通信与信息工程学院
**课程设计(综合实验)
班级：三号宋体居中
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通信与信息工程学院
二〇一三年
基于RFID的传感器设计
摘要
随着物联网概念的提出，RFID传感器网络也随之产生。RFID传感器网是结合RFID技术和无线传感器网络技术而形成的一种新型网络，它不仅对物理世界的状态进行感知，而且可以进行物体跟踪识别。论文详细介绍了RFID传感器网的相关概念、网络特点，并阐述了RFID传感器网络的各种结构。最后，介绍了RF1D传感器网络作为一种新型网络在不同领域中的应用。
关键词：RFID；RFID传感器网络；射频识别；传感器网络
一、R FID技术
（一）RFID的定义
RFID(射频识别)技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。RFID技术是利用无线电波对记录媒体进行读写的一种识别技术。RFID技术具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点。另外，它还具有防冲突功能，能同时处理多张射频标签。
RFID技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID 技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术最常见的应用是门禁系统。同时在动物管理、药品管理、航空托运货物管理、车辆识别等领域也逐渐得到应用。
（二）RFID技术的原理
一个典型的RFID系统是由射频电子标签、读写器或阅读器和应用软件系统(包括连接线路)三部分构成。
1、射频电子标签
射频电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。射频电子标签有主动型、被动型和半主动型三种类型。
主动型标签有一个电池，用来为标签中微芯片的电路运转提供能量，并向识读器发送信号；被动型标签没有电池，它从识读器获得电能；半主动型标签用一个电池为微芯片的运转提供电能，但是发送信号和接受信号时却是从识读器处获得能量。
2、阅读器
阅读器是读写标签信息的设备，分手持式和固定式两种。阅读器由无线收发模块、天线、控制模块和接口电路组成。其基本功能是提供与标签进行数据传输的途径。此外还提供信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能。
3、应用软件系统
RFID系统除了所要求的硬件外，还需要软件的配合。整个系统的运转是依靠应用软件来操作的。
应用软件系统基本工作原理是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，贴有射频电子标签的货品进入阅读器的工作区域后，产生感应电流，射频电子标签获得能量被激活；射频电子标签将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；系统接收天线接收到从射频电子标签发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据逻辑运算判断该射频电子标签的合法性，针对不同的设置做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。
（三）RFID技术的应用
RFID技术应用于物流行业，可大幅度提高物流管理与运作效率，降低物流成本。另外，从全球发展趋势来看，随着RFID相关技术的不断完善和成熟，RFID 产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。目前，RFID 的应用主要有以下几个方面。
1、零售环节
RFID技术可以改进零售商的库存管理，实现适时补货，有效跟踪运输与库存，提高效率，减少出错。同时，智能标签能对某些时效性强的商品的有效期限进行监控，对于即将到期的商品发出预警信息；商店还能利用RFID系统在付款台实现自动扫描和计费，从而取代人工收款，有效解决结款的排队现象。
2、存储环节
在仓库里，RFID技术最广泛的应用是货物的出入库与库存盘点，它能用来实现自动化的存货和取货等操作。货物入库时，只需要阅读器终端读取RFID标签，通过无线通信即时向现场控制计算机发送信息，计算机按照零件类别指示存放的货架区域。上架后，作业员读取架上电子标签，向计算机登记存放格位。在整个仓库管理中，将供应链计划系统制定的收货计划、取货计划、装运计划等与RFID技术相结合，能够高效地完成各种业务操作，如指定堆放区域、上架取货与补货等。RFID技术的另一个好处在于在库存盘点时降低人力。RFID的设计就是要让商品的登记自动化，盘点时不需要人工的检查或扫描条码，更加快速准确，并且减少了损耗。
3、库存环节
将RFID技术应用于库存管理中，企业能够实时掌握商品的库存信息，从中了解每种商品的需求模式并及时进行补货，结合自动补货系统以及供应商管理库存(VMI)解决方案，提高库存管理能力，降低库存水平。
4、运输环节
在运输环节上使用RFID技术，可实现对车辆的实时监控，并且能够根据道路情况随时调度车辆。在途运输的货物和车辆贴上射频电子标签，运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置，接收装置收到射频电子标签信息后，连同接收地的位置信息上传至通信卫星，再由卫星传送给运输调度中心，送入数据库中。
5、配i分销环节
在配送环节，采用RFID技术能大大加快配送的速度和提高拣选与分发过程的效率与准确率，并能减少人工、降低配送成本。如果到达中央配送中心的所有商品都贴有射频电子标签，在进入中央配送中心时，托盘通过一个阅读器，读取托盘上所有货箱上的标签内容。系统将这些信息与发货记录进行核对，以检测出
可能的错误，然后将射频电子标签更新为最薪的商品存放地点和状态。
二、传感器结构及电路设计
（一）传感器结构设计
如果将被测旋转圆盘置于光电断续器的发光与受光侧之间，圆盘上有许多狭缝，圆盘旋转，光源发出的光间隔地被狭缝遮挡，受光侧得到断续的强光和弱光信号。如图1所示，若旋转圆盘没有旋转，光路检测的光束没有被遮挡，测量电路中，X光敏二极管上输出电压波形，Y光敏二极管上的输出电压波形是相同的，相位是相差π/2的。若圆盘旋转，双输出型的输出电压波形如图2所示，（仅画出Q1的时序图，Q2的时序图道理一样）圆盘转动方向若向左，Q2输出电压相位落后被屏蔽；反之，圆盘向右旋转，Q1输出电压相位超落后被屏蔽。因此，两个输出电压的相位关系反映圆盘的旋转方向，圆盘的位移可以通过Q1，Q2输出脉冲个数的代数和得到。
