Szuper! A szenzoros ismeretek átfogó összefoglalása

Az érzékelő, más néven Sensor vagy Transducer, a New Webster Dictionary definíciója szerint: "Olyan eszköz, amely az egyik rendszertől kap áramot, és általában más formában küld áramot egy második rendszernek." E definíció szerint az érzékelő feladata, hogy az egyik energiaformát egy másik energiaformává alakítsa át, ezért sok tudós a „transzducert” is használja az „érzékelő” kifejezésre.

Az érzékelő egy érzékelő eszköz, amely általában érzékeny elemekből és konverziós elemekből áll, és képes mérni az információt, és lehetővé teszi a felhasználók számára az információk észlelését. Az átalakítás révén az érzékelőben lévő adat- vagy értékinformáció elektromos jellé vagy más szükséges kimeneti formává alakul, hogy megfeleljen az információtovábbítás, -feldolgozás, -tárolás, -kijelzés, -rögzítés és -vezérlés követelményeinek.

01. A szenzorok fejlesztésének története

1883-ban hivatalosan is piacra dobták a világ első termosztátját, amelyet egy Warren S. Johnson nevű feltaláló alkotott meg. Ez a termosztát bizonyos fokú pontossággal képes fenntartani a hőmérsékletet, ami érzékelők és érzékelési technológia használatával. Abban az időben ez egy nagyon erős technológia volt.

Az 1940-es évek végén jelent meg az első infravörös érzékelő. Ezt követően számos érzékelőt folyamatosan fejlesztettek. Eddig több mint 35 000 fajta szenzor létezik a világon, amelyek száma és felhasználása igen összetett. Elmondható, hogy most van a legmelegebb időszak a szenzorok és a szenzortechnika számára.

Az ADI (Analog Devices) 1987-ben kezdett befektetni egy új érzékelő kutatásába és fejlesztésébe. Ez az érzékelő különbözik a többitől. MEMS szenzornak hívják, ami egy új típusú érzékelő, amelyet mikroelektronika és mikromegmunkálási technológiával gyártanak. A hagyományos érzékelőkkel összehasonlítva kis méret, könnyű súly, alacsony költség, alacsony energiafogyasztás, nagy megbízhatóság, tömeggyártásra alkalmas, könnyű integráció és intelligensítés jellemzői. Az ADI az iparág legkorábbi vállalata, amely MEMS kutatást és fejlesztést végez.

1991-ben az ADI kiadta az iparág első High-g MEMS eszközét, amelyet főként az autólégzsákok ütközésének figyelésére használnak. Ezt követően számos MEMS-érzékelőt széles körben fejlesztettek ki és használnak precíziós műszerekben, például mobiltelefonokban, elektromos lámpákban és vízhőmérséklet-érzékelőben. 2010-ben körülbelül 600 egység foglalkozott a világon a MEMS kutatás-fejlesztéssel és gyártásával.

02. A szenzortechnika fejlesztésének három szakasza

1. fázis: 1969 előtt

Főleg szerkezeti érzékelőkként nyilvánul meg. A szerkezeti érzékelők a szerkezeti paraméterek változásait használják a jelek érzékelésére és átalakítására. Például: ellenállás alakváltozás-érzékelők, amelyek az ellenállás változásait használják fel, amikor a fémanyagok rugalmas deformáción mennek keresztül az elektromos jelek átalakítására.

2. fázis: Körülbelül 20 évvel 1969 után

A szilárdtest-érzékelők, amelyek fejlesztése az 1970-es években kezdődött, szilárd alkatrészekből, például félvezetőkből, dielektrikumokból és mágneses anyagokból épül fel, és az anyagok bizonyos tulajdonságainak felhasználásával készülnek. Például: termoelektromos effektus, Hall-effektus és fényérzékenységi effektus felhasználása termoelem-érzékelők, Hall-érzékelők és fotoszenzorok készítéséhez.

