2008年4月Journal on Communications April 2008 第29卷第4期通信学报V ol.29No.4传感器网络接入Internet体系结构和服务提供方法

孙纪敏1，沈玉龙2，孙玉3，张思东1

（1. 北京交通大学电子信息工程学院, 北京 100044；2. 西安电子科技大学计算机学院，陕西西安710071；

3. 中国电子科技集团公司第54研究所, 河北石家庄 050081）

摘要：无线传感器网络（WSN）接入Internet，为Internet用户提供有效的服务成为研究的热点问题之一。提议WSN接入Internet体系结构，设计Internet-WSN网关实现WSN和Internet之间的数据包转换。利用网络中间件思想，提议WSN业务提供方法。分析和比较说明提议的体系结构从网络和业务2个层面解决WSN接入Internet 问题，具有与现有网络协议保持一致，业务提供对用户透明，多个WSN能够同时接入Internet，开销低，业务提供方便等优点。

关键词：传感器网络；Internet-WSN网关；服务提供；网络中间件

中图分类号：TP393.01 文献标识码：A 文章编号：1000-436X(2008)04-0084-06

Architecture to connect sensor networks with

Internet and services provided

SUN Ji-min1, SHEN Yu-long2, SUN Yu3, ZHANG Si-dong1

(1. School of Electronics and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;

2. School of Computer Science & Technology, Xidian University, Xi’an 710071, China;

3. The 54th Research Institute of CETC, Shijiazhuang 050081, China)

Abstract: Connecting wireless sensor networks (WSN) with Internet and providing effective services to the Internet us-ers are the heated research issues. The architecture of connecting WSN with Internet was proposed, Internet-WSN gate to realize the data-package transmission between WSN and Internet was designed. The methods of providing services were presented with the thought of network middleware. The analysis and the comparison show that the architecture presented solves the problem of connecting WSN with Internet from two levels: networks and services. This architecture has the advantages of corresponding with the network protocols available, transparent for users, simultaneously connecting sev-eral WSN with Internet, low cost and conveniently offering services.

Key words: sensor networks; Internet-WSN gateway; service provided; network middleware

1引言

无线传感器网络（WSN, wireless sensor networks）具有直接监测物理世界的能力，在环境监测、医疗健康、航空探测、智能家居等多个领域具有广泛的应用前景[1]。WSN是由大量体积小、价格便宜、电池供电、

收稿日期：2007-09-24；修回日期：2008-02-8

基金项目：国家自然科学基金资助项目（60633020, 60573036, 60702059, 60503012）；国家高技术研究发展计划（“863”计划）基金资助项目（2007AA01Z429,2007AA01Z405）

Foundation Items: The National Natural Science Foundation of China (60633020, 60573036, 60702059, 60503012); The National High Technology Research and Development Program of China(863 Program) (2007AA01Z429,2007AA01Z405)

第4期孙纪敏等：传感器网络接入Internet体系结构和服务提供方法·85·

具有无线通信和监测能力的传感器节点组成。WSN被部署在监测区域，为用户提供实时环境监测等服务[2]。由于WSN的自身特性，节点资源严格受限，现有的无线网络协议栈不能直接应用。使用专用网络协议栈的WSN与其他网络之间的互联存在许多困难，Internet上的用户难以直接使用WSN提供的服务[3]。

Internet是当今世界上规模最大、覆盖最广的计算机互联网络。Internet作为一个巨大的资源库，是资源整合、资源共享、服务提供、服务访问和信息传输的载体。但是Internet缺乏与物理世界直接打交道的能力。解决WSN接入Internet问题是用户查找、定购和使用WSN提供服务的前提[4]。将各种WSN接入Internet，使得Internet真正延伸到世界的各个物理角落，人们能够方便地了解到自己所关心的物理区域状态（温度、湿度、震动等）[5,6]。WSN接入Internet 对推动网络技术的新发展具有重要的意义[7]。

2 相关工作

相对于传统的无线网络，WSN是通信、计算、存储和能量严格受限的。为了减少能量消耗，WSN往往使用能量高效的MAC、网络层和传输层协议。WSN 的编址方式和路由等使其无缝接入Internet面临巨大的挑战[8]。WSN作为一种特殊的无线自组织网络，将其接入Internet使得Internet真正延伸到物理世界的各个角落。目前，许多WSN项目开始研究WSN接入Internet 技术，如：Gaia、Context Toolkit、Aura、TOTA等。

解决WSN和Internet互联的最简单的方法就是WSN使用TCP/IP协议栈。但是WSN载荷往往只有几个字节，而IP包头为20字节，因此在WSN直接使用IP协议是不合适的。目前一些压缩IP包头技术被提议，文献[9]提议一种优化IP协议的方法，但是对于WSN来说效率依然低下。现有的WSN接入Internet方法主要包括：网关、网络地址转换、覆盖和虚拟IP等。

基于网关的方法[10]：使用应用层网关作为网络接口实现WSN和Internet的互联。这个方法的优点为WSN自由选择通信协议，其缺点为Internet用户不能够直接访问特定传感器节点。

延时容忍网络[11]：与基于网关方法相比，此方法在TCP/IP协议栈和WSN协议栈上部署Bundle层。此方法的不足之处为：在现有的网络协议栈上部署Bundle层需要花费较大代价。

基于覆盖的方法：将WSN接入Internet存在两种基于覆盖的方法：1) Internet覆盖WSN：文献[12]提出一个在传感器节点上实现IP协议栈的解决方案u-IP。此方法使得Internet用户能够直接访问拥有IP 地址的传感器节点。但是IP协议栈仅仅能够被部署在具有较强能力的节点上；2) WSN覆盖Internet[13]：WSN 协议栈被部署在TCP/IP之上，Internet上的主机被看作虚拟传感器节点。Internet主机能够直接和传感器节点通信并像传感器节点一样处理数据包，其缺点在于需要在Internet主机上部署额外的协议栈。