图1：
图2：
X
Y
C1
C2
Q1
（二）传感器电路设计
X光敏二极管与Y光敏二极管在相位上相差π/2，所以它们在光电元件上取得的信号必是相差π/2。当圆盘作正向转动时，X信号超前Y信号。因为电路比较复杂，故采用美国Lattice半导体公司推出的ispEXPXRT软件对CPLD器件进行硬件编程，如图3所示电路图是基于CPLD设计的。或门C1产生的信号作为D 锁存器Q1的置位端只许X产生的正脉冲通过，而D锁存器Q2因为C1作用时Y 信号尚在低电平，信号被屏蔽，Q2输出低电平，门电路在加减计数器中作加法运算。当圆盘作反方向转动时，则Y产生的负值信号超前X产生的信号，或门C1产生的信号作为D锁存器Q2的置位端只让Y产生的负脉冲通过，而D锁存器Q1因为C1作用时X信号尚在低电平，信号被屏蔽，Q1输出低电平，门电路在可逆计数器中作减法运算。这样就完成了辨向过程。OUT0是输出，OUT1是进位，Z 是控制端输入。工作原理图如图4所示。
图3：
图4：
三、RDID传感器网络的特点
（一）RFID传感器网络的特点
RSN由RFID和WSN共同构成，是一个以读写器为中心的网络 J。读写器既是无线传感器的能量提供者，也是整个传感器网络的信息中枢，它既可以感知物理世界的信息，也可以对物体进行标识，最重要的是它从根本上解决了无线传感器能量供给问题。RSN具有如下特点：
1、系统庞大。无线传感器网络采用多跳自组织方式通信，可进行大规模的部署，弥补了RFID的短距离传输的缺陷，而RFID技术成熟，在复杂的环境中可以保证可靠传输。
2、监控范围广泛。不同的传感器类型可以对不同的物理信息进行感知，如温度、湿度、压力等使监控的领域扩大。
3、网络生命期长。一方面，无线传感器可以借助RFID中的阅读器提供能量；另一方面采用Zig—bee的协议，可以节省WSN中节点的能量。
4、实时性强。能够实时的传输数据和实现动态的更新。
（二）射频识别技术
射频识别技术是通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据信息。最基础的RFID系统是由标签、读写器和天线三部分组成
其中，RFID标签可应用到物体(人和动物)上，并有特殊的识别功能。因为每个标签拥有全球唯一的电子产品代码(Electronic Product Code，EPC)，EPC 的目标是对每个物理对象提供全球唯一标识符，并对应着网络单个对象，这使得EPC标记可以进行全球事物的互联和产品信息跟踪。RFID标签内部构造可分为三种：有源、无源和半无源标签 J。通常RFID标签是无源的，本身不能够提供能量，而是通过RFID阅读器传送请求信号获得能够传输他们身份识别的能量，所以传输距离相对较短。随着技术发展，目前有源RFID标签逐步采用无线单片机来进行设计，具有持久性，信息传播穿透性强，存储信息容量大、种类多等特点。因此RFID技术常被用于目标定位、身份识别及跟踪库存产品等，在生产、物流、交通、医疗和防伪等领域都得到广泛的应用。
（三）带有传感器的RFID标签
带有传感器的RFID标签是一种智能RFID传感器标签。在此结构中，RFID 的标签不仅可以进行一般的识别，而且可以跟其他的传感器标签进行无线通信合作，以此来读取环境的信息。依据RFID阅读器的不同结构，此类系统可分为两类：第一类结构是阅读器和基站分开。每个标签带有微处理器，可以自主决定什么时候采集数据和传输数据，但各个标签之间并不合作，只是简单的相互通信，最后统一将信息聚集到读写器进行处理。通过这样的方式，可以大大减少读写器的数量，降低网络体系架构的复杂度，如图2所示。另一类是把阅读器与基站进行融合，使带有传感器的标签之间可以进行通信，形成一个Ad—hoc网络，所有的标签直接与智能基站进行通信。
四、RFID传感器网络的应用
RFID传感器网络的应用层构架在传感层和网络层上，用于对物理世界信息感知和对物体的标识。其应用领域将遍及智能楼字、智能家居、路灯监控、智能医院、智能交通、物流管理、政府工作、环境监测、工业监测、食品药品管理、老人护理等诸多领域，在很大程度上将改变人们的生活。
（一）智能家居
由于智能家居极具有实用的功能，无疑将是RFID传感器网络应用最为广泛的地方。RSN网络在家庭的应用，能在很多方面使人们生活更舒适。文献[5]中通过RFID的唯一标识实时监测物品的状况，防止偷窃；利用WSN中RSSI的信号强弱来判断人多人少，并感知室内像空调、照明灯等设备的状况，自动调节室温、光线的明暗，以达到减少能源浪费的目的。因此，通过RSN可以实现更智能的家庭安防系统和全方位信息交互功能，为人们提供更为舒适的生活空间。
（二）物流管理
当前，EPC框架主要集中在仓储和分拨管理中。物流运输管理是个复杂的结构，单一类型的RFID技术不能对其进行分类识别，而采用多个这样的系统会带来高成本、执行缓慢且整合复杂的问题，且对于物体的状态不能及时了解。但RSN可采用不同的方式对其进行标识，数据收集、分类和及时处理，避免了对
物体的一个个检查测量，节约了人力与物力，还可以对物体的状况进行实时监控，以便对不足的物体进行及时的补给。
（三）智能交通
五、结束语
随着RFID技术与传感器网络技术的不断成熟，如何将这两种技术有效结合是个研究热点，RSN正是两种技术融合的产物。论文详细描述了RSN的相关概念，并且阐述了传感器的设计和RFID传感器的相关了解，经过小组成员的不懈努力和共和合作圆满完成了此次论文。