Az 1970-es évek végén az integrációs technológia, a molekuláris szintézis technológia, a mikroelektronikai technológia és a számítástechnika fejlődésével megjelentek az integrált érzékelők.

Az integrált érzékelők 2 típust tartalmaznak: magának az érzékelőnek az integrációja, valamint az érzékelő és az azt követő áramkörök integrálása. Az ilyen típusú érzékelők jellemzői elsősorban az alacsony költség, a nagy megbízhatóság, a jó teljesítmény és a rugalmas interfész.

Az integrált érzékelők nagyon gyorsan fejlődnek, és jelenleg az érzékelőpiac mintegy 2/3-át teszik ki. Az alacsony ár, a többfunkciós és a szerializáció irányába fejlődnek.

A harmadik szakasz: általában a 20. század végére vonatkozik a jelenre

Az úgynevezett intelligens szenzor arra utal, hogy képes észlelni, öndiagnosztizálni, feldolgozni az adatokat és alkalmazkodni a külső információkhoz. A mikroszámítógépes technológia és az észlelési technológia kombinációjának terméke.

Az 1980-as években az intelligens érzékelők csak elkezdtek fejlődni. Ebben az időben az intelligens mérés főként mikroprocesszorokon alapult. Az érzékelő jelkondicionáló áramkörét, a mikroszámítógépet, a memóriát és az interfészt egy chipbe integrálták, így az érzékelő bizonyos fokú mesterséges intelligenciát ad.

Az 1990-es években az intelligens mérési technológiát tovább fejlesztették, és az intelligencia az érzékelő első szintjén valósult meg, így az öndiagnosztikai funkcióval, memóriafunkcióval, többparaméteres mérési funkcióval és hálózati kommunikációs funkcióval rendelkezik.

03. Érzékelők típusai

Jelenleg a világban hiányoznak a nemzetközi szabványok és normák, és nem fogalmazták meg a mérvadó szabványos szenzortípusokat. Csak egyszerű fizikai érzékelőkre, kémiai érzékelőkre és bioszenzorokra oszthatók.

Például a fizikai érzékelők közé tartoznak: hang, erő, fény, mágnesesség, hőmérséklet, páratartalom, elektromosság, sugárzás stb.; a kémiai érzékelők közé tartoznak: különféle gázérzékelők, sav-bázis pH-érték, ionizáció, polarizáció, kémiai adszorpció, elektrokémiai reakció stb.; A biológiai szenzorok közé tartoznak: enzimelektródák és mediátor bioelektromosság stb. A termékhasználat és a képződési folyamat közötti ok-okozati összefüggés összefonódik, és nehéz szigorúan besorolni őket.

Az érzékelők osztályozása és elnevezése alapján főként a következő típusok léteznek:

(1) Az átalakítási elv szerint fizikai érzékelőkre, kémiai érzékelőkre és biológiai érzékelőkre oszthatók.

(2) Az érzékelő észlelési információi szerint akusztikus érzékelőkre, fényérzékelőkre, hőérzékelőkre, erőérzékelőkre, mágneses érzékelőkre, gázérzékelőkre, nedvességérzékelőkre, nyomásérzékelőkre, ionérzékelőkre és sugárzásérzékelőkre oszthatók.

(3) A tápellátás módja szerint aktív és passzív érzékelőkre oszthatók.

(4) Kimeneti jeleik szerint analóg kimenetre, digitális kimenetre és kapcsolóérzékelőkre oszthatók.

(5) Az érzékelőkben használt anyagok szerint ezek a következőkre oszthatók: félvezető anyagok; kristály anyagok; kerámia anyagok; szerves kompozit anyagok; fém anyagok; polimer anyagok; szupravezető anyagok; optikai szálas anyagok; nanoanyagok és egyéb érzékelők.

(6) Energiaátalakítás szerint energiaátalakító érzékelőkre és energiaszabályozó érzékelőkre oszthatók.