虚拟IP网关[14]：此方法将传感器节点ID/位置与网关的IP地址映射。对于Internet用户，仅仅网关被分配虚拟IP地址，传感器节点并不分配IP地址。

这些方法仅仅考虑从络层接入Internet问题，没有从网络服务的角度考虑WSN和Internet的融合。本文提议WSN接入Internet体系结构，并在此体系结构下，给出WSN网络业务提供方式，使得Internet用户能够方便的定购、访问WSN提供的各种环境监测业务。

3 WSN接入Internet体系结构

目前WSN主要使用2种网络地址表现形式：1) 节点ID；2) 节点位置。Internet主机使用IP地址惟一标识自己。WSN接入Internet必须解决网络层的接入问题。为了实现异构网络的接入，在WSN和Internet之间部署协议转换网关（本文称为WSN-Internet网关）。WSN-Internet网关包括以下几个部分：Internet→WSN数据包转换，WSN→Internet数据包转换以及为服务访问提供支撑的服务提供、服务注册、位置管理和服务管理。WSN-Internet网关结构如图1所示。

图1 WSN-Internet网关结构

WSN-Internet网关完成的主要功能为：1) 将Internet用户的请求或者操作命令数据包转换成WSN 数据包；2) 将WSN的响应数据包转换成Internet数据包；3) 对WSN服务进行管理，将业务在中心管理服务器上注册，并对用户提供环境监测服务。

·86·通信学报第29卷

为了能够实现IP地址和节点ID/位置之间的转换，在WSN-Internet网关中建立3张表：信息服务表、IP映射表和IP地址—传感器节点映射表。信息服务表使用在基于数据信息发现的Internet→WSN数据包转换中，其将WSN提供的服务与相应的传感器节点ID/位置对应起来；IP映射表使用在基于IP地址发现的Internet→WSN数据包转换中，其将IP地址与传感器节点ID/位置对应起来；IP地址—传感器节点映射记录表记录Internet→WSN数据包转换过程中对应的原始IP 数据包和转换之后的WSN数据包，其目的就是为WSN →Internet数据包转换过程中提供地址转换服务。

3.1 Internet→WSN数据包转换

在将Internet数据包转化成WSN数据包过程中，存在两种地址转换类型：基于IP地址发现和基于数据信息发现。在基于IP地址发现中，WSN-Internet网关根据Internet数据包的IP来检索IP映射表，确定目的传感器节点的ID/位置。在基于数据信息发现中，WSN-Internet网关提取数据包的数据信息，通过检索信息服务表，确定目的传感器节点ID/位置。在将转换后数据包发送给WSN之前，将原始的Internet数据包和转换后的数据包存储在IP地址—传感器节点映射记录表中。其目的是为WSN的响应数据包转换成Internet 数据包提供地址映射。具体的转换步骤如图2所示。

1. 对来自Internet用户请求数据包中的请求令牌进

行认证（具体认证方式可采用证书方式），若请求令牌非

法，则丢弃此信息；若请求令牌合法，提取数据包中的用

户IP地址；

2. 在请求令牌认证通过之后，提取此请求数据包中

的地址转换类型，若转换类型为基于数据信息的发现，则

执行3.A；若转换类型为基于IP地址的发现，则执行3.B；

3.A 提取数据包内容，根据请求数据包的内容查找信

息服务库得到相应传感器节点的ID/位置；

3.B 根据步骤1中提取的用户IP地址查找IP映射库

得到相应的传感器节点的ID/位置；

4. 将步骤1中提取的用户IP地址和步骤3中得到的

传感器节点ID/位置保存在IP地址和传感器节点映射记录

表中，供此请求的响应消息使用；

5. 生成WSN中的数据包。

图2 Internet→WSN 数据包转换

3.2 WSN→Internet数据包转换

当接收到来自WSN的数据包时，WSN-Internet 网关基于数据包中包含ID/位置在IP地址—传感器节点映射表中查找先前转换的WSN数据包，WSN-Internet网关能够发现最初的Internet数据包，并得到用户IP地址，然后创建一个新的Internet响应数据包。具体的转换步骤如图3所示。

1. 提取来自WSN的请求响应数据包中的传感器节点

ID/位置；

2. 根据获得的传感器节点ID/位置，查找IP地址和传

感器节点映射记录表获得对应的IP地址；

3. 生成WSN-Internet网关给用户的请求响应数据包；

4. 从IP地址-传感器节点映射记录表中删除该条记录。

图3 WSN→Internet数据包转换

4 WSN业务提供方法

4.1 WSN业务提供体系

在3.1节所述的WSN接入Internet的体系结构下，利用网络中间件思想，本文给出了WSN业务提供方式。WSN通过WSN-Internet网关接入Internet，在Internet上部署管理服务器。WSN通过WSN-Internet 网关将其能够提供的业务在管理服务器上注册。管理服务器为用户提供WSN业务的查找、定购和使用服务。业务提供方式如图4所示。

图4 WSN业务提供方式

4.2 WSN业务提供网络中间件

为了完成WSN的业务提供，本文设计如图5所示的网络中间。在Internet-WSN网关中部署Internet →WSN数据包转换、WSN→Internet数据包转换、服务注册、服务提供、位置管理、服务管理和访问控制模块；在管理服务器上部署安全管理支撑模块、服务注册模块、服务查找模块、服务定购模块、服务配置模块、服务接口模块和服务逻辑执行模块。

