無線傳感器原理及應用

第1章  概述 1
1.1  類型特點 1
1.1.1  無線傳感器的類型 2
1.1.2  無線傳感器的特點 3
1.1.3  5G/6G太赫茲 4
1.1.4  太赫茲的優(yōu)勢 5
1.2  發(fā)射與接收原理 6
1.2.1  無線發(fā)送設備的組成 6
1.2.2  無線接收設備的組成 8
1.3  遙控技術(shù) 9
1.3.1  有線和無線 9
1.3.2  系統(tǒng)的組合方式 10
1.3.3  遙控原理 11
1.3.4  遙控系統(tǒng)原理分析舉例 12
1.3.5  無線系統(tǒng)的操作過程 13
1.4  應用前景 13
1.4.1  國防應用 13
1.4.2  工農(nóng)業(yè)應用 14
1.4.3  日常生活應用 14
1.4.4  其他應用 14
1.4.5  發(fā)展前景 15
1.5  小結(jié) 16
1.6  習題 16
第2章  無線傳感器基礎 17
2.1  組成與分類 17
2.1.1  概念與組成 18
2.1.2  分類 19
2.2  理論基礎 20
2.2.1  靜態(tài)數(shù)學模型 21
2.2.2  動態(tài)數(shù)學模型 22
2.3  基本特性 23
2.3.1  靜態(tài)特性 23
2.3.2  動態(tài)特性 26
2.4  標定 27
2.4.1  靜態(tài)標定 27
2.4.2  動態(tài)標定 28
2.5  現(xiàn)狀與發(fā)展方向 28
2.5.1  現(xiàn)狀 28
2.5.2  發(fā)展方向 29
2.6  選用注意事項 30
2.6.1  選用要求 30
2.6.2  選用原則與方法 31
2.7  小結(jié) 34
2.8  習題 34
第3章  無線遙控技術(shù) 35
3.1  電波及遙控特點 35
3.1.1  無線電波 35
3.1.2  遙控特點與頻率范圍 36
3.2  發(fā)射器和接收器的組成 37
3.2.1  發(fā)射器的組成 37
3.2.2  接收器的組成 38
3.3  無線發(fā)射器 39
3.3.1  對發(fā)射器的要求 39
3.3.2  主振器 39
3.3.3  中頻放大器 41
3.3.4  高頻功率放大器 43
3.3.5  多調(diào)制電路 44
3.4  發(fā)射天線 46
3.4.1  鞭狀發(fā)射天線 46
3.4.2  全向天線 47
3.4.3  定向天線 48
3.5  無線接收器 50
3.5.1  技術(shù)指標 50
3.5.2  接收電路 51
3.6  專用器件 53
3.6.1  RX5019-20發(fā)射—接收器件 53
3.6.2  LM555-C時基電路 54
3.6.3  TDC1808-09遙控專用器件 57
3.6.4  RCM1A-1B發(fā)射接收器件 57
3.7  工程應用案例 58
3.7.1  RX5019-20收發(fā)器 58
3.7.2  TDC1808-09收發(fā)器 59
3.7.3  RCM1A-1B收發(fā)器 60
3.7.4  兒童或老人丟失報警器 61
3.7.5  遙控窗簾器 62
3.7.6  音式收發(fā)裝置 65
3.7.7  門鈴收發(fā)裝置 66
3.7.8  家電遙控裝置 67
3.8  小結(jié) 69
3.9  習題 69
第4章  紅外線遙控技術(shù) 70
4.1  概念與特性 70
4.1.1  基本概念 70
4.1.2  基本特性 71
4.2  紅外遙感基礎 71
4.2.1  輻射參數(shù) 71
4.2.2  輻射定律 73
4.3  輻射特性 76
4.3.1  太陽輻射特性 76
4.3.2  地表輻射特性 77
4.4  傳輸方程 80
4.4.1  大氣成分及分布 80
4.4.2  大氣吸收散射與輻射 80
4.4.3  大氣輻射傳輸方程 82
4.4.4  輻射在大氣中的傳輸 83
4.4.5  遙感傳感器寬通道紅外輻射傳輸方程 86
4.4.6  熱紅外輻射大氣傳輸計算軟件 88
4.5  遙感載荷 90
4.6  常用紅外傳感器 93
4.6.1  紅外發(fā)光二極管 93
4.6.2  光電二極管 96
4.6.3  光電三極管 99
4.7  專用集成電路 101
4.7.1  集成塊結(jié)構(gòu) 101