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1． 属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D 粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A 、接近真值 B 、偏离拟合直线 C 、正反行程不重合 D 、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C ） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B ） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D 热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ） A 测量 B 感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C ）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C ）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D 粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按 一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。 （×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度 高的准确度不一定高 （×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定 传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足 通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指 当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够 满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输 出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。 当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。 输入 输出 相对真值 测量误差 测量值
南京航空航天大学 硕士学位论文 基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现 姓名：耿长剑 申请学位级别：硕士 专业：电路与系统 指导教师：王成华 20090101
南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络，已成为当前无线通信领域研究的热点。 随着生活水平的提高，环境问题开始得到人们的重视。传统的环境监测系统由于传感器成本高，部署比较困难，并且维护成本高，因此很难应用。本文以环境温度和湿度监控为应用背景，实现了一种基于无线传感器网络的监测系统。 本系统将传感器节点部署在监测区域内，通过自组网的方式构成传感器网络，每个节点采集的数据经过多跳的方式路由到汇聚节点，汇聚节点将数据经过初步处理后存储到数据中心，远程用户可以通过网络访问采集的数据。基于CC2430无线单片机设计了无线传感器网络传感器节点，主要完成了温湿度传感器SHT10的软硬件设计和部分无线通讯程序的设计。以PXA270为处理器的汇聚节点，完成了嵌入式Linux系统的构建，将Linux2.6内核剪裁移植到平台上，并且实现了JFFS2根文件系统。为了方便调试和数据的传输，还开发了网络设备驱动程序。 测试表明，各个节点能够正确的采集温度和湿度信息，并且通信良好，信号稳定。本系统易于部署，降低了开发和维护成本，并且可以通过无线通信方式获取数据或进行远程控制，使用和维护方便。 关键词：无线传感器网络，环境监测，温湿度传感器，嵌入式Linux，设备驱动
Abstract Wireless Sensor Network, a new intelligent control and monitoring network combining sensor technology with computer and communication technology, has become a hot spot in the field of wireless communication. With the improvement of living standards, people pay more attention to environmental issues. Because of the high maintenance cost and complexity of dispose, traditional environmental monitoring system is restricted in several applications. In order to surveil the temperature and humidity of the environment, a new surveillance system based on WSN is implemented in this thesis. Sensor nodes are placed in the surveillance area casually and they construct ad hoc network automatieally. Sensor nodes send the collection data to the sink node via multi-hop routing, which is determined by a specific routing protocol. Then sink node reveives data and sends it to the remoted database server, remote users can access data through Internet. The wireless sensor network node is designed based on a wireless mcu CC2430, in which we mainly design the temperature and humidity sensors’ hardware and software as well as part of the wireless communications program. Sink node's processors is PXA270, in which we construct the sink node embedded Linux System. Port the Linux2.6 core to the platform, then implement