第4期孙纪敏等：传感器网络接入Internet体系结构和服务提供方法·87·

图5 WSN业务提供网络中间件

4.3 WSN业务提供步骤

WSN业务访问由业务注册、业务查询、业务定购和业务调用4个步骤组成。业务注册为2个步骤，一是WSN将自己能够提供的业务向WSN-Internet网关注册。二是WSN-Internet网关将WSN提供的业务向管理服务器注册；业务查询为Internet用户向管理服务器查询WSN业务；业务定购为Internet用户定购WSN业务，定购WSN业务的用户能够得到业务访问令牌和业务访问方法；业务调用为用户在令牌认证通过后，通过WSN-Internet网关调用WSN业务。具体流程如图6所示。

图6 WSN业务提供步骤

WSN通过Internet-WSN网关向中心管理服务器注册自己能够提供的业务。Internet上用户通过管理服务器查询WSN提供的业务。在业务查询之后，用户定购自己需要的WSN业务。在定购业务之后，得到WSN业务访问令牌的用户能够通过Internet-WSN网关调用WSN业务。具体步骤如图7所示。

1. 服务注册

a. WSN-Internet网关查询WSN能够提供的服务；

b. WSN中的各个传感器节点收到WSN-Internet网关服务查询

时，将自己的ID/位置和能够提供的环境监测服务类型向

WSN-Internet网关注册；

c. WSN-Internet网关综合WSN能够提供的服务，将这些服务

和提供服务的节点存储在信息服务库中，然后向Internet中的管理

服务器注册服务（这个服务注册信息包括：服务类型、服务描述、

服务定购方式、服务调用地址、服务调用绑定方式）。至此、管理

服务器能够向Internet用户提供WSN服务查询、定购和使用服务。

2. 服务查询

a. Internet用户向管理服务器提出服务查询请求；

b. 管理服务器向Internet用户返回查询服务列表。

3. 服务定购

a. Internet用户根据查询的服务向管理服务器定购所需要的服

务；

b. 定购成功（身份认证成功或者交纳费用）后，管理服务器给

用户返回调用所定购服务的访问令牌和服务调用的方式。

4. 服务调用

a. 用户根据获得的服务访问令牌和服务调用方式，向

WSN-Internet网关提出服务请求；

b. WSN-Internet网关对来自用户的消息进行Internet→WSN的数据包转换，并将转换得到的数据包发送给相应的传感器节点；

c. 传感器节点将请求响应消息返回给WSN-Internet网关；

d. WSN-Internet网关将收到的传感器节点返回的请求响应消息

进行WSN→Internet数据包的转换，并将转换得到的数据包发送给提出服务调用请求的Internet用户。

图7 WSN业务提供过程

5比较与分析

目前，WSN接入Internet方法还处于探索阶段，现有的各种WSN接入Internet方法仅仅从网络层次考虑。与其他的WSN接入Internet模式相比，此方法从WSN服务提供的角度给WSN接入Internet提供新的解决方案。

Internet和WSN使用的网络协议的一致性：从Internet用户角度来看，WSN拥有IP地址（Internet-WSN拥有IP地址）。在服务调用过程中，用户无需知道WSN内部使用何种路由协议。Internet 和WSN仍然使用各自的网络协议栈。

WSN协议独立选择：既然此解决方案在Internet 和WSN之间部署Internet-WSN网关，而不是修改网

·88·通信学报第29卷

络协议栈，WSN仍然能够根据应用场景自由的选择优化路由协议。

不需要额外通信、计算和存储开销：WSN和Internet相互独立，WSN可以自由的选择各种协议。对于基于平面的WSN结构，WSN-Internet网关可以充当汇聚节点；对于层次化WSN网络，WSN-Internet 网关充当Sink节点的上层节点。

网络安全技术实现容易：用户的认证可以由WSN-Internet网关完成。由于WSN-Internet网关不受能量限制，能够利用Internet上使用的各种认证模式实现对用户的强认证。WSN仅仅接收WSN-Internet 网关代理的Internet用户请求，直接忽略其他的各种请求，避免恶意用户强行直接访问WSN业务。

业务调用方便：采用网络中间件的方式实现WSN的业务提供，Internet用户不需要了解WSN的详细信息，就能够通过WSN-Internet网关产生服务请求。

支持提供各种业务的WSN接入Internet，实现各种WSN业务的融合：通过部署多个WSN-Internet网关，能够使得多个WSN同时接入Internet。

本文提议的方法和现有的协议比较的结果如表1所示。

表1各种接入方法比较

网络一致性用户透明性 WSN协议独立选择直接访问特定节点容易融合不同网络开销服务提供便利性IP头压缩是是可以能是高否

应用层网关否是可以不能否低否

延时容忍网络否是可以不能是高否Internet覆盖WSN 是是不可以能否高否

WSN覆盖Internet 否否可以能是高否

虚拟IP 是是可以能是低否

本文方案是是可以不能是低是

6结束语

WSN接入Internet，为Internet用户提供有效的服务成为研究的热点问题之一。本文提议一种WSN 接入Internet体系结构和业务提供方法。本文提议的方法不仅从网络层次将WSN接入Internet，更重要的是从服务提供的层面实现WSN和Internet的无缝连接。与现有的WSN接入Internet相比，此方法具有与现有网络协议保持一致，业务提供对用户透明，多个WSN能够同时接入Internet，开销低，业务提供方便等优点。

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TCP/IP network[A]. International Workshop on Sensor Networks (IWSN'06) in conjunction with APWeb[C]. Harbin, China, 2006. 作者简介：

孙玉（1936-），男，黑龙江肇东人，中国电子科技集团公司第54研究所首席专家、中国工程院院士、博士生导师，主要研究方向为通信与系统、网络安全。.