(7) Gyártási eljárásuk szerint mechanikus feldolgozási technológiára oszthatók; kompozit és integrált technológia; vékony film és vastag film technológia; kerámia szinterezési technológia; MEMS technológia; elektrokémiai technológia és egyéb érzékelők.

Körülbelül 26 000 típusú érzékelőt hoztak forgalomba világszerte. hazámban már körülbelül 14 000 fajta van, amelyek többsége hagyományos típus és fajta; több mint 7000 típust lehet kereskedelmi forgalomba hozni, de még mindig hiányok és hiányosságok vannak az olyan speciális fajtákban, mint az orvosi, tudományos kutatás, mikrobiológia, kémiai elemzés, és nagy a tere a technológiai innovációnak.

04. Érzékelők funkciói

Az érzékelők funkcióit általában az ember öt fő érzékszervéhez hasonlítják:

Fényérzékeny érzékelők - látás

Akusztikus érzékelők – hallás

Gázérzékelők - szag

Kémiai érzékelők - íz

Nyomásérzékeny, hőmérséklet-érzékeny, folyadékérzékelők - érintés

①Fizikai érzékelők: olyan fizikai hatásokon alapulnak, mint az erő, hő, fény, elektromosság, mágnesesség és hang;

②Kémiai érzékelők: a kémiai reakciók elvein alapulnak;

③Biológiai érzékelők: olyan molekuláris felismerési funkciókon alapulnak, mint az enzimek, antitestek és hormonok.

A számítógépes korszakban az emberek megoldották az agyi szimuláció problémáját, ami egyenértékű a 0 és 1 használatával az információk digitalizálására és a logikai logika használatával a problémák megoldására; most van a számítógép utáni korszak, és elkezdjük szimulálni az öt érzékszervet.

De az ember öt érzékszervének szimulálása csak egy élénkebb kifejezés az érzékelőkre. A viszonylag kiforrott szenzortechnológia még mindig az ipari méréseknél gyakran használt fizikai mennyiségek, mint az erő, gyorsulás, nyomás, hőmérséklet stb. Az igazi emberi érzékszervek, beleértve a látást, a hallást, a tapintást, a szaglást és az ízlelést, a legtöbb nem túl érett az érzékelők szempontjából.

A látás és a hallás fizikai mennyiségnek tekinthető, amely viszonylag jó, míg a tapintás viszonylag gyenge. Ami a szaglást és az ízt illeti, mivel ezek biokémiai mennyiségek mérésével járnak, a működési mechanizmus viszonylag összetett, és messze van a technikai érettségtől.

Az érzékelők piacát valójában az alkalmazások vezérlik. Például a vegyiparban a nyomás- és áramlásérzékelők piaca meglehetősen nagy; az autóiparban az olyan érzékelők piaca, mint a forgási sebesség és a gyorsulás, nagyon nagy. A mikroelektromechanikai rendszereken (MEMS) alapuló gyorsulásérzékelők mára viszonylag kiforrott technológiával rendelkeznek, és nagyban hozzájárultak az autóipar iránti kereslethez.

Mielőtt az érzékelők fogalma „felbukkant”, a korai mérőműszerekben is voltak szenzorok, de a műszerkészlet egészében alkatrészként jelentek meg. Ezért 1980 előtt az érzékelőket Kínában bemutató tankönyv „Nem elektromos mennyiségek elektromos mérése” volt.

Az érzékelők fogalmának megjelenése tulajdonképpen a mérőműszerek fokozatos modularizálásának eredménye. Azóta a szenzorokat leválasztották a teljes műszerrendszerről és tanulmányozták, gyártották és funkcionális eszközként értékesítették.