4.7.2  工作原理 101
4.7.3  引腳參數(shù)設置 102
4.7.4  接收電路 102
4.8  遙控原理 102
4.8.1  紅外線遙控的特性 103
4.8.2  紅外線遙控的原理 103
4.8.3  常用的紅外光發(fā)射器電路 104
4.9  設計方法 105
4.9.1  設計要點 105
4.9.2  發(fā)射器的設計要求 106
4.9.3  接收器的設計要求 107
4.9.4  發(fā)射器的造型設計 107
4.10  設計舉例 107
4.10.1  設計題目與指標 107
4.10.2  紅外線遙控發(fā)射電路 108
4.10.3  接收器件 108
4.10.4  接收電路 109
4.11  工程應用案例 110
4.11.1  單通道紅外遙控 110
4.11.2  家用多路紅外遙控 110
4.11.3  9功能遙控 111
4.11.4  商品語音介紹機 112
4.11.5  濕手烘干器 113
4.12  熱釋電紅外傳感器 114
4.12.1  工作原理 114
4.12.2  組成結(jié)構(gòu) 115
4.12.3  傳感器件 116
4.12.4  菲涅爾透鏡 116
4.13  熱釋電傳感器應用案例 117
4.13.1  人體移動檢測 117
4.13.2  防盜報警 118
4.13.3  紅外遙控 118
4.14  小結(jié) 120
4.15  習題 120
第5章  光磁遙控技術(shù) 122
5.1  轉(zhuǎn)換原理 122
5.1.1  外光電效應 122
5.1.2  內(nèi)光電效應 123
5.2  光敏電阻與光電池傳感器 124
5.2.1  光敏電阻 124
5.2.2  光電池 126
5.3  發(fā)光二極管的特性與驅(qū)動 129
5.3.1  外形與符號 129
5.3.2  光譜與伏安特性 129
5.3.3  驅(qū)動電路 130
5.4  光電耦合器 132
5.4.1  結(jié)構(gòu)原理 132
5.4.2  特性參數(shù) 133
5.4.3  選用要點 134
5.5  光電晶閘管 135
5.5.1  結(jié)構(gòu)特性 135
5.5.2  原理類型 136
5.6  工程應用案例 137
5.6.1  臺燈遙控 137
5.6.2  硅光電池遙控 138
5.6.3  心電圖測量儀 138
5.6.4  傳輸自動線堵料監(jiān)視 139
5.6.5  斷料監(jiān)視 139
5.6.6  玻璃瓶計數(shù) 140
5.6.7  太陽能熱水器自動跟蹤 141
5.6.8  雞舍溫度遙控 142
5.7  磁控傳感器及工程應用 143
5.7.1  霍爾集成元件與應用 143
5.7.2  磁控式遙控 145
5.7.3  整經(jīng)機（電機）磁控 145
5.7.4  保安監(jiān)視 147
5.8  小結(jié) 147
5.9  習題 148
第6章  聲控技術(shù) 149
6.1  聲傳感器 149
6.1.1  基本原理 149
6.1.2  壓電陶瓷片與駐極體話筒 151
6.1.3  聲控電路組成 156
6.2  聲傳感器應用案例 166
6.2.1  聲控開關 167
6.2.2  脈搏跳動監(jiān)視 168
6.2.3  車胎漏氣檢測儀 170
6.2.4  聲控自動門 170
6.3  超聲波傳感器 172
6.3.1  基本概念 172
6.3.2  結(jié)構(gòu)與特性 175
6.3.3  專用器件 178
6.3.4  遙控方式與組成 182
6.3.5  發(fā)射接收電路 184
6.4  超聲傳感器應用案例 187
6.4.1  超聲開關 187
6.4.2  超聲探測 188
6.4.3  超聲波遙控電機調(diào)速 189
6.5  語音傳感器 190
6.5.1  語音信號 190
6.5.2  語音信號的合成 193
6.5.3  語音識別 194
6.6  語音傳感器應用案例 198
6.7  音頻傳感器 201
6.7.1  音頻信號與執(zhí)行器件 201
6.7.2  專用集成電路 203
6.8  音頻傳感器應用案例 206
6.8.1  音頻開關 206
6.8.2  家電音頻遙控 207
6.8.3  音頻尋呼器 209
6.9  小結(jié) 214
6.10  習題 215