张思东（1945-），男，山东寿光人，北京交通大学教授、博士生导师，主要研究方向为IP网络、电子通信。

（上接第83页）

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作者简介：

沈玉龙（1978-），男，江苏泗洪人，西安电子科技大学博士生，主要研究方向为密码学、无线传感器网络及安全。

孙纪敏（1963-），女，河北赵县人，北京交通大学博士生，主要研究方向为网络交换、网络安全。

吴一全（1963-），男，江苏启东人，博士，南京航空航天大学副教授,主要研究方向为图像处理与识别、视频处理与通信、信号处理等。

潘喆（1983-），女，江苏苏州人，南京航空航天大学硕士，主要研究方向为图像处理与识别等。

吴文怡（1982-），女，江苏苏州人，南京航空航天大学硕士，主要研究方向为图像处理与目标检测。

关于下一代网络的体系结构 [摘要] 本文归纳了对下一代网络的共识与分歧，分析了产生分歧的原因，提出应重视网络体系结构研究，包括重新认识边缘论（End-to-End Argument）、光通信与分组交换技术的融合、UNI模式向NNI模式的过渡，同时要关注网络结构和动力学规律的基础研究。 [关键词] 网络体系结构；光通信；分组交换；UNI；NNI；网络动力学 1 关于下一代网络的共识与分歧 1.1 对下一代网络的基本共识 ●光纤通信技术发展速度超过Moore定律，DWDM将成为光纤通信的 主流技术。 ●基于IP协议的数字业务将逐步成为通信与网络的主要业务 ●无线与移动通信是下一代网络的重要组成部分，固定与移动网络的融合 是重要的发展方向。 ●近期内还不能实现光分组交换，建设下一代网络需要光（子）技术（线 路交换）与电子技术（分组交换）互补结合。 ●下一代网络应具有可扩展性、灵活性、QoS、安全性及电信运行级的可 靠性，提供充分的地址（IPv6）。 ●下一代网络应致力于信息共享与协同工作，在TCP/IP、Web协议基础 上形成更易于共享与协作的新标准与新协议。 1.2 对下一代网络认识上的某些分歧 ●分布式服务（自助餐厅式）还是集中式服务（超级市场式）？ ●网络的智能在边缘还是在中央？Internet 的基本论点End to End Argument是否仍然成立？骨干网做简单些还是做复杂些？ ●按功能分割网络设备，即按服务器—路由器—交换机等几个层次实行横 向集成还是按业务分割如话音、数据等实现纵向集成。 ●是客户/服务器（client/server）结构还是对等结构（peer to peer）?

习题集 1.1 什么是传感器？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。 1.4 传感器如何分类？ 1.5传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 1.6传感器的线性度是如何确定的？ 电阻应变式传感器 3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 3.2 什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？ 3.3 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片灵敏系数范围是多少？为什么有这种差别，说明其优缺点。 3.4 一应变片的电阻R=120Ω，灵敏系数k =2.05，用作应变为800/m m μ的传感元件。 求：①R ?和/R R ?；② 若电源电压U =3V ，初始平衡时电桥的输出电压U 0。 3.5 在以钢为材料的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2（如图3-28a 所示），把这两应变片接入电桥（见图3-28b ）。若钢的泊松系数0.285μ=，应变片的灵敏系数k =2，电桥电源电压U =2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值10.48R ?=Ω。试求：①轴向应变； ②电桥的输出电压。 3.6 图3-31为一直流电桥，负载电阻R L 趋于无穷。图中E=4V ，R 1=R 2=R 3=R 4=120Ω，试求：① R 1为金属应变片，其余为外接电阻，当R 1的增量为ΔR 1=1.2Ω时，电桥输出电压U 0=? ② R 1、R 2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U 0=? ③ R 1、R 2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且ΔR 1=ΔR 2 =1.2Ω，电桥输出电压U 0=? 电容式传感器 4.1 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？ 4.2 差动式变极距型电容传感器，若初始容量1280C C pF ==，初始距离04m m δ=，当动极板相对于定极板 位移了0.75m m δ?=时，试计算其非线性误差。若改为单极平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？ 4.3一平板式电容位移传感器如图4-5所示，已知：极板尺寸4a b m m ==，极板间隙00.5m m δ=，极板间介质为空气。求该传感器静态灵敏度；若极板沿x 方向移动2m m ，求此时电容量。 4.4 已知：圆盘形电容极板直径50D m m =，间距00.2m m δ=，在电极间置一块厚0.1m m 的云母片（7r ε=），空气（01ε=）。求：①无云母片及有云母片两种情况下电容值1C 及2C 是多少？②当间距变化0.025m m δ? =图 3-28

第7章 DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早起使用的是模拟温 度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即单片机接口仅需占用一个 I/O端口，无需任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。 7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS^导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9?12位的数字 值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入 DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用

DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较 DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1. DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口 线即可实现微处理器与DS18B20勺双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围：-55 ~+125 C。固有测温分辨率为0.5 C。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能，多个 DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 ⑧负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2. 引脚介绍 DS18B20有两种封装：三脚TO-92直插式（用的最多、最普遍的封装）和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式 DS18B20的原理图。 3. 工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B2 0中的温度数据独取出来呢？F面将给出详细分析

温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

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4乙方将网站进行系统整合，编写网站的支持软件及相关文档说明，并上网调试运行； 5乙方负责最后解决试运行阶段的潜在问题； 6乙方为甲方设立专用电子邮箱，用于商业联系。 5．空间租用 1乙方为甲方提供_________的网络空间供甲方使用； 2无限制的访问； 3使用不间断电源对服务器和硬件进行保护措施； 4乙方可根据甲方要求，按乙方网页制作优惠价替甲方制作网页，甲方也可自行制作网页； 5甲方保证在乙方提供的空间内放送的内容符合中华人民共和国有关法律和法规。 否则，乙方有权随时关闭空间，由止引发的不良后果由甲方独立承担； 6甲方明白是全球网络，具有开放和共享资源的特性，乙方不担保甲方保密信息的绝对安全； 7甲方必须自己备份与服务器相同内容的及相关数据文件，以备在特殊事件发生后，能够及时恢复数据，若因甲方未备份数据引起的意外，责任由甲方承担； 8因不可抗拒之外原因，造成甲方所租用空间停止运行，3日内未及时修复，乙方以天为基本单位，向甲方赔偿租用损失。 二、网络增值服务相关订单客户免费选用 将企业及网站基本资料登录甲方单位所属行业全国各专业网站保证20家以上。 注网站建设订单客户选用 将企业网站基本资料登录入国内外_________家搜索引擎。 注网站建设及租用空间订单客户选用