05. Az érzékelők általános szakmai kifejezései

Ahogy az érzékelők folyamatosan nőnek és fejlődnek, egyre jobban megértjük őket. A következő 30 általános kifejezést foglaljuk össze:

1. Tartomány: a mérési tartomány felső és alsó határa közötti algebrai különbség.

2. Pontosság: a mért eredmény és a valós érték közötti összhang mértéke.

3. Általában érzékeny elemekből és konverziós elemekből áll:

Az érzékeny elemek az érzékelő azon részét jelentik, amely közvetlenül képes (vagy reagálni) a mért értékre.

Az átalakító elemek az érzékelő azon részét jelentik, amely az érzékeny elem által érzékelt (vagy válaszolt) mért értéket elektromos jellé alakítja átvitel és (vagy) mérés céljából.

Ha a kimenet egy meghatározott szabványos jel, akkor azt adónak nevezzük.

4. Mérési tartomány: a mért értékek tartománya a megengedett hibahatáron belül.

5. Megismételhetőség: ugyanazon mért mennyiség többszöri, egymást követő mérésének eredményei közötti konzisztencia mértéke az alábbi feltételek mindegyike mellett:

Ugyanaz a mérő fél, ugyanaz a megfigyelő, ugyanaz a mérőműszer, ugyanaz a helyszín, ugyanazok a használati feltételek és rövid időn belüli ismétlés.

6. Felbontás: Az a minimális változás a mért mennyiségben, amelyet az érzékelő érzékelni tud a megadott mérési tartományon belül.

7. Küszöb: Az a minimális változás a mért mennyiségben, amely az érzékelő kimenetén mérhető változást okozhat.

8. Nulla pozíció: Az az állapot, amely a kimenet abszolút értékét a minimummá teszi, például az egyensúlyi állapot.

9. Linearitás: A kalibrációs görbe egy bizonyos határértékkel való összhangjának mértéke.

10. Nemlinearitás: A kalibrációs görbe egy bizonyos meghatározott egyenestől való eltérésének mértéke.

11. Hosszú távú stabilitás: Az érzékelő azon képessége, hogy meghatározott időn belül fenntartsa a tűréshatárt.

12. Természetes frekvencia: Az érzékelő szabad (külső erő nélküli) rezgésfrekvenciája, amikor nincs ellenállás.

13. Válasz: A mért mennyiség kimenet közben változó karakterisztikája.

14. Kompenzált hőmérséklet-tartomány: Az érzékelő által kompenzált hőmérséklet-tartomány a nulla egyensúly fenntartása érdekében a megadott tartományon és határértékeken belül.

15. Kúszás: A teljesítmény változása meghatározott időn belül, amikor a mért gép környezeti feltételei állandóak.

16. Szigetelési ellenállás: Ha másképp nincs megadva, akkor az érzékelő meghatározott szigetelési részei között mért ellenállásértékre vonatkozik, amikor a megadott egyenfeszültséget szobahőmérsékleten alkalmazzák.

17. Gerjesztés: Az érzékelő megfelelő működéséhez alkalmazott külső energia (feszültség vagy áram).

18. Maximális gerjesztés: Az érzékelőre beltéri körülmények között ráadható gerjesztőfeszültség vagy áram maximális értéke.

19. Bemeneti impedancia: Az érzékelő bemeneti végén mért impedancia, amikor a kimeneti vége rövidre van zárva.

20. Kimenet: Az érzékelő által termelt villamos energia mennyisége, amely a külső mért mennyiség függvénye.

21. Kimeneti impedancia: Az érzékelő kimeneti végén mért impedancia, amikor a bemeneti vég rövidre van zárva.

22. Nulla kimenet: Az érzékelő kimenete, amikor az alkalmazott mért mennyiség városi körülmények között nulla.

23. Hiszterézis: A maximális különbség a kimenetben, amikor a mért érték növekszik és csökken a megadott tartományon belül.

24. Késleltetés: A kimeneti jel változásának késleltetése a bemeneti jel változásához képest.

25. Drift: Az érzékelő kimenetében bekövetkezett változás mértéke, amely nem kapcsolódik a méréshez egy bizonyos időintervallumon belül.

