目錄 第 1章 概述 001 1.1 傳感器的定義 002 1.2 傳感器的分類(lèi) 003 1.2.1 物理量傳感器 003 1.2.2 化學(xué)量傳感器 003 1.2.3 生物量傳感器 004 1.2.4 傳感器組件 005 1.3 智能傳感器 005 1.3.1 智能傳感器的概念 005 1.3.2 智能傳感器的特點(diǎn) 006 1.3.3 智能傳感器的功能 007 1.3.4 智能傳感器的實(shí)現(xiàn)途徑 008 1.4 智能傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 009 1.4.1 智能傳感器的發(fā)展歷程 010 1.4.2 智能傳感器的發(fā)展趨勢(shì)及方向 010 1.4.3 物聯(lián)網(wǎng)用智能傳感器技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn) 011 第 2章 微電子機(jī)械系統(tǒng) 014 2.1 概述 014 2.2 MEMS的設(shè)計(jì)方法 016 2.2.1 設(shè)計(jì)流程 016 2.2.2 MEMS工藝集成化設(shè)計(jì) 017 2.2.3 材料和工藝選擇 020 2.3 電子材料與加工技術(shù) 021 2.3.1 電子材料及其淀積 021 2.3.2 圖形轉(zhuǎn)移 023 2.3.3 電子材料的刻蝕 024 2.3.4 半導(dǎo)體中的摻雜 026 2.3.5 晶圓鍵合 029 第3章 智能傳感器標(biāo)準(zhǔn) 031 3.1 概述 031 3.1.1 智能傳感器標(biāo)準(zhǔn)及專(zhuān)利進(jìn)展 031 3.1.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議分析 033 3.2 IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn) 040 3.2.1 概述 040 3.2.2 IEEE 1451的特點(diǎn) 044 3.2.3 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用情況 045 3.2.4 基于IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)的智能傳感器 045 3.3 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 049 第4章 智能傳感器信號(hào)調(diào)理技術(shù) 054 4.1 電壓型 054 4.1.1 放大電路 054 4.1.2 反向放大電路 056 4.1.3 隔離電路 056 4.1.4 濾波電路 057 4.2 電流型 058 4.3 頻率型 060 4.3.1 頻率測(cè)量方法 060 4.3.2 頻率型傳感器 062 4.4 數(shù)字式傳感器 063 4.4.1 概述 063 4.4.2 編碼器 064 4.4.3 數(shù)字接口 071 第5章 智能傳感器處理器及其外圍電路 089 5.1 常用CPU 089 5.1.1 MCS51系列單片機(jī) 089 5.1.2 AT89系列單片機(jī) 090 5.1.3 STM32系列單片機(jī) 090 5.1.4 其他類(lèi)型單片機(jī) 090 5.2 單片機(jī)處理器 091 5.2.1 單片機(jī)概述 091 5.2.2 單片機(jī)最小系統(tǒng) 092 5.2.3 多功能集成單片機(jī)系統(tǒng) 094 5.2.4 單片機(jī)在智能傳感器中的典型應(yīng)用 095 5.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 112 5.4 數(shù)模轉(zhuǎn)換器 113 5.4.1 轉(zhuǎn)換原理 114 5.4.2 轉(zhuǎn)換方式 114 5.4.3 分類(lèi)及特點(diǎn) 115 5.4.4 D/A轉(zhuǎn)換器的典型應(yīng)用電路 115 5.5 存儲(chǔ)器 116 5.5.1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 117 5.5.2 存儲(chǔ)器的相關(guān)概念 117 5.5.3 RAM和ROM 117 5.5.4 SRAM和DRAM 118 5.5.5 PROM、EPROM和EEPROM 118 5.5.6 FLASH 118 5.5.7 鐵電存儲(chǔ)器 119 第6章 智能傳感器網(wǎng)絡(luò)通信 121 6.1 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信技術(shù) 121 6.1.1 HART協(xié)議 123 6.1.2 串行通信接口技術(shù) 127 6.1.3 CAN總線(xiàn)通信技術(shù) 132 6.1.4 ARINC429總線(xiàn) 135 6.2 以太網(wǎng) 140 6.2.1 以太網(wǎng)概述 140 6.2.2 以太網(wǎng)傳輸過(guò)程及實(shí)現(xiàn)特點(diǎn) 140 6.2.3 基于以太網(wǎng)的智能傳感器的實(shí)現(xiàn) 141 6.2.4 以太網(wǎng)溫濕壓傳感器 145 6.3 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) 146 6.3.1 RFID 146 6.3.2 藍(lán)牙 149 6.3.3 ZigBee 152 6.3.4 無(wú)線(xiàn)接口技術(shù) 153 6.3.5 LoRa 154 6.3.6 NB-IoT 154 6.4 電力載波通信技術(shù) 157 6.5 體域網(wǎng)通信技術(shù) 158 第7章 智能傳感器的信號(hào)處理技術(shù) 161 7.1 濾波技術(shù) 161 7.1.1 經(jīng)典濾波器 162 7.1.2 數(shù)字濾波 169 7.1.3 自適應(yīng)濾波 174 7.2 采樣技術(shù) 178 7.2.1 Nyquist采樣定理 178 7.2.2 過(guò)采樣技術(shù) 178 7.2.3 欠采樣技術(shù) 179 7.2.4 延遲欠采樣技術(shù) 180 7.3 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 181 7.3.1 概率論統(tǒng)計(jì)方法 181 7.3.2 邏輯推理方法 185 7.3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法 190 7.3.4 基于特征抽取的融合方法 194 7.3.5 基于搜索的融合方法 207 第8章 智能傳感器的民用 212 8.1 智慧城市 212 8.2 車(chē)聯(lián)網(wǎng) 213 8.3 智能糧倉(cāng) 215 8.4 智能家居 216 8.5 智能制造 217 8.6 智慧醫(yī)療 219 第9章 智能傳感器的軍用 221 9.1 無(wú)人機(jī) 221 9.2 水下機(jī)器人 227 9.3 戰(zhàn)場(chǎng)偵察 228 9.4 軍用機(jī)器人 230 第 10章 智能傳感器的延伸應(yīng)用 238 10.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 238 10.2 大數(shù)據(jù) 248 10.3 感知人工智能 248 參考文獻(xiàn) 252