the JFFS2 root file system. In order to facilitate debugging and data transmission, the thesis also develops the network device driver. Testing showed that each node can collect the right temperature and humidity information, and the communication is stable and good. The system is easy to deploy so the development and maintenance costs is reduced, it can be obtained data through wireless communication. It's easy to use and maintain. Key Words: Wireless Sensor Network, Environment Monitoring, Temperature and Humidity Sensor, Embedded Linux, Device Drivers
1：什么是RFID? 答：RFID是射频识别技术的英文缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一中技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合，实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 2：简述RFID的原理。 答：标签进入磁场后，接受解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解读后，送至中央信息系统进行有关的数据处理。 3：RFID系统有哪些工作频段。 答：①低频（LF，频率范围为30~300KHZ）:工作频率低于135KHZ,最常用的是125KHZ。 ②高频（HF，频率范围为3~30Mhz）：工作频率为13.56MHZ ③特高频（UHF，频率范围为300MHZ~3GHZ）：工作频率为433MHZ，866~960MHZ 和2.45GHZ ④超高频（SHF，频率范围为3~30GHZ）：工作频率为5.8GHZ和24GHZ 4：简述RFID系统的电感耦合方式和反方向散射耦合方式的原理和特点 答：原理：①电感耦合：应用的是变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，依据的是电磁感应定律。 ②反向散射耦合：应用的是雷达原理模型，发射出去的电磁波，碰到目标后反射，同时携带目标信息，依据的是电磁波的空间传播规律 特点：①通过电感耦合方式一般适合于中，低频工作的近距离射频识别系统，典型的工作频率有125khz，225khz和13.56mhz。识别作用距离小于1m，典型作用距离为10~20cm。 ②反向射散耦合方式一般适合于高频，微波工作的远距离射频识别系统，典型的工作频率有433mhz，915mhz，2.45ghz，5.5ghz，识别作用距离大于1m，典型作用的距离为3~10m。 5：应答器的能量获取有哪些方法？ 答：①感应 ②有源电子标签可监听 6：什么是1比特应答器？它有什么应用？有哪些实现方法？ 答：①1比特应答器是字节为1比特的应答器。 ②应用于电子防盗系统。 ③射频标签利用二极管的非线性特性产生载波的谐波。 7：给出RFID系统的组成框图，简述高层的作用。 答：
传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分．共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零； D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器； D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。 A、动量守恒； B、能量守恒； C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池
一、填空题(20分) 1.传感器由（敏感元件，转换元件，基本转换电路）三部分组成。 2.在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（1.5 ） 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是（达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。） 4. 精确度是指（测量结果中各种误差的综合，表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。） 5．为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用（细分）技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而（增大）这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有（线性度，迟滞，重复性，灵敏度）性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型，即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件（并联）起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件（串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是：某些物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为（顺压电效应）。相反，某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为（逆压电效应）。 11. 压力传感器有三种基本类型，即（电容式，电感式，霍尔式）型. 12.抑制干扰的基本原则有（消除干扰源，远离干扰源，防止干扰窜入）. 