26. Nulla-eltolódás: A nulla kimenet változása meghatározott időintervallumban és beltéri körülmények között.

27. Érzékenység: Az érzékelő kimenete és a bemenet megfelelő növekményének aránya.

28. Érzékenységi eltolódás: A kalibrációs görbe meredekségének változása, amelyet az érzékenység változása okoz.

29. Termikus érzékenység eltolódás: Az érzékenység változása által okozott érzékenység eltolódás.

30. Thermal zero drift: A környezeti hőmérséklet változása által okozott nulla-eltolódás.

06. Érzékelők alkalmazási területei

Az érzékelők széles körben használt érzékelőeszköz, amelyet a környezetfelügyelet, a forgalomirányítás, az egészségügyi egészségügy, a mezőgazdaság és az állattenyésztés, a tűzbiztonság, a gyártás, a repülőgépipar, az elektronikai termékek és más területeken használnak. Képes érzékelni a mért információt, és az érzékelt információt elektromos jelekké vagy más szükséges információ-kimeneti formákká alakítani bizonyos szabályok szerint, hogy megfeleljen az információtovábbítás, -feldolgozás, -tárolás, -megjelenítés, -rögzítés és -vezérlés követelményeinek.

①Ipari vezérlés: ipari automatizálás, robotika, tesztelő műszerek, autóipar, hajógyártás stb.

Az ipari szabályozási alkalmazások széles körben használatosak, mint például az autógyártásban, a termékfolyamatok vezérlésében, az ipari gépekben, a speciális berendezésekben és az automatizált gyártóberendezésekben használt különféle érzékelők, amelyek a folyamatváltozókat (például hőmérséklet, folyadékszint, nyomás, áramlás, stb.) mérik. stb.), mérik az elektronikus jellemzőket (áram, feszültség stb.) és fizikai mennyiségeket (mozgás, sebesség, terhelés és intenzitás), és rohamosan fejlődnek a hagyományos közelség-/pozícióérzékelők.

Ugyanakkor az intelligens érzékelők az emberek és a gépek összekapcsolásával, valamint a szoftverek és a nagy adatelemzések kombinálásával áttörhetik a fizika és az anyagtudomány korlátait, és megváltoztatják a világ működését. Az Ipar 4.0 víziójában a végpontokig terjedő szenzormegoldások és szolgáltatások újjáélednek a gyártóhelyen. Elősegíti az intelligensebb döntéshozatalt, javítja a működési hatékonyságot, növeli a termelést, javítja a mérnöki hatékonyságot és nagymértékben javítja az üzleti teljesítményt.

②Elektronikus termékek: intelligens hordható eszközök, kommunikációs elektronika, fogyasztói elektronika stb.

Az érzékelőket leginkább az intelligens hordható eszközökben, a 3C elektronikát pedig az elektronikai termékekben használják, az alkalmazási területen pedig a mobiltelefonok teszik ki a legnagyobb arányt. A mobiltelefon-gyártás jelentős növekedése és az új mobiltelefon-funkciók folyamatos növekedése lehetőségeket és kihívásokat hozott a szenzorpiac számára. A színes képernyős mobiltelefonok és kamerás telefonok növekvő piaci részesedése megnövelte az érzékelőalkalmazások arányát ezen a területen.

Emellett a csoportos telefonokban és a vezeték nélküli telefonokban használt ultrahangos érzékelők, a mágneses adathordozókban használt mágneses térérzékelők stb. is erőteljes növekedést mutatnak majd.

A hordható alkalmazások szempontjából az érzékelők nélkülözhetetlen alkatrészek.

Például a fitneszkövetők és az okosórák fokozatosan a mindennapi életmód eszközeivé válnak, amelyek segítségével nyomon követhetjük aktivitási szintünket és alapvető egészségügyi paramétereinket. Valójában rengeteg technológia található a csuklón hordott apró eszközökben, amelyek segítik az embereket az aktivitási szint és a szív egészségének mérésében.

