的测试 （1）测试所需仪器设备： 针对该传感器输出信号的测试要同时获取信号
的振幅和频率两个参数，因而最好使用汽车专 用示波器。而如果只是对元件本身进行测试， 则可以使用汽车专用万用表。 （2）测试仪器的连接 把示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁 线上或发动机的缸体上；把示波器的正极检测 探针连接到传感器通往发动机控制模块（ECU） 的信号输出线上。
将越来越大。但信号的振幅和信号的占空比基本 不变。
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•传感器的测试 第一步：传感器输出信号的测试 （1）测试所需的仪器设备： 由于传感器信号的输出特点是随着发动机转速的
上升，传感器输出信号的频率将越来越大，因而 对传感器的测试可以使用汽车专用万用表或汽车 专用示波器。
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（2）检测仪器的连接 把汽车专用万用表或汽车专用示波器的负极检测
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HONDA曲轴位置传感器
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HONDA曲轴位置传感器的信号轮
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HONDA曲轴位置传感器
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•2、传感器工作原理
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信号特点：
随着发动机转速的上升，传感器输出信号 的频率是越来越大，同时信号的振幅也是 越来越高。
10
•3．日产公司电磁式曲轴位置传感器CKP） （1）结构
11
12
•（2）工作原理:脉冲信号的产生
60
（2）测试仪器的连接 把示波器的负极检测探针连接到传感器的搭铁线、
发动机缸体或蓄电池的负极接线柱上；把示波器 正极探针连接到传感器通往发动机控制模块 （ECU）的信号输出线上。
61
（3）测试过程 启动发动机，在不同的转速条件下运行发动机，
测试传感器的输出信号波形 。
62
（4）结果分析
63
48
Байду номын сангаас
传感器工作原理—霍尔式传感器
49
•2．采用触发叶片的霍尔式 曲轴位置传感器（CKP）
50
•霍尔发生器的工作原理
51
•霍尔式曲轴位置传感器输出信号
52
•3．采用触发轮齿的霍尔式 曲轴位置传感器（CKP）
53
•工作原理
54
•信号波形的特点
55
•4、传感器与发动机控制模块的连接电路
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40
•信号的波形（发动机高速运转时）
41
•上止点信号的波形（发动机怠速运转时）
42
•上止点信号的波形（发动机高速运转时）
43
•第二步：传感器与发动机控制电路 之间连接电路的测试
44
第三步：传感器单件测试
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(三)霍尔效应式曲轴位置传感器（CKP）
46
•1．霍尔效应的原理
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霍耳效应的工作原理
探针连接到传感器的搭铁线、发动机缸体或蓄电 池的负极接线柱上；把汽车专用万用表或汽车专 用示波器的正极检测探针连接到传感器通往发动 机控制模块（ECU）的信号输出线上。 （3）测试过程 起动发动机，让发动机在不同的转速条件下运转， 观察信号的特点，看是否满足要求。
39
•（4）结果分析
信号的波形（发动机怠速运转时）
的信号类型，曲轴位置传感器（CKP）包 括活塞上止点检出型及曲轴转角检出型 两种。 而根据信号形成的原理分类，曲轴位置 传感器（CKP）又可分为电磁式、光电式 和霍尔效应式三大类。 就其安装部位有在曲轴前端、凸轮轴前 端、飞轮上和分电器内的.
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(一)电磁式曲轴位置传感器
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1、传感器的结构
HONDA汽车曲轴位置传感器的安装位置
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PASSAT发动机凸轮轴位置传感器
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•(二)光电式曲轴位置传感器 （CKP） 1、传感器结构特点
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光电式曲轴位置传感器的结构示意图
32
•信号盘的特点
33
•结构示意图
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•2、传感器的工作原理
35
3、传感器与发动机控制模块之间的连接电路
36
•4、传感器的信号特点 随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率
三、曲轴位置传感器（CKP）
1、作用 曲轴位置传感器（CKP）是发动机集中控
制系统中最主要的传感器之一，是确认 曲轴转角位置和发动机转速不可或缺的 信号源，发动机控制模块（ECU）用此 信号控制燃油喷射量、喷油正时、点火 时刻(点火提前角)、点火线圈充电闭合角、 怠速转速和电动汽油泵的运行。
1
2、分类 根据其检测并输入发动机微机控制装置
•传感器信号输出波形
64
•第二步：传感器与发动机控制模块之间连接电路 的检查
65
•第三步：传感器单件检查
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•四、凸轮轴位置传感器(CMP)
凸轮轴位置传感器(CMP)主要用来检测凸轮轴 的转角位置，发动机控制模块（ECU）用此信 号确定发动机的缸序，用以控制喷油顺序、点 火顺序。
凸轮轴位置传感器(CMP)的结构、工作原理及 检修过程和曲轴位置传感器（CKP）基本相同。
•5、传感器的信号输出特点 随着发动机转速的上升，传感器输出信号的频率
将越来越大。但信号的振幅基本不变。
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测试篇
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第一步：传感器输出信号的测试
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•（1）测试所需的仪器设备： 由于这种霍尔式曲轴位置传感器（CKP）的信
号特点是随着发动机转速的提高，信号的频率 越来越快，但传感器的输出信号的振幅并不发 生变化，同时，所以我们要测试该信号是否符 合要求，要同时取决于信号的两个评价性尺寸， 首先传感器信号的振幅要满足要求，其次才考 虑信号频率是否符合要求。因此最好使用能同 时反映这两个评价性尺寸的汽车专用示波器对 传感器进行动态测试。