二、选择题（30分,每题3分）1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的( ).C．压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（）. C．温度 4、属于传感器动态特性指标的是（）.D．固有频率 5、对压电式加速度传感器，希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中，产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升，电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题（30分） 1.传感器的定义和组成框图？画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和
基于无线传感器网络的桥梁安全检测系统 摘要 根据桥梁监测无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统，以实现方案的安全参数的需要；对整个系统的结构和工作原理的节点集、分簇和关键技术，虽然近年来在无线传感器网络中，已经证明了其潜在的提供连续结构响应数据进行定量评估结构健康，许多重要的问题，包括网络寿命可靠性和稳定性、损伤检测技术，例如拥塞控制进行了讨论。 关键词：桥梁安全监测；无线传感器网络的总体结构；关键技术 1 阻断 随着交通运输业的不断发展，桥梁安全问题受到越来越多人的关注。对于桥梁的建设与运行规律，而特设的桥梁检测的工作情况，起到一定作用，但是一座桥的信息通常是一个孤立的片面性，这是由于主观和客观因素，一些桥梁安全参数复杂多变[1]。某些问题使用传统的监测方法难以发现桥梁存在的安全风险。因此长期实时监测，预报和评估桥梁的安全局势，目前在中国乃至全世界是一个亟待解决的重要问题。 桥梁安全监测系统的设计方案，即通过长期实时桥跨的压力、变形等参数及测试，分析结构的动力特性参数和结构的评价科关键控制安全性和可靠性，以及问题的发现并及时维修，从而确保了桥的安全和长期耐久性。 近年来，桥梁安全监测技术已成为一个多学科的应用，它是在结构工程的传感器技术、计算机技术、网络通讯技术以及道路交通等基础上引入现代科技手段，已成为这一领域中科学和技术研究的重点。 无线传感器网络技术，在桥梁的安全监测系统方案的实现上，具有一定的参考价值。 无线传感器网络（WSN）是一种新兴的网络科学技术是大量的传感器节点，通过自组织无线通信，信息的相互传输，对一个具体的完成特定功能的智能功能的协调的专用网络。它是传感器技术的一个结合，通过集成的嵌入式微传感器实时监控各类计算机技术、网络和无线通信技术、布式信息处理技术、传感以及无线发送收集到的环境或各种信息监测和多跳网络传输到用户终端[2]。在军事、工业和农业，环境监测，健康，智能交通，安全，以及空间探索等领域无线传感器网络具有广泛应用前景和巨大的价值。 一个典型的无线传感器网络，通常包括传感器节点，网关和服务器，如图1
《RFID技术与应用》测试题4 1.请概述电子标签的定义是什么？ 答案为：RFID,又称为射频标签。是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，作为条形码的无线版本，PFID 技术具有条形码所有能具备防水、防磁、耐高温，使用寿命长，读取距离大，标签上数据可以加密，存储数据容量更大，存储信息更改自如等优点。 2.请举出四种互相兼容的M1芯片是什么？ 答案为：兼容芯片有：S50、F08、TKS50、ISSI4439。 3.高频电子标签与超高频电子标签的区别是什么？ 答案为：读距：高频电子标签的读卡距离为 2.5-10cm ;超高频的读卡距离为 1-10m；频率：高频的频率为13.56HZ;超高频的频率为：400HZ以上；加密：高频的加密效果好，超高频的加密功能比较差。 4.当接到客户的询盘是低频标签，请问应该怎样处理？答案为：当接到客户标签为低频标签时，低频不能用蚀刻天线，要用绕铜线来做，尽量引导客户用硬材质封装。 5.电子标签的inlay 是指什么？ 答案为：把芯片倒封装在蚀刻天线的芯片触点上后就成了电子标签的INLAY。 6.请问客户要做一款标签，我们应确认哪些问题？答案为：芯片类型、规格、封装材料、制作要求（是否带印刷、单片或是成卷等）、数量、读写距离、使用环境等。 7.如果客户要贴在手机上的电子标签，请问要建议客户怎样做？答案为：可建议客户做抗金属电子标签。 8.抗金属电子标签最小尺寸是多大? 答案为：抗金属的电子标签最小尺寸要大于20mm*30m才行。 9.请问门票建议采用什么芯片？ 答案为：一般建议用Mifare.uitralightC/Mifare.uitralight 。 10.门票最薄能做到多少厚度？答案为：门票最薄能做到0.3mm。 1 1 .请问制作干inlay 应注意哪些 答案为：制作干inlay 应注意客户排版要求、天线规格、芯片类型、包装要求。 12.请问高频的芯片有哪些列出四种？答案为：S50 S70 Icode2、F08等。 13.请问有哪几种常用于做电子标签的芯片请列出几种？
1、从不同角度，测量方法有不同的分类，根据测量方式可分为、与。 2、电阻应变片的工作原理是基于的电阻值相应发生变化。 3、电阻应变片的温度补偿方法通常有和两大类。是最常用的且效果较好的线路补偿方法。 4、当衔铁位于中心位置时，差动变压器输出电压并不等于零，我们把差动变压器在零位移时的输出电压称为零点残余电压，其主要是由于传感器的两次级绕组的与不对称，以及磁性材料的非线性等问题引起的。 5、要满足交流电容电桥的平衡，除要满足条件外，还必须满足条件。 6、压电陶瓷与石英晶体相比， 7、磁电感应式传感器根据法拉第电磁感应定律，可以设计成两种磁电传感器结构：式和式。 8、在电荷耦合器件(CCD中，一个结构称为一个光敏元或一个像素。 9、氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，发生变化而制成的测湿元件。 10、半导体陶瓷湿敏电阻根据其材料的电阻率随湿度增加而不同可以分为负特性湿敏半导体陶瓷和正特性湿敏半导体陶瓷。当相对湿度从0％RH 变化到100％RH 时， 湿敏半导体陶瓷的电阻值变化3个数量级，而湿敏半导体陶瓷的阻值仅变化1个数量级。 11、半导体色敏传感器相当于两只结构不同的的组合，故又称。 12、压电式超声波探头利用压电效应来产生超声波。 13、根据微波传感器的原理，微波传感器可以分为两类。