Bármely tipikus fitnesz karkötő vagy okosóra körülbelül 16 beépített érzékelővel rendelkezik. Az ártól függően egyes termékekben több is lehet. Ezek az érzékelők más hardverelemekkel (például akkumulátorokkal, mikrofonokkal, kijelzőkkel, hangszórókkal stb.) és nagy teljesítményű csúcsminőségű szoftverekkel együtt fitneszkövetőt vagy okosórát alkotnak.

Manapság a hordható eszközök alkalmazási területe a külső óráktól, szemüvegektől, cipőktől stb. egyre szélesebb területre bővül, mint például az elektronikus bőr stb.

③ Repülés és katonai: repüléstechnika, haditechnika, űrkutatás stb.

A repülés területén a beépített alkatrészek biztonsága és megbízhatósága rendkívül magas. Ez különösen igaz a különböző helyeken használt érzékelőkre.

Például, amikor egy rakéta felszáll, a levegő óriási nyomást és erőket hoz létre a rakéta felületén és a rakéta testén a nagyon nagy felszállási sebesség miatt (4 Mach vagy 3000 mph felett), ami rendkívül zord környezetet teremt. Ezért nyomásérzékelőkre van szükség ezeknek az erőknek a figyelésére, hogy azok a test tervezési határain belül maradjanak. A felszállás során a nyomásérzékelőket a rakéta felületén átáramló levegő hatásának teszik ki, ezáltal mérik az adatokat. Ezeket az adatokat a jövőbeni karosszériatervek iránymutatására is felhasználják, hogy azok megbízhatóbbak, szorosabbak és biztonságosabbak legyenek. Ráadásul, ha valami elromlik, a nyomásérzékelők adatai rendkívül fontos elemzőeszközzé válnak.

Például a repülőgép-összeszerelésnél szenzorok biztosíthatják az érintésmentes szegecsfurat mérést, illetve vannak olyan elmozdulás- és helyzetérzékelők, amelyek segítségével mérhető a repülőgép-küldetések futóműve, szárnyelemei, törzse és hajtóművei, amelyek megbízható és pontosak. mérési értékek meghatározása.

④ Otthoni élet: okos otthon, háztartási gépek stb.

A vezeték nélküli szenzorhálózatok fokozatos népszerűsítése elősegítette az információs eszközök és a hálózati technológia gyors fejlődését. Az otthoni hálózatok fő berendezése egyetlen gépről több háztartási készülékre bővült. A vezeték nélküli szenzorhálózatokra épülő intelligens otthoni hálózati vezérlő csomópont alapvető platformot biztosít az otthoni belső és külső hálózatok összekapcsolásához, valamint az információs készülékek és berendezések belső hálózatok közötti összekötéséhez.

A szenzorcsomópontok háztartási készülékekbe való beágyazása és vezeték nélküli hálózatokon keresztül történő internetkapcsolata kényelmesebb, kényelmesebb és humánusabb intelligens otthoni környezetet biztosít az embereknek. A távfelügyeleti rendszerrel a háztartási gépek távirányíthatók, a család biztonsága pedig bármikor nyomon követhető képérzékelő eszközökön keresztül. A szenzorhálózat segítségével okosóvoda létesíthető, figyelemmel kísérhető a gyermekek korai nevelési környezete, nyomon követhető a gyerekek aktivitási pályája.

⑤ Forgalomirányítás: szállítás, városi közlekedés, intelligens logisztika stb.

A forgalomirányításban az út mindkét oldalára telepített vezeték nélküli szenzorhálózati rendszerrel valós időben lehet nyomon követni az útviszonyokat, a vízfelhalmozódási viszonyokat, valamint az útzaj, por, gáz és egyéb paramétereket az útvédelem céljának elérése érdekében, a környezetvédelem és a gyalogosok egészségének védelme.

