《信息新技术讲座》PPT课件

信息新技术讲座,无线射频技术在传感技术中的应用和发展,通信与信息工程学院叶明,无线射频传感的基本概念：,定义：指通过电磁波来摄取目标信息的方法。特征：信息的摄取通常是非接触的,是在电磁波传播过程(如:探空雷达探地雷达)或是参与电磁波的产生过程进行的。但更广义:将目标信息通过无线技术传输到信息处理控制后台的传感器形式。,1。无线射频传感器的种类:(按检测原理分类),机械量几何量物理特性,化学特性诊断,一,机械量检测:,如:距离,固态或液态的位置和液位小位移,振动,转动,速率,加速度,流量等相关量.检测原理:通过电磁波在导波系统或在各种媒质空间中传播的时间和多谱勒效应等.检测参量:波程差,相移,多谱勒频移,空间滤波的中心频率.,二,几何量检测(更多的是静态):,如:介质厚度,金属厚度,物体的外形轮廓.检测原理:电磁波的干涉,导波传播,反射波,电磁波极化状态变化,绕射,散射.检测参量:反射系数,透射系数,散射参数,传输系数,谐振频率,时域响应.,三.物理特性,化学成分的检测:,如:固化度,密度,水分,物体成分组成比.检测原理:介电特性,逆散射.检测参量:谐振频率,反射系数,传输系数,时域响应,逆散射波.,四.诊断,如:气态的温度和湿度,金属表面的探伤,介质表面的探伤,生物医学.检测原理:介电特性,电磁波散射,电磁波绕射,瞬态电磁场.检测参量:谐振频率,散射参数,绕射波,波阻抗,时域分析.,2。无线射频传感器的构成：,特点：被测物体参与射频信号（或电磁波）的产生或响应的过程。,射频传感器中应用最广的是微波传感器,这类传感器的最重要的工作特点是：1。非接触式；2。在线不停产的动态检测。,应用广泛的微波传感器：,1。反射式微波传感器2。遮断式（透射式）微波传感器常见的微波传感器：微波水份传感器，微波液位传感器，微波物位传感器，微波测厚传感器，微波温度传感器，微波多普勒传感器，微波金属探测传感器。,RF无线传感器原理框图实例(透射法）：,微波水分传感器的实例：,微波反射式传感器实例：汽车防撞雷达,当车前后左右的侵入物体近到一定的作用距离时就报警！,1。汽车防撞雷达常用频率是毫米波段频率；2。收发天线常用微带天线。,瞬变电磁场探测系统电磁综合参数测试系统微波微机械半导体传感器射频身份识别系统无源雷达系统双频微带天线定位跟踪检测系统,3。几种新型射频传感器技术：,瞬变电磁场探测系统,电磁综合测试系统,微波微机械半导体传感器,射频身份识别系统（RF卡）,有源射频卡无源射频卡（常用频率13。5MHz）,无源雷达系统,无源雷达系统的特点:,无主动外向大功率电波,故不易被侦察到.利用民用设施(如:电视台广播电台民用通信电台)的外向电波.目标散射信号与波源直达信号及其多径传播的干扰信号频率相同,而且目标信号幅度远远小于波源直达信号或多径信号.因此对目标信息(包括:信号幅度频移波程差等等)的提取是极为困难的.,双频微带天线定位跟踪检测系统,双频微带天线定位跟踪检测系统特点:,同一天线工作于不同的收发频率.微带天线具有很小的质量和体积.下行接收1.57GHz的GPS信号进行定位;对外发送2.4GHz的出行波,很容易进入蓝牙等移动通信系统.配合其他传感器的功能,将重要信息同步在位置和时间信息上,使重要信息具有时空意义.,4。无线传感器网络,科技发展日新月异，人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术传感器技术，也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。,无线传感器网络体系结构,无线传感网络的应用1).环境的监测和保护,救灾抢险.2).医疗护理.3).军事领域.,结束语：,无线传感器及无线传感器网络是近些年在信息技术领域中一个有重要理论意义和实际应用意义的新门类，它的发展将对人们在信息摄取的方式带来变革。但它又是一门等待我们