14、微波湿度传感器的工作原理是基于介质对微波的吸收与介质的成正比，水对微波的吸收作用最强。 15核辐射与物质间的相互作用主要有两种：电离作用，核辐射的。这些作用是核辐 射式传感器的工作基础。
16、辨向原理中为了得到相位差为4H B 间距的位置上放置两个 光电元件。 17、采用二进制编码器时，任何微小的制作误差，都可能造成读数的粗差，为了消除粗差，可采用码代替。它是一种码，从任何数变到相邻数时，仅有一位数码发生变化。 二、计算题（共30分） 1、（5分）测量电路的电流值mA I 5. 22=，电压V U 6. 12=，系统误差分别为mA I 5. 0+=?，V U 1. 0+=?，求修正后的功率。 2、（15分）用热电偶测量介质温度，设环境温度为25℃，将其投入300℃的被测介质中，热电偶的时间常数为s 1200=τ，试确定经过350s 后的动态误差。 （提示：热电偶测温属于一阶动态系统，即如果被测介质温度为1T ，传感器测量温度为2T 时，有下列方程成立：dt dT T T 2021τ+=）。 3、（10分）对于一阻值为120Ω的电阻应变片，其应变片灵敏度为05. 2=K ，将其贴在线膨胀系数为/10116-?=g β℃的试件上，电阻应变片敏感栅材质为康铜，其电阻温度系数/10156-?=α℃， 线膨胀系数/109. 146-?=s β℃。当传感器环境温度从10℃变化到50℃时，所引起的附加电阻相对变 化量/(R R ?为多少？折合附加应变t ε为多少？ 三、论述题（共20分，每题5分）
测试与传感器技术试题(1) 一、判断题(判断下列各题，正确的在题干后面的括号内打A“√”，错误的打B“×”。每小 题2分，共10分) 1.X-Y记录仪可记录任何频率的信号。( B ) 2.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。( A ) 3.阻抗变换器的作用是将传感器的高输出阻抗变为低阻抗输出。( A ) 4.瞬态信号的频谱一定是连续的。( A ) 5.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。( B ) 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，并将其号码填在题干的括号 内。每小题2分，共10分) 1.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是( A ) A.周期信号 B.非周期信号 C.瞬态信号 D.随机信号 *2.用共振法确定系统的固有频率时，在有阻尼条件下，( )频率与系统固有频率一致。 A.加速度共振 B.速度共振 C.位移共振 D.自由振动 3.压电式加速度计与测振仪之间可以串接的是( A ) A.电荷放大器 B.A/D转换器 C.相敏检波器 D.滤波器 4.温度误差的线路补偿法是利用电桥( C )实现的。 A.相邻桥臂同变输入电压相加 B.相邻桥臂差变输入电压相减 C.相对桥臂同变输入电压相加 D.相对桥臂差变输入电压相加 5.差动变压器式位移传感器中线圈之间的互感M( B ) A.始终保持不变 B.随被测位移的变化而变化 C.不随被测位移的变化而变化 D.随线圈电流的变化而变化 三、填空题(每空1分，共30分) 1.若位移信号x(t)=Acos(ωt+ψ),则其速度信号的振幅为___AW_____，加速度信号的振幅为 ______AW2__。 2.利用数字频率计测量振动频率时，一般对低频信号测________，高频信号测________。 3.信号的频谱函数可表示为__幅值______频谱和___相位_____频谱。 4.用共振法确定系统的固有频率时，由于测量的振动参数不同，存在着________共振频率， ________共振频率，________共振频率。 5.高频情况下，多采用___压电式____测力传感器来测量激振力，而且在实验前需对测力系统 进行____标定____。 6.当压电式加速度计固定在试件上而承受振动时，质量块产生一可变力作用在压电晶片上， 由于___压电_____效应，在压电晶片两表面上就有___电荷_____产生。 7.阻抗头由两部分组成，一部分是___力_____传感器，一部分是_加速度_______传感器。它 是用来测量驱动点__阻抗______的。 8.阻容式积分电路中，输出电压从_电容C_______两端取出，RC称为__积分______时间常数， RC值越大，积分结果越__准确______，但输出信号___越小_____。 9.光线示波器的关键部件是________，通过它，可将按一定规律变化的________信号，转换 成按同样规律变化的________摆动信号，从而记录测量结果。 10.热电偶的热电势由________和________两部分组成。 @@@11.测试装置所能检测到的输入信号的最小变化量称为_分辨率_______。 12.具有质量为M，刚度为K的振动体的固有频率为________。
一、课题研究目的 针对目前中国的交叉路口多，车流量大，交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。 二、课题背景 随着经济的快速发展，生活方式变得更加快捷，城市的道路也逐渐变得纵横交错，快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置，而交通安全问题则是重中之重。据世界卫生组织统计，全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万，另有数100 万人受伤。中国拥有全世界1. 9 %的汽车，引发的交通事故占了全球的15 % ，已经成为交通事故最多发的国家。2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人，受伤人数约50万，其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币)，死亡率为9 人/ 万·车，因此，有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。 在中国，城市的道路纵横交错，形成很多交叉口，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。