Az Intelligens Közlekedési Rendszer (ITS) egy új típusú közlekedési rendszer, amelyet a hagyományos közlekedési rendszer alapján fejlesztettek ki. Integrálja az információs, kommunikációs, irányítási és számítástechnikai technológiát, valamint más modern kommunikációs technológiákat a közlekedési területbe, és szervesen ötvözi az „ember-jármű-út-környezet” fogalmát. A meglévő közlekedési létesítmények vezeték nélküli szenzorhálózati technológiával történő kiegészítése alapvetően enyhítheti a modern közlekedést sújtó biztonság, gördülékenység, energiatakarékosság és környezetvédelmi problémákat, és egyben javítja a szállítási munka hatékonyságát.

⑥ Környezetfigyelés: környezeti megfigyelés és előrejelzés, időjárás-vizsgálat, hidrológiai tesztelés, energia-környezetvédelem, földrengésvizsgálat stb.

Környezetfigyelés és előrejelzés szempontjából a vezeték nélküli szenzorhálózatok segítségével nyomon követhetők a termény öntözési feltételei, a talaj levegőviszonyai, az állat- és baromfiállomány környezeti és vándorlási feltételei, vezeték nélküli talajökológiája, nagy területű felszíni monitorozás stb. bolygókutatás, meteorológiai és földrajzi kutatások, árvízfigyelés stb. A vezeték nélküli szenzorhálózatok alapján a csapadék, a folyók vízszintje és a talaj nedvességtartalma több érzékelőn keresztül is nyomon követhető, a villámárvizek pedig előre jelezhetők az ökológiai diverzitás leírására, ezáltal ökológiai monitorozást végezve állatok élőhelyei. A populáció összetettsége madarak, kisállatok és rovarok nyomon követésével is vizsgálható.

Mivel az emberek nagyobb figyelmet fordítanak a környezet minőségére, a tényleges környezeti tesztelési folyamat során az embereknek gyakran szükségük van olyan elemző berendezésekre és műszerekre, amelyek könnyen hordozhatók, és képesek több vizsgálati objektum folyamatos dinamikus megfigyelésére. Az új szenzortechnológia segítségével a fenti igények kielégíthetők.

Például a légköri megfigyelés során a nitridek, szulfidok stb. olyan szennyező anyagok, amelyek súlyosan befolyásolják az emberek termelését és életét.

A nitrogén-oxidok közül az SO2 a savas esők és a savas köd fő okozója. Bár a hagyományos módszerekkel meg lehet mérni a SO2-tartalmat, a módszer bonyolult és nem elég pontos. A közelmúltban a kutatók azt találták, hogy speciális érzékelők képesek oxidálni a szulfitokat, és az oxigén egy része elfogy az oxidációs folyamat során, ami az elektródában oldott oxigén csökkenését és áramhatást vált ki. Érzékelők használatával hatékonyan meg lehet nyerni a szulfittartalom értéket, ami nem csak gyors, de rendkívül megbízható is.

A nitrideknél nitrogén-oxid érzékelők használhatók a monitorozáshoz. A nitrogén-oxid szenzorok elve az, hogy oxigénelektródák segítségével specifikus, nitriteket fogyasztó baktériumot generálnak, és az oldott oxigén koncentrációjának változásával számítják ki a nitrogén-oxidok tartalmát. Mivel a keletkezett baktériumok nitrátot használnak fel energiaként, és csak ezt a nitrátot használják fel energiaként, ezért egyedülálló a tényleges alkalmazási folyamatban, és nem befolyásolja más anyagok kölcsönhatása. Egyes külföldi kutatók a membránok elvén alaposabb kutatásokat végeztek, és közvetve mérték a levegő NO2 nagyon alacsony koncentrációját.

⑦ Orvosi egészség: orvosi diagnózis, orvosi egészség, egészségügyi ellátás stb.

Számos hazai és külföldi orvosi kutatóintézet, köztük nemzetközileg elismert orvosi iparági óriások, jelentős előrelépést ért el az érzékelő technológia orvosi alkalmazásában.

