正文

第11章 創(chuàng)新技術(shù)推動(dòng)城市智慧化進(jìn)程(4)

智慧城市之路:科學(xué)治理與城市個(gè)性 作者:中國(guó)電信智慧城市研究組


— 厚膜傳感器:是利用相應(yīng)材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進(jìn)行熱處理,使厚膜成形。   

— 陶瓷傳感器:采用標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠-凝膠等)生產(chǎn)。完成適當(dāng)?shù)念A(yù)備性操作之后,已成形的元件在高溫中進(jìn)行燒結(jié)。

厚膜和陶瓷傳感器這兩種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認(rèn)為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。每種工藝技術(shù)都有自已的優(yōu)點(diǎn)和不足。由于研究、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)所需的資本投入較低,以及傳感器參數(shù)的高穩(wěn)定性等原因,采用陶瓷和厚膜傳感器比較合理。

(6)按照應(yīng)用的材料劃分

按照傳感器所應(yīng)用的材料劃分,可將傳感器分成下列幾類(lèi):

— 按照其所用材料的類(lèi)別,可分為金屬、 聚合物、陶瓷、混合物;

— 按材料的物理性質(zhì),可分為導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體、磁性材料;

— 按材料的晶體結(jié)構(gòu),可分為單晶、多晶、非晶材料。

2.無(wú)線傳感網(wǎng)概述

無(wú)線傳感網(wǎng)Wireless Sensor Network,簡(jiǎn)稱(chēng)WSN,是由部署在一定區(qū)域內(nèi)的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成的,通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息,并發(fā)送給觀察者。

無(wú)線傳感網(wǎng)核心技術(shù)主要集中于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、多跳可靠數(shù)據(jù)交互技術(shù)、信道資源調(diào)度技術(shù)、物理層技術(shù)、協(xié)同計(jì)算與處理技術(shù)、分布式信息感知技術(shù)等。

無(wú)線傳感網(wǎng)以其智能化、低功耗、自組織的特性提供了全新的智能化通信、控制手段,是目前大范圍、低成本獲得傳感信息最有效的解決辦法。無(wú)線傳感網(wǎng)的應(yīng)用范圍非常廣泛:一方面,它廣泛用于不方便鋪設(shè)線路的場(chǎng)合;另一方面,它可以替代傳統(tǒng)的有線產(chǎn)品,達(dá)到降低鋪設(shè)成本,便于設(shè)備維護(hù)和改裝的目的。目前,無(wú)線傳感網(wǎng)在能源、制造、交通、醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。

無(wú)線傳感網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)眾多,目前工業(yè)界已有的傳感網(wǎng)技術(shù)流派和聯(lián)盟主要包括Zigbee、Z-Wave、WirelessHART、ANT/ANT+、Wibree、Insteon,另外也有使用Wi-Fi/WiMax和Bluetooth應(yīng)用的實(shí)例。

無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)。大量傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)部署在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)部或附近,能夠通過(guò)自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)的數(shù)據(jù)沿著其他節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸,其傳輸過(guò)程可能經(jīng)過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)處理,經(jīng)多跳后到達(dá)匯聚節(jié)點(diǎn),最后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等方式達(dá)到管理節(jié)點(diǎn),用戶通過(guò)管理節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置和管理,發(fā)布檢測(cè)任務(wù)及收集檢測(cè)數(shù)據(jù)。

如圖11-5所示,一個(gè)典型的傳感節(jié)點(diǎn)由傳感器板(S)和處理器(M)共同構(gòu)成,傳感器板(S)主要負(fù)責(zé)感知數(shù)據(jù),將現(xiàn)實(shí)世界的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,而更多的數(shù)據(jù)處理、傳輸?shù)戎悄苓\(yùn)算則依靠處理器(M)完成,處理器(M)實(shí)際是由嵌入式處理芯片構(gòu)成的。

傳感器的高性能體現(xiàn)在高運(yùn)算能力、高處理智能和高度集成,高性能的傳感器依賴(lài)傳感器板(S)自動(dòng)采集數(shù)據(jù),依賴(lài)處理器(M)處理數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù),與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)緊密配合,更科學(xué)準(zhǔn)確地提供結(jié)果,因此傳感器的高性能很大程度上要依賴(lài)芯片技術(shù)和嵌入軟件技術(shù)的發(fā)展;同樣,低能耗也要依賴(lài)嵌入式技術(shù)的發(fā)展,在進(jìn)一步提高芯片處理能力的同時(shí),不斷降低芯片的能源消耗;傳感器的微型化和低成本則要依賴(lài)微加工技術(shù)、納米技術(shù)和材料技術(shù)的進(jìn)步,使得嵌入式芯片不但越來(lái)越小,而且加工生產(chǎn)的成本也越來(lái)越低。

傳感器技術(shù)的發(fā)展是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的研究重點(diǎn)之一,而嵌入式技術(shù)的進(jìn)步對(duì)推動(dòng)傳感器技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

3.無(wú)線傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

(1)RFID

射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種,即通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。

基本的RFID系統(tǒng)主要由三部分組成:電子標(biāo)簽(tag)、天線、識(shí)讀器。

電子標(biāo)簽是指由IC芯片和無(wú)線通信天線組成的標(biāo)簽。標(biāo)簽中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在芯片中的數(shù)據(jù),可以由識(shí)讀器以無(wú)線電波的形式非接觸地讀取,并通過(guò)識(shí)讀器的處理器,進(jìn)行信息解讀。不同的電子標(biāo)簽,其讀寫(xiě)特性不同。有的標(biāo)簽只允許讀;有的標(biāo)簽允許寫(xiě)一次;有的標(biāo)簽允許多次讀寫(xiě)。

根據(jù)標(biāo)簽是否帶有電源,將標(biāo)簽分為兩種:主動(dòng)標(biāo)簽(Active tag)和被動(dòng)標(biāo)簽(Passive tag)。被動(dòng)標(biāo)簽借助識(shí)讀器發(fā)出的信號(hào)發(fā)送信息,主動(dòng)標(biāo)簽借助自帶電池能主動(dòng)持續(xù)發(fā)出比被動(dòng)標(biāo)簽更強(qiáng)的信號(hào)。


上一章目錄下一章

Copyright ? 讀書(shū)網(wǎng) m.ranfinancial.com 2005-2020, All Rights Reserved.
鄂ICP備15019699號(hào) 鄂公網(wǎng)安備 42010302001612號(hào)