下一代互联网体系结构研究现状和发展趋势 互联网已成为支撑现代社会发展及技术进步的重要的基础设施之一。深刻地改变着人们的生产、生活和学习方式，成为支撑现代社会经济发展、社会进步和科技创新的最重要的基础设施。互联网及其应用水平已经成为衡量一个国家基本国力和经济竞争力的重要标志之一。随着超高速光通信、无线移动通信、高性能低成本计算和软件等技术的迅速发展，以及互联网创新应用的不断涌现，人们对互联网的规模、功能和性能等方面的需求越来越高。三十多年前发明的以I Pv4协议为核心技术的互联网面临着越来越严重的技术挑战，主要包括：网络地址不足，难以更大规模扩展；网络安全漏洞多，可信度不高；网络服务质量控制能力弱，不能保障高质量的网络服务；网络带宽和性能不能满足用户的需求；传统无线移动通信与互联网属于不同技术体制，难以实现高效的移动互联网等等。 为了应对这些技术挑战，美国等发达国家从20世纪90年代中期就先后开始下一代互联网研究。中国科技人员于20世纪90年代后期开始下一代互联网研究。目前，虽然基于IPv6协议的新一代互联网络的轮廓已经逐渐清晰，许多厂商已开始提供成熟的IPv6互联设备，大规模IPv6网络也正在建设并在迅速发展。但是互联网络面临的基础理论问题并不会随着IPv6网络的应用而自然得到解决，相反，随着信息社会和正在逐渐形成的全球化知识经济形态对互联网络不断提出新的要求，更需要人们对现有的互联网络体系结构的基础理论进行新的思考和研究。近年来国际上已经形成了两种发展下一代互联网的技术路线：一种是“演进性”路线，即在现有IPv4协议的互联网上不断“改良”和“完善” 网络，最终平滑过渡到IPv6的互联网；另一种是“革命性”路线，以美国FIND/GENI项目为代表，即重新设计全新的互联网体系结构，满足未来互联网的发展需要。 本文首先介绍国际下一代互联网体系结构的研究现状，涉及美国和欧洲的GENI ［1］、FIND［2］、FIRE［3］以及FIA等计划。然后介绍中国下一代互联网体系结构的研究进展，涉及国家重点基础研究发展（“973”）计划、国家高技术研究发展（“863”）计划和中国下一代互联网（CNGI）等项目的研究。在此基础上，本文分析展望未来下一代互联网体系结构研究的发展趋势。 1 国际下一代互联网体系结构研究现状 国际上各个国家的下一代互联网研究计划不断启动、实施和重组，其研究和实验正在不断深入。从国家地域方面看，美国、欧洲、日、韩都有其各自的计划和举措；从研究内容方面看，有的关注网络基础设施和试验平台的建立，有的关注体系结构理论的创新；从技术路线上看，有的遵从“演进性”的路线，有的遵从“革命性”的路线。 1996年10月，美国政府宣布启动“下一代互联网”研究计划。陆续地，一些全球下一代互联网项目分别启动。全球下一代互联网试验网的主干网逐渐形成，规模不断扩大，

常用温度传感器解析，温度传感器的原理、分类及应用 温度传感器（temperature transducer）是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。 温度传感器的分类接触式 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。它们广泛应用于工业、农业、商业等部门。在日常生活中人们也常常使用这些温度计。 随着低温技术在国防工程、空间技术、冶金、电子、食品、医药和石油化工等部门的广泛应用和超导技术的研究，测量120K以下温度的低温温度计得到了发展，如低温气体温度计、蒸汽压温度计、声学温度计、顺磁盐温度计、量子温度计、低温热电阻和低温温差电偶等。低温温度计要求感温元件体积小、准确度高、复现性和稳定性好。利用多孔高硅氧玻璃渗碳烧结而成的渗碳玻璃热电阻就是低温温度计的一种感温元件，可用于测量 1.6～300K范围内的温度。 非接触式 它的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 最常用的非接触式测温仪表基于黑体辐射的基本定律，称为辐射测温仪表。辐射测温法包括亮度法（见光学高温计）、辐射法（见辐射高温计）和比色法（见比色温度计）。各类辐

第一章传感与检测技术的理论基础 1．什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误 差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。 相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。 引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。 2．什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？ 它们通常应用在什么场合？

答：测量误差是测得值与被测量的真值之差 测量误差可用绝对误差和相对误差表示, 引用误差也是相对误差的一种表示方法。 在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。 采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。 引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。 3.用测量范围为-50?+150kPa 的压力传感器测 量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。 解：绝对误差142 140 2kPa

142 140 4. 什么是随机误差？随机误差产生的原因是什 么？如何减小随机误差对测量结果的影响？ 答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其 绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机 误差。 随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微 小因素 （测量装置方面的因素、环境方面的因素、人 员方面的因 素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙, 热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测量人员感 觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。 对于测量列中的某一个测得值来说，随机误差的出 现具有 随机性，即误差的大小和符号是不能预知的， 但当测量次数增大，随机误差又具有统计的规律性， 实际相对误差 140 100% 1.43% 标称相对误差 引用误差 142 140 142 100% 1.41% 142 140 150 ( 50) 100% 1%

一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件， 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器，化学传感器，生物传感器。

