傳感器原理與應用

前言
教學建議

第1章 傳感器基礎
1.1 傳感器的概念
1.1.1 傳感器的定義
1.1.2 傳感器技術的特點
1.1.3 傳感器技術的發(fā)展趨勢
1.2 傳感器的組成
1.2.1 傳感器的一般組成
1.2.2 敏感元件
1.2.3 轉(zhuǎn)換元件
1.2.4 轉(zhuǎn)換電路
1.3 傳感器的分類
1.3.1 傳感器的分類依據(jù)
1.3.2 傳感器的分類方法
1.4 傳感器的工作原理
1.4.1 物理型傳感器的工作原理
1.4.2 化學型傳感器的工作原理
1.4.3 生物型傳感器的工作原理
1.4.4 能量控制型傳感器的工作原理
1.4.5 能量轉(zhuǎn)換型傳感器的工作原理
1.5 傳感器的應用
1.5.1 傳感器的應用領域
1.5.2 傳感器的應用舉例
習題
參考文獻

第2章 無線傳感器及無線傳感器網(wǎng)絡
2.1 無線傳感器節(jié)點的硬件組成
2.2 無線傳感器節(jié)點的能耗控制
2.2.1 無線傳感器節(jié)點能耗控制的原理
2.2.2 無線傳感器節(jié)點能耗控制的方法
2.3 無線傳感器操作系統(tǒng)TinyOS
2.3.1 TinyOS的特點和體系結(jié)構(gòu)
2.3.2 TinyOS的編程語言nesC
2.3.3 TinyOS傳感器應用程序示例
2.4 無線傳感器數(shù)據(jù)庫TinyDB
2.4.1 TinyDB的原理及組成
2.4.2 TinyDB的特征
2.4.3 使用TinyDB進行數(shù)據(jù)處理
2.5 無線傳感器實例——Mica系列
2.5.1 Mica
2.5.2 Mica
2.5.3 Micaz
2.6 無線傳感器網(wǎng)絡
2.6.1 無線傳感器網(wǎng)絡的原理、組成及應用
2.6.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點
2.6.3 無線傳感器網(wǎng)絡的協(xié)議
習題
參考文獻

第3章 光纖傳感器
3.1 光纖傳感器的定義與分類
3.1.1 光纖傳感器的定義
3.1.2 光纖傳感器的分類
3.2 光纖傳感器的原理
3.2.1 光纖的工作原理和結(jié)構(gòu)
3.2.2 光纖傳感器的工作原理
3.2.3 光纖傳感器的特性
3.3 典型光纖傳感器
3.3.1 光纖加速度傳感器
3.3.2 光纖速度傳感器
3.3.3 光纖壓力傳感器
3.3.4 光纖溫度傳感器
3.3.5 光纖聲音傳感器
3.3.6 光纖光電傳感器
3.3.7 光纖圖像傳感器
3.4 分布式光纖傳感器
3.4.1 分布式光纖傳感器的概念
3.4.2 時域分布式光纖傳感器的原理
3.4.3 分布式光纖傳感器的類型
3.4.4 分布式光纖傳感器的應用
3.5 MEMS傳感器
3.5.1 MEMS傳感器的分類
3.5.2 MEMS傳感器的原理和結(jié)構(gòu)
3.5.3 MEMS傳感器的特性
3.5.4 MEMS傳感器的應用
3.6 光纖傳感器的封裝
3.6.1 光纖傳感器的封裝技術
3.6.2 光纖光柵應變傳感器的封裝
3.6.3 光纖光柵溫度傳感器的封裝
習題
參考文獻

第4章 成像傳感器
4.1 成像傳感器的物理基礎
4.1.1 成像傳感器簡介
4.1.2 光導攝像管的物理基礎
4.1.3 固態(tài)攝像器件的物理基礎
4.1.4 熱紅外成像的物理基礎
4.2 成像傳感器的原理
4.2.1 MOS電容器
4.2.2 CCD的基本機構(gòu)和原理
4.2.3 熱紅外成像原理
4.3 成像傳感器器件
4.3.1 電荷耦合器件
4.3.2 電荷注入器件
4.3.3 CMOS攝像器件
4.3.4 線列CCD成像傳感器
4.3.5 面陣CCD成像傳感器
4.3.6 CCD成像傳感器的主要特性參數(shù)
4.3.7 CCD成像傳感器的應用
4.3.8 微光CCD成像傳感器
4.3.9 特殊CCD的發(fā)展
習題
參考文獻

第5章 其他傳感器
5.1 化學傳感器
5.1.1 化學傳感器的基本概念和原理
5.1.2 化學傳感器的主要類型
5.1.3 化學傳感器的特點
5.1.4 化學傳感器的發(fā)展趨勢
5.1.5 化學傳感器的應用
5.2 壓電式傳感器
5.2.1 壓電效應和壓電材料
5.2.2 壓電式傳感器的特點
5.2.3 壓電式傳感器的應用
5.3 磁敏感傳感器
5.3.1 霍爾傳感器
5.3.2 磁敏二極管和磁敏三極管
5.3.3 磁敏感傳感器的應用
5.4 生物傳感器
5.4.1 生物傳感器的原理、特點及分類
5.4.2 幾種生物傳感器及其分類
5.4.3 生物傳感器的應用
習題
參考文獻

第6章 傳感器的信號處理
6.1 信號處理概述
6.1.1 信號的引出
6.1.2 補償電路
6.1.3 放大電路
6.2 傳感器信號引出
6.2.1 電荷放大器
6.2.2 射極跟隨器
6.2.3 電橋放大器
6.3 信號補償電路
6.3.1 非線性補償
6.3.2 溫度補償
習題
參考文獻

第7章 傳感器的數(shù)據(jù)處理
7.1 nesC語言
7.1.1 nesC簡介
7.1.2 接口
7.1.3 組件
7.1.4 模塊
7.1.5 配件
7.1.6 并發(fā)操作
7.1.7 nesC應用程序的分析
7.2 數(shù)據(jù)融合
7.2.1 數(shù)據(jù)融合的概念
7.2.2 數(shù)據(jù)融合的原理
7.2.3 通用數(shù)據(jù)融合方法
習題
參考文獻

第8章 傳感器的數(shù)據(jù)通信
8.1 通信模塊的組成
8.1.1 通信模塊的組成原理
8.1.2 通信模塊的主要功能
8.1.3 常用傳感器通信模塊
8.2 主要通信協(xié)議
8.2.1 ZigBee
8.2.2 UWB
8.2.3 藍牙
8.2.4 近場通信
習題
參考文獻

第9章 傳感器的應用
9.1 基于無線傳感器的網(wǎng)絡協(xié)同智能交通系統(tǒng)
9.1.1 數(shù)據(jù)融合技術在體域醫(yī)學無線傳感器網(wǎng)絡中的應用
9.1.2 協(xié)同信息處理技術在智能交通車車無線通信中的應用
9.1.3 協(xié)同信息處理技術在智能交通車路無線通信中的應用
9.2 建筑物健康監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)及信息處理技術
9.2.1 建筑物無線傳感器健康監(jiān)測概述
9.2.2 信息處理技術在無線傳感器健康監(jiān)測網(wǎng)絡中的應用
9.3 基于RVM的多功能自確認水質(zhì)檢測傳感器
9.3.1 RVM原理介紹
9.3.2 基于RVM的傳感器故障診斷和數(shù)據(jù)恢復
習題
參考文獻

附錄 “傳感器原理與應用”課程實驗教學大綱