而目前的交通情况是人车混行现象严重，非机动车的数量较大，路口混乱。由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰，不仅会阻滞交通，而且还容易发生交通事故。根据调查数据统计，我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3，在所有交通事故类型中居首位，对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题，其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应)，以及驾驶员不遵循交通信号灯，抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。随着我国经济的快速发展，私家车也越来越多，交通控制还是延续原有的定时控制，在车辆增加的基础上，这种控制弊端也越来越多的体现出来，造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱，严重的影响了人们的出行。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。国外已经率先开展了智能交通方面的研究。 美国VII系统(vehicle infrastructure integration)，利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能，从而提高交通的安全和效率。其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。它有60 多个合作者，由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹，从2006 年2 月开始到2010年6月，工作期为4年。其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台，这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率，其中车辆不仅仅局限于私人小汽车，还包括公共交通和商业运输。日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的，是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统，DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目，用于提高车辆与过街行人的安全。因此，从国外的交通控制的发展趋势可以看出，现代的交通控制向着智能化的方向发展，大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。
R F I D技术与应用试题库 含答案精编 Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
《RFID技术与应用》试题库（含答案） 一、填空题（共7题，每题2分，共14分）【13选7】1．自动识别技术是一个涵盖【射频识别】、【条码识别技术】、【光学字符识别（OCR）】技术、磁卡识别技术、接触IC卡识别技术、语音识别技术和生物特征识别技术等，集计算机、光、机电、微电子、通信与网络技术为一体的高技术专业领域。 2．自动识别系统是应用一定的识别装置，通过与被识别物之间的【耦合】，自动地获取被识别物的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的数据采集系统，加载了信息的载体（标签）与对应的识别设备及其相关计算机软硬件的有机组合便形成了自动识别系统。 3．条码识别是一种基于条空组合的二进制光电识别，被广泛应用于各个领域，尤其是【供应链管理之零售】系 统，如大众熟悉的商品条码。 4．RFID技术是20世纪90年代开始兴起的一项自动识别技术，即利用【射频】信号通过空间【耦合】（交变磁场或电磁场）实现【无】接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 5．国际标准（国际物品编码协会GS1），射频识别标签数据规范版（英文版），也简称【EPC】规范。
6．射频识别标签数据规范给出包括【“标头”】和【“数字字段”】的标签通用数据结构，所有的RFID标签都应该具有这种数据结构。 7．ISO14443中将标签称为邻近卡，英语简称是【PICC】，将读写器称为邻近耦合设备，英文简称是【PCD】。8．ISO15693与ISO14443的工作频率都是【】Mhz。9．ISO15693标准规定标签具有【8】字节的唯一序列号（UID）。 10．对于物联网，网关就是工作在【网络】层的网络互联设备，通常采用嵌入式微控制器来实现网络协议和路由处理。 11．控制系统和应用软件之间的数据交换主要通过读写器的接口来完成。一般读写器的I/O接口形式主要有【RS-232串行接口】、【RS-485串行接口】、【以太网接 口】、【USB接口】。 12．电子标签按照天线的类型不同可以划分为【线圈型】、【微带贴片型】、【偶极子型】。 13．125KHz RFID系统采用【电感耦合】方式工作，由于应答器成本低、非金属材料和水对该频率的射频具有较低的吸收率，所以125KHz RFID系统在【动物识别】、工业和民用水表等领域获得广泛应用。
传感器技术与应用试题及答案（二） 传感器技术与应用试题及答案(二) 题号一、选择题(本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1、以下不属于我国电工仪表中常用的模拟仪表精度等级的是( ) A 0.1 B 0.2 C 5 D 2 2、( )又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的几种类型。 A 系统误差 B 变值系统误差 C 恒值系统误差 D 随机误差 3、改变电感传感器的引线电缆后，( ) A不必对整个仪器重新标定 B 必须对整个仪器重新调零 C 必须对整个仪器重新标定 D不必对整个仪器重新调零 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中( )。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持