温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。在实际使用上通常会和一些仪表配套使用，但也会出现很多故障现象。下面就让艾驰商城小编对温度传感器常见故障的处理方法来一一为大家做介绍吧。 第一，被测介质温度升高或者降低时变送器输出没有变化，这种情况大多是温度传感器密封的问题，可能是由于温度传感器没有密封好或者是在焊接的时候不小心将传感器焊了个小洞，这种情况一般需要更换传感器外壳才能解决。 第二，输出信号不稳定，这种原因是温度源本事的原因，温度源本事就是一个不稳定的温度，如果是仪表显示不稳定，那就是仪表的抗干扰能力不强的原因。 第三，变送器输出误差大，这种情况原因就比较多，可能是选用的温度传感器的电阻丝不对导致量程错误，也有可以能是传感器出厂的时候没有标定好。 温度传感器出现故障的情况很少见，只要出厂的时候进行仔细的检测，这些情况都是可以避免的，所以温度传感器在出厂的时候一地要进行检验，客户也可找传感器厂家索要出厂检测报告进行参考。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城http://www.iacmall.com/

Internet信息服务的安装与设置 新版社区系统是以webservice架构开发的，服务端需要依赖“internet信息服务”(下称IIS)运行，如果没有此服务则需要安装（windows安装光盘自带）它。 一、安装 １、先设定社区服务端电脑的ＩＰ地址，且必须是固定的ＩＰ地址。 ２、控制面版－添加或删除程序－选择“添加/删除windows组件”－勾选“Internet信息服务（ＩＩＳ）”，“下一步”进行安装，按屏幕提示，直到安装完成。 二、设置 下面以ＸＰ系统为例做ＩＩＳ设置： １、开始－所有程序－管理工具－Internet信息服务，打开服务设置界面，选择“默认网站”，右击鼠标，按“属性”设置，如下图： ２、接着选中“网站”标签，设置其中的“ＩＰ地址”（注：ＩＰ必须要是固定的ＩＰ），如果在没有网络环境下单机运行使用的情况下，请把IP地址配置为：127.0.0.1，“启用日志记录”不勾选，如下图所示：

３、再选择“主目录”标签，按下图所示进行设置，其中的“脚本资源访问”、“读取”等勾选上，其中的“执行权限”选择“脚本和可执行文件”，“应用程序保护”选择“低（ＩＩＳ进程）”，如下图：

最后“确定”保存退出，接着重启系统后安装社区服务端程序（SQYLService.exe）。 有关社区系统安装的注意事项： 一、IIS安装完毕后再安装SQYLService.exe客户端程序； 二、客户端程序安装结束后会在“C:\Inetpub\wwwroot”目录下产生文件：DataTrans.dll， ADODataTrans.dll，这两个文件是应用层交换数据服务的必备文件； 三、验证IIS是否安装正确可以把以下地址贴到IE浏览器执行： http://IP地址/DataTrans.dll/soap/iiDataTrans （例如：http://192.168.0.168/DataTrans.dll/soap/iiDataTrans） 如果IIS配置正确，浏览器应该返回类似以下的内容：

Internet所提供的服务 Internet是一个涵盖极广的信息库，它存贮的信息上至天文，下至地理，三教九流，无所不包，以商业、科技和娱乐信息为主。除此之外，Internet还是一个覆盖全球的枢纽中心，通过它，您可以了解来自世界各地的信息；收发电子邮件；和朋友聊天；进行网上购物；观看影片片断；阅读网上杂志；还可以聆听音乐会；当然，我们还可以做很多很多其他的事。我们可以简单概括如下功能： 信息传播 你或他人都可以把各种信息任意输入到网络中，进行交流传播。 Internet 上传播的信息形式多种多样，世界各地用它传播信息的机构和个人越来越多，网上的信息资料内容也越来越广泛和复杂。目前， Internet己成为世界上最大的广告系统、信息网络和新闻媒体。现在，Internet除商用外，许多国家的政府、政党、团体还用它进行政治宣传。 通信联络 Internet有电子函件通信系统，你和他人之间可以利用电子函件取代邮政信件和传真进行联络。甚至你可以在网上通电话，乃至召开电话会议。 专题讨论 Internet中设有专题论坛组，一些相同专业、行业或兴趣相投的人可以在网上提出专题展开讨论，论文可长期存储在网上，供人调阅或补充。 资料检索

由于有很多人不停地向网上输入各种资料，特别是美国等许多国家的著名数据库和信息系统纷纷上网，Internet己成为目前世界上资料最多、门类最全、规模最大的资料库你可以自由在网上检索所需资料。 目前，Internet己成为世界许多研究和情报机构的重要信息来源。 Internet创造的电脑空间正在以爆炸性的势头迅速发展。你只要坐在微机前，不管对方在世界什么地方，都可以互相交换信息、购买物品、签订巨大项目合同，也可以结算国际贷款。企业领导可以通过Internet洞察商海风云，从而得以确保企业的发展：科研人员可以通过Internet检索众多国家的图书馆和数据库；医疗人员可以通过Internet同世界范围内的同行们共同探讨医学难题；工程人员可以通过Internet了解同行业发展的最新动态：商界人员可以通过Internet实时了解最新的股票行情、期货动态，使自己能够及时的抓住每一次商机，永远立于不败之地；学生也可以通过Internet开阔眼界，并且学习到更多的有益知识。 总之，Internet能使我们现有的生活、学习、工作以及思维模式式发生根本性的变化。无论来自何方，Internet都能把我们和世界连在一起。Internet 使我们可以坐在家中就能够和世界交流，有了Internet，世界真的小了，Internet将改变我们的生活。 那么，Internet是怎样完成上述功能的呢？那就是它所提供的服务了。它提供的服务包括WWW服务，电子邮件（E-mail），文件传输（FTP），远程登录（Telnet），新闻论坛（Usenet），新闻组（News Group），电子布告栏（BBS），Gopher搜索，文件搜寻（Archie）等等，全球用户可以通过Internet提供的这些服务，获取Internet上提供的信息和功能。这里我们简单的介绍以下最常用的服务： 1、收发EMAIL（E-MAIL服务）