第7章  無線傳感器網(wǎng)絡 216
7.1  結(jié)構(gòu)特點 216
7.1.1  體系結(jié)構(gòu) 216
7.1.2  系統(tǒng)特征 218
7.2  定位跟蹤 220
7.2.1  時間同步 220
7.2.2  定位算法 227
7.2.3  數(shù)據(jù)管理 232
7.2.4  目標跟蹤 237
7.3  網(wǎng)絡安全 243
7.3.1  安全分析 243
7.3.2  安全體系結(jié)構(gòu) 245
7.3.3  協(xié)議棧的安全 245
7.3.4  密鑰管理 249
7.3.5  入侵檢測 255
7.4  網(wǎng)絡標準 258
7.4.1  ISO/IEC JTC1 WG7標準 259
7.4.2  無線傳感器網(wǎng)絡相關標準 259
7.5  傳感器節(jié)點及網(wǎng)絡設計 265
7.5.1  傳感器節(jié)點的分類 265
7.5.2  傳感器節(jié)點硬件設計 265
7.5.3  網(wǎng)絡開發(fā)測試平臺 269
7.6  工程應用設計案例 274
7.6.1  智能家居系統(tǒng) 274
7.6.2  智能溫室系統(tǒng) 278
7.6.3  智能遠程醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng) 281
7.7  小結(jié) 287
7.8  習題 287
第8章  云計算大數(shù)據(jù)應用 288
8.1  云計算的結(jié)構(gòu)特點 288
8.1.1  類型特點 288
8.1.2  組成及關鍵技術(shù) 295
8.2  物聯(lián)網(wǎng)中的云計算 303
8.2.1  云計算與物聯(lián)網(wǎng) 303
8.2.2  云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用—醫(yī)療助手與120導航 305
8.3  大數(shù)據(jù) 306
8.3.1  類型特點 306
8.3.2  架構(gòu)與關鍵技術(shù) 309
8.4  物聯(lián)網(wǎng)中的大數(shù)據(jù) 311
8.4.1  大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng) 311
8.4.2  大數(shù)據(jù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 312
8.5  小結(jié) 312
8.6  習題 313
第9章  綜合應用舉例 314
9.1  智能住宅安防系統(tǒng) 314
9.1.1  功能介紹 314
9.1.2  系統(tǒng)硬件 315
9.1.3  系統(tǒng)軟件 317
9.2  水電紅外智能遙控 318
9.2.1  工作原理 318
9.2.2  元器件的選擇 320
9.2.3  安裝與調(diào)試 320
9.3  微電腦紅外空調(diào)遙控 320
9.3.1  遙控發(fā)射器 321
9.3.2  遙控接收器 323
9.4  百米多鍵遙控 326
9.4.1  遙控專用集成電路 326
9.4.2  遙控發(fā)射器 328
9.4.3  遙控接收器 329
9.5  光磁摸合體遙控 333
9.5.1  電路的工作原理 333
9.5.2  元件選擇及裝調(diào) 334
9.6  橋梁及糧倉監(jiān)測 335
9.6.1  橋梁健康檢測及監(jiān)測 335
9.6.2  糧倉溫濕度監(jiān)測 336
9.7  其他監(jiān)測 339
9.7.1  混凝土澆灌溫度監(jiān)測 339
9.7.2  地震監(jiān)測 339
9.7.3  建筑物振動檢測 339
9.7.4  無線抽水泵系統(tǒng) 339
9.7.5  無線模擬量與開關量檢測 340
9.7.6  主從站多種信號檢測 341
9.8  小結(jié) 342
9.9  習題 342
附錄A  無線遙控專用集成器件型號 343
附錄B  數(shù)字集成塊與三端穩(wěn)壓集成塊參數(shù) 346
附錄C  SS0001遙控通用傳感器參數(shù) 348
附錄D  CC2530芯片簡介 349
參考文獻 351