Például az egyesült államokbeli Georgia Institute of Technology egy testbe ágyazott érzékelőt fejleszt nyomásérzékelőkkel és vezeték nélküli kommunikációs áramkörökkel. A készülék vezetőképes fémből és szigetelő fóliából áll, amely a rezonanciakör frekvenciaváltozásainak megfelelően képes érzékelni a nyomásváltozásokat, és szerepe betöltése után feloldódik a testnedvekben.

Az elmúlt években a vezeték nélküli szenzorhálózatokat széles körben alkalmazzák az orvosi rendszerekben és az egészségügyben, így például az emberi szervezet különböző élettani adatainak monitorozására, az orvosok és betegek tevékenységének nyomon követésére és monitorozására a kórházakban, valamint a kórházi gyógyszerkezelésre.

⑧ Tűzbiztonság: nagy műhelyek, raktárkezelés, repülőterek, állomások, dokkok, nagy ipari parkok biztonsági felügyelete stb.

Az épületek folyamatos javítása miatt biztonsági kockázatok adódhatnak. Bár a földkéregben időnként fellépő kisebb rengések nem okozhatnak látható károkat, a pilléreken potenciális repedések keletkezhetnek, amelyek a következő földrengés során az épület összedőlését okozhatják. A hagyományos módszerekkel végzett ellenőrzések során gyakran több hónapig le kell zárni az épületet, míg az érzékelőhálózattal felszerelt intelligens épületek állapotinformációkat közölhetnek a vezetőségekkel, és automatikusan elvégzik az önjavítási munkák sorozatát prioritás szerint.

A társadalom folyamatos fejlődésével a biztonságos termelés fogalma mélyen meggyökerezett az emberek szívében, és egyre magasabbak a biztonságos termelés iránti igények. Az építőiparban, ahol gyakoriak a balesetek, az építőipari egységek elsődleges prioritása az építőipari dolgozók személyes biztonságának, valamint az építési területen lévő építőanyagok, berendezések és egyéb ingatlanok megőrzésének biztosítása.

⑨Mezőgazdaság és állattenyésztés: mezőgazdasági korszerűsítés, állattenyésztés stb.

A mezőgazdaság a vezeték nélküli szenzorhálózatok használatának másik fontos területe.

Például a "Precíziós Irányítási Rendszer Északnyugati Előnyös Termények Termesztésére" bevezetése óta elsősorban a nyugati régió meghatározó mezőgazdasági termékeire, mint pl. alma, kivi, salvia miltiorrhiza, dinnye, paradicsom és más fontosabb növények, valamint a nyugati száraz és csapadékos ökológiai környezet jellemzői, valamint a vezeték nélküli szenzorhálózati technológia sikeresen alkalmazható a precíziós mezőgazdasági termelésben. A terménynövekedési környezetet valós időben gyűjtő szenzorhálózat fejlett technológiája a mezőgazdasági termelésben is alkalmazható, új technikai támogatást nyújtva a modern mezőgazdaság fejlesztéséhez.

⑩Egyéb területek: komplex gépfelügyelet, laboratóriumi monitorozás stb.

A vezeték nélküli szenzorhálózat a jelenlegi információs mező egyik felkapott témája, amely speciális környezetben jelek gyűjtésére, feldolgozására és küldésére használható; a vezeték nélküli hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő hálózat a PIC mikrokontrolleren alapul, a hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő hálózati csomópont hardveres áramköre pedig az integrált páratartalom-érzékelővel és a digitális hőmérséklet-érzékelővel van kialakítva, és a vezeték nélküli adó-vevő modulon keresztül kommunikál a vezérlőközponttal. , így a rendszerérzékelő csomópont alacsony energiafogyasztással, megbízható adatkommunikációval, jó stabilitással és magas kommunikációs hatékonysággal rendelkezik, amely széles körben használható a környezeti észlelés során.