传感器原理与使用方法 传感器的原理与使用方法 1 概述 在监控系统中，测量范围广泛，包括高低压配电设备、柴油发电机组、空调设备的交流电量：交流电压、交流电流、有功功率、功率因数、频率等；整流器、直流配电设备、蓄电池组的直流量：直流电压、直流电流；机房环境的各种物理量：温度、湿度、红外、烟感、水浸、门禁等；同时还有表示各种物理状态的开关量。由于监控系统数据采集设备的输入电量范围只能是一些小电压、小电流，而上述各种测量量却是一些非电量、强电量，因此必须用一种信号变换装置将它们转换成4一20mA或0一5V的标准直流或交流信号。传感器、变送器就是这样一种信号变换装置，它们把一种形式的信号变换成另外一种形式的信号（传感器），或把同一种信号变换成不同大小或不同形式的信号（变送器）。因此，传感器和变送器在监控系统中得到了广泛应用，是监控系统中必不可少的组成单元。 一般地，传感器是把各种物理量变换成另外一种大小、形式的物理量输出，以便于观察、测量或处理的装置，在监控系统中，传感器是把各种物理量变换成一定形式电量输出，以便于进行测量和数据采集的装置。电量变送器则是把各种形

式的电量变换成标准电量输出的装置。输出的标准电量一般为：4--20mA或0--20mA的标准直流电流信号和0一5V 的标准直流或交流电压信号。在监控系统中，电量变送器一般用于各种交流电量的变换，这些交流电量包括：交流电压、交流电流、有功功率、功率因数和频率等。交流电量的表示方法有多种，常用的有：瞬时值，有效值，平均值。 由于监控系统中各种要测量的电量和非电量种类繁多，相应的传感器和变送器也各种各样，但根据它们转换后的输出信号性质，可分为分为模拟和数字两种。在我公司的监控系统中，各类传感器、变送器有如下几种： 数字信号传感器（变送器）： 1. 离子感烟探测器，用于探测烟雾浓度。当烟雾达到一定的浓度时，给出对应的数字量报警信号。 2. 微波双鉴被动式红外探测器XC-1、单红外探测器XP-5，当其探测范围内，有人体侵入时，提供对应的继电器触点信号输出，给出对应的数字量报警信号。 3. 玻璃破碎传感器，当玻璃被击碎时，提供对应的继电器触点信号输出，给出对应的数字量报警信号。 4.

WZPK型温度传感器 使用说明书 泰兴市热工仪表厂2015年01月10日

隔爆温度传感器 ■应用 通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量生产现场存在碳氢化合物等爆炸的0～500℃范围内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。 ■特点 ●压簧式感温元件，抗振性能好； ●测量范围大； ●毋须补偿导线，节省费用； ●进口薄膜电阻元件，性能可靠稳定。 ●防爆标志：Ex dⅡBT1～T5，防爆合格证号：GYB ■主要技术参数 ●产品执行标准 JB/T8622-1997 《工业铂热电阻技术条件》 《爆炸性气体环境用电气设备第1部分：设备通用要求_部分2》和《爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”保护的设备》，《设备保护等级（EPL）为Gb级的设备产品防爆标志为Ex d ⅡB T1~T5 Gb ■常温绝缘电阻 防爆热电阻在环境温度为15～35℃，相对湿度不大于80%，试验电压为10～100V（直流）电极及外套管之间的绝缘电阻≥100MΩ.m。

■测温范围及允差 ●测温范围及允差 注：t为感温元件实测绝对值。 ●防爆分组形式 d Ⅱ□ T □ 温度组别：T1～T5 防爆等级：A、B、C 工厂用电气设备 d:隔爆型 ai:本质安全型 ○电气设备类别 Ⅰ类——煤矿井下用电气设备 Ⅱ类——工厂用电气设备 ○防爆等级 防爆热电偶的防爆等级按其使用于爆炸性气体混合物最大安

全间隙分为A、B、C三级。 ○温度组别 防爆热电偶的温度组别按其外漏部分允许最高表面温度分为T1～T5 ●防爆等级 ●Exd Ⅱ□T□ ●Exia Ⅱ□T□ ●防护等级：IP65 ■接线盒形式

第一章P10 1、2、5、6 1.传感器的定义 答：传感器是一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。 2.传感器组成及作用 答：(1)传感器一般由敏感元件、转换元件、测量电路三部分组成； (2)敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量； 转换元件：将敏感元件输出的非电量转换为电量； 测量电路：将转换元件输出的电量变换成便于显示、记录、控制和处理的信号 3.开环测量系统和闭环测量系统区别 答：开环测量系统(1)信息只沿着一个方向传递(2)系统相对误差等于各环节相对误差之和 (3)结构简单，但每个环节特性变化都会造成测量误差 闭环测量系统(1)有正向通道和反馈通道(2)输入输出关系由反馈环节特性决定，测量处理等环节造成的误差较小 4.测量不确定度及其评定方法 答：(1)测量不确定度：表征合理赋予被测量值的分散性，与测量结果相联系的参数即结果的可靠性和有效性的怀疑程度 (2)不确定度按其评定方法可分为A类评定和B类评定 A类评定是用统计方法进行评定。即对某被测量进行等精度的独立多次重复测量，得到一系列的测得值。 B类评定用非统计分析法，它不是由一系列的测得确定，而是利用影响测得值分布变化的有关信息和资料进行分析，并对测量值进行概率分布估计和分布假设的科学评定B类评定的信息来源有以下6项： ①以前的观测数据； ②对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验； ③生产部门提供的技术说明文件； ④校准文件、检定证书或其他文件提供的数据、准确度的等级或级别，包括目前暂 时在使用的极限误差等； ⑤手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度； ⑥规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限或复现性限。 第二章P24 1 什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？如何用公式表征这些指标？ 答：(1)传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时，传感器的输出与输入的关系 (2)线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、分辨率、漂移 (3) 线性度： 灵敏度：迟滞性： 分辨率： 第三章P43 1、2、4 1.什么叫电阻式传感器？什么是金属材料的电阻应变效应？什么是半导体压阻效应？ 答：(1)电阻式传感器是利用一定的方式将被测量的变化转化为敏感元件电阻参数的变化，再通过电路转变成电压或电流信号的输出，从而实现非电量的测量。 (2)金属在外力作用下产生机械形变，其电阻值也发生相应改变的现象。 (3)半导体由于应力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应。

