无线感测器 _生活百科

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无线感测器无线感测器的组成模组封装在一个外壳内，在工作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线感测器网路节点，由随机分布的集成有感测器、数据处理单元和通信模组的微型节点，通过自组织的方式构成网路。
【无线感测器】感测器网路系统通常包括感测器节点、汇聚节点和管理节点。
基本介绍中文名：无线感测器
特点：低功耗设计
套用领域：脑功能研究
套用实例：桥樑健康检测及监测

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无线感测器感测器类型振动感测器每个节点的最高採样率可设定为4KHz，每个通道均设有抗混叠低通滤波器。採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，保证了採集数据的準确性。有效室外通讯距离可达300m，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。应变感测器节点结构紧凑，体积小巧，由电源模组、採集处理模组、无线收发模组组成，封装在PPS塑胶外壳内。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，可以方便地由软体自动切换选择1/4桥，半桥，全桥测量方式，兼容各种类型的桥路感测器，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，也可以存储在节点内置的2M数据存储器。有效室外通讯距离可达300 m 。可连续测量十几个小时。扭矩感测器节点结构紧凑，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。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体，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。对于长期监测套用，以5分钟间隔传送一次扭矩值，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。套用技术1、低功耗设计所有模组採用超低功耗设计，整个感测器节点具有非常低的电流消耗，使用两节普通乾电池可以工作数年之久，使维护周期大大延长。从而也可以使用微型振动发电机，利用压电原理收集结构产生的微弱振动能量，转化为电量，为感测器提供电源，为了降低功耗，感测器选用超低功耗的产品，感测器在不採集的时候关断电源或置于睡眠模式。做到真正的免维护。2、时间同步BEETECH无线感测器，基于时间同步和固定路由表的TDMA传送协定，可实现“ 同时”睡眠,”同时”醒来，适合无线感测器工业自动化线上监测和检测。套用领域美国布朗大学的一个研究小组发明了一种可以植入脑部并可对外发射无线信号的感测器（无线感测器），可能为脑功能研究提供新的工具。在最新研究中，研究人员发明的新型感测器可直接植入大型动物的脑部（猪和恆河猴），并可将记录到的脑信号通过无线技术传输到体外监控设备。动物可以在较大範围内自由活动，实验成功记录了它们与周围环境发生相互作用的数据。无线感测器还可以进行无线充电，实现长期记录。目前的结果显示该感测器在一年时间内都可以保持稳定的信号传输。唤醒方式无线感测器网路中，节点的唤醒方式有以下几种：（1）全唤醒模式：这种模式下，无线感测器网路中的所有节点同时唤醒，探测并跟蹤网路中出现的目标，虽然这种模式下可以得到较高的跟蹤精度，然而是以网路能量的消耗巨大为代价的。（2）随机唤醒模式：这种模式下，无线感测器网路中的节点由给定的唤醒机率p随机唤醒。（3）由预测机制选择唤醒模式：这种模式下，无线感测器网路中的节点根据跟蹤任务的需要，选择性的唤醒对跟蹤精度收益较大的节点，通过本拍的信息预测目标下一时刻的状态，并唤醒节点。（4）任务循环唤醒模式：这种模式下，无线感测器网路中的节点周期性的出于唤醒状态，这种工作模式的节点可以与其他工作模式的节点共存，并协助其他工作模式的节点工作。网路结构感测器网路系统通常包括感测器节点、汇聚节点和管理节点。大量感测器节点随机部署在监测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网路。感测器节点监测的数据沿着其他感测器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过网际网路或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对感测器网路进行配置和管理，发布监测任务以及收集监测数据。套用实例桥樑健康检测及监测桥樑结构健康监测(SHM)是一种基于感测器的主动防御型方法，可以弥补目前安全性能十分重要的结构中，把感测器网路安置到桥樑、建筑和飞机中，利用感测器进行SHM是一种可靠且不昂贵的做法，可以在第一时间检测到缺陷的形成。这种网路可以提早向维修人员报告在关键结构中出现的缺陷，从而避免灾难性事故。粮仓温湿度监测无线感测器网路技术在粮库粮仓温度湿度监测领域套用最为普遍，这是由于粮库粮仓温度湿度的测点多，分布广，使用纵横交错的信号线会降低防火安全係数，套用无线感测器网路技术具有低功耗，低成本，布线简单，安装方便，易于组网，便于管理维护等特点。混凝土浇灌温度监测在混凝土施工过程中，将数字温度感测器装入导热良好的金属套管内，可保证感测器对混凝土温度变化作出迅速的反应。每个温度监测金属管接入一个无线温度节点，整个现场的无线温度节点通过无线网路传输到施工监控中心，不需要在施工现场布放长电缆，安装布放方便，能够有效解决温度测量点因为施工人员损坏电缆造成的成活率较低的问题.地震监测通过使用由大量互连的微型感测器节点组成的感测器网路，可以对不同环境进行不间断的高精度数据蒐集。採用低功耗的无线通信模组和无线通信协定可以使感测器网路的生命期延续很长时间。保证了感测器网路的实用性。无线感测器网路相对于传统的网路，其最明显的特色可以用六个字来概括即：“自组织，自癒合” 。这些特点使得无线感测器网路能够适应複杂多变的环境，去监测人力难以到达的恶劣环境地区。BEETECH无线感测器网路节点体积小巧,不需现场拉线供电，非常方便在应急情况下进行灵活部署监测并预测地质灾害的发生情况。建筑物振动检测建筑物悬臂部分不会因为旁边公路及捷运交通所引发的振动而超过舒适度的要求；通过现场测量，收集数据以验证由公路及捷运交通所引发的振动与主楼悬臂振动之相互关係；同时，通过模态分析得到主楼结构在小振幅脉动振动工况下前几阶振动模态的阻尼比，为将来进行结构的小振幅动力分析提供关键数据。本次套用採用高精度加速度感测器，捕捉大型结构微弱振动，同样适用于风载，车辆等引起的脉动测量。发展趋势未来：无线感测器的国产化随着物联网时代的兴起，各种3G、WIFI等方式的兴起，可以说给无线感测器的发展一个十分重要的时机。无线感测器应该凭藉着机会，加快自身发展的国产化、网路化。一是提高民企企业和合资企业的市场份额。首先，依靠自身传统的技术和装备手段保证自身的份额，同时利用中小企业的联动性，整合发展。提速学习核心技术，争取能够获得更大的市场份额，打破国外厂商在无线感测器上的垄断地位。二是抓住物联网等新型产业的兴起，争取自身在无线物联网发展中获得一个较高的地位。目前，我国在无线感测器上的发展已经在日益增长，也有了自己的一套发展模式。虽然在整体上的档次还不如国外技术，但我国企业能依託外资企业在过发展的契机，结合各种高端科技，将发展滞后的无线物联网技术顺利推进，加大自身的市场份额，提升无线物联网的国产化。同时扩大自身的市场份额。三是提高国产感测器的发展技术和製造工艺，使得国有企业能占有稳定的份额，减少价格劣势，发挥国有企业在市场中的主导地位。使得技术总体上跟不上国外发展的前提下，仍然不会被巨大的价格打入冷宫，使得大多数无线感测器企业可以购买到全新的设备，在新技术和新工艺上也能慢慢追赶上外资企业的步伐。