第7章DS18B20温度传感器 7.1 温度传感器概述 温度传感器是各种传感器中最常用的一种，早起使用的是模拟温度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端的电压，然后根据某个公式就可以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外形小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化、正成为传感器发展的一个重要方向。美国DALLS半导体公司推出的数字化温度传感器DS18B20采用单总线协议，即单片机接口仅需占用一个I/O端口，无需任何外部元件，直接将环境温度转化为数字信号，以数码方式串行输出，从而大大简化了传感器与微处理器的接口。7.2 DS18B20温度传感器介绍 DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75 ms和750 ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用

DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。 1.DS18B20温度传感器的特性 ①独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 ②在使用中不需要任何外围元件。 ③可用数据线供电，电压范围：+3.0~ +5.5 V。 ④测温范围：-55 ~+125 ℃。固有测温分辨率为0.5 ℃。 ⑤通过编程可实现9~12位的数字读数方式。 ⑥用户可自设定非易失性的报警上下限值。 ⑦支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温。 ⑧负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 2.引脚介绍 DS18B20有两种封装：三脚TO-92直插式（用的最多、最普遍的封装）和八脚SOIC贴片式。下图为实验板上直插式DS18B20的原理图。 3.工作原理 单片机需要怎样工作才能将DS18B20中的温度数据独取出来呢？下面将给出详细分析。

8 Internet信息服务iis 学习要点 ?了解IIS提供的基本服务 ?了解Web服务及多站点建设 ?了解FTP服务及其账户隔离模式的实现 ?掌握POP3、SMTP协议的原理及应用 Internet信息服务（IIS）主要作用是管理Internet或其Internet上的网页，管理FTP站点，使用网络新闻传输协议（NNTP）和简单邮件传输协议（SMTP）交换新闻或邮件。 IIS提供的基本服务包括发布信息、传输文件、支持用户通讯和更新这些服务所依赖的数据存储。IIS集成的服务功能包括：（1）W eb服务：万维网发布服务； （2）F TP服务：文件传输协议服务； （3）S MTP服务：简单邮件传输协议服务； （4）网络新闻传输协议服务； （5）I IS管理服务。 在本书中，不介绍网络新闻传输协议服务。 8．1Web服务http：、、 WWW是World Wide Web（也称Web，即万维网）的缩写，是图形最为丰富的Internet服务，Web还具有很强的链接能力，它是运行在Internet顶层的服务集合，提供最经济有效的信息发布方式，支持

协作和工作流程，并可以给遍及世界和地的用户提供商业应用程序。Web是Internet主机系统的集合，通过使用HTTP（超文本传输协议）在Internet上提供服务。基于Web的信息一般使用HTML（超文本记语言）格式，以超文本和超媒体方式传送，它不但可以发布文本信息，还可以发布声音、动画和视频信息。因为拥有这样的功能，WWW 得以成为一个交流、沟通的信息平台。 在Windows Server 2003家庭的成员上安装IIS，有两种常用的方法，介绍如下： （1）使用“配置您的服务器向导”安装IIS； （2）使用控制面板“添加组件或删除组件”安装IIS。 安装IIS的具体操作见《计算机网络管理员认证实验指导》的相关内容。 安装完毕后，在IIS管理器窗口中就有了默认网站，下面以默认网站为例对网站管理和配置选项进行介绍，如怎样设置网站属性、IP 地址、指定主目录及对应选项的具体功能等。 8．1．1设置网站基本属性 “开始”→管理工具→Internet信息服务（IIS）管理，打开Internet 信息服务窗口，选择“网站”，在“网站”中选择“默认站点”，右键

角度传感器工作原理与使用方法 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 一、简介 角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。适用于汽车，工程机械，宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机，木工机械，印刷机，电子尺，机器人，工程监测，电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。本文介绍角度位移传感器原理及其应用实例。 二、角度位移传感器原理 角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到RCX 上时，轴每转过1/16圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为0，如果需要，可以用编程把它重新复位。 三、角度位移传感器实例 如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当

于主动轮旋转一周。 ①每一个LEGO齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子， 直径是81.6CM(乐高使用的是公制单位)，因此它的周长是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。 ②现在已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们 总结一下。称R为角度传感器的分辨率(每旋转一周计数值)，G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：I=G×R 四、角度位移传感器应用 使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单：如果马达角度传感器构造运转，而齿轮不转，说明机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单，而且非常有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑(或者说打滑次数太多)，否则你将无法检测到障碍物。如果是一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它:在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明碰到障碍物了。 在许多情况下角度传感器是非常有用的：控制手臂，头部和其它可移动部位的位置。值的注意的是，当运行速度太慢或太快时，RCX在精确的检测和计数方面会受到影响。事实上，问题并不是出在RCX身上，而是它的操作系统，如果速度超出了其指定范围，RCX就会丢失一些数据。Steve Baker用实验证明过，转速在每分钟50到300转之间是一个比较合适的范围，在此之内不会有数据丢失的问题。然而，在低于12rpm或超过1400rm的范围内，就会有部分数据出现丢失的问题。