不变 5、在两片间隙为1mm的两块平行极板的间隙中插入( )，可测得最大的容量。 A、塑料薄膜 B、干的纸 C、湿的纸 D、玻璃薄片 6、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( ) 。 A、提高测量灵敏度 B、减小非线性误差 C、提高电磁兼容性 D、减小引线电阻的影响 7、当石英晶体受压时，电荷产生在( ) 。 A、Z面上 B、X面上 C、Y面上 D、X、Y、Z面上 8、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是( )。 A、悬臂梁 B、弹簧管 C、实心轴 D、圆环 9、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 10、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采了( )测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 D、零点式 11、测得某检测仪表的输入信号中,有用信号为20毫伏,干扰电压也为20毫伏, 则此时的信噪比为( )。
《传感器与检测技术》试题 一、填空:(２0分) 1,测量系统得静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(２分) 2、霍尔元件灵敏度得物理意义就是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时得霍尔电势大小。 3、光电传感器得理论基础就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生得光电效应分为三类。第一类就是利用在光线作用下光电子逸出物体表面得外光电效应,这类元件有光电管、光电倍增管;第二类就是利用在光线作用下使材料内部电阻率改变得内光电效应，这类元件有光敏电阻;第三类就是利用在光线作用下使物体内部产生一定方向电动势得光生伏特效应,这类元件有光电池、光电仪表。 4、热电偶所产生得热电势就是两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为Eab（T,To）=。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间,接入延长线，它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定得地方,以减小冷端温度变化得影响。 5、压磁式传感器得工作原理就是：某些铁磁物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场得作用下会产生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6、变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上得线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表得精度等级就是用仪表得(①相对误差②绝对误差③引用误差)来表示得(２分) 8、电容传感器得输入被测量与输出被测量间得关系,除(①变面积型②变极距型③变介电常数型)外就是线性得。(2分） 9、电位器传器得(线性)，假定电位器全长为Xｍaｘ, 其总电阻为Rｍａx,它得滑臂间得阻值可以用Rx = （① Xmax/ｘ Rｍａx,②ｘ／Xmａx Ｒｍａx,③ Xmaｘ/XＲmaｘ④Ｘ/Xma ｘＲｍaｘ)来计算，其中电阻灵敏度Rr=（① 2p(b+h)/At, ② 2ｐAt／b+ｈ，③2A(b+b)/pt，④ 2Ａtp(ｂ＋ｈ）) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙得面积增大时,铁心上线圈得电感量(①增大，②减小，③不变)。 ２、在平行极板电容传感器得输入被测量与输出电容值之间得关系中,(①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）就是线性得关系。 ３、在变压器式传感器中,原方与副方互感Ｍ得大小与原方线圈得匝数成（①正比,②反比,③不成比例),与副方线圈得匝数成(①正比,②反比,③不成比例)，与回路中磁阻成(①正比,②反比，③不成比例)。 4、传感器就是能感受规定得被测量并按照一定规律转换成可用输出信号得器件或装置,传感器通常由直接响应于被测量得敏感元件与产生可用信号输出得转换元件以及相应得信号调节转换电路组成。 ５、热电偶所产生得热电热就是由两种导体得接触电热与单一导体得温差电热组成。 ２、电阻应变片式传感器按制造材料可分为①_金属＿材料与②__＿_半导体__体材料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①得电阻变化主要就是由 _电阻应变效应形成得,而②得电阻变化主要就是由温度效应造成得。半导体材料传感器得灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中，原方与副方互感M得大小与绕组匝数成正比,与穿过线圈得磁通＿成正比,与磁回路中磁阻成反比，而单个空气隙磁阻得大小可用公式 _＿表示。 1、热电偶所产生得热电势就是由两种导体得接触电势与单一导体得温差电势组成得,其表达式为E ab(T,T o)=。在热电偶温度补偿中，补偿导线法(即冷端延长线法)就是在连接导线与热电偶之间，接入延长线它得作用就是将热电偶得参考端移至离热源较远并且环境温度较稳
文章编号:1004-9037(2009)02-0254-05 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 尚 盈 袁慎芳 吴 键 丁建伟 李耀曾 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,南京,210016) 摘要:针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判别了集中载荷模拟的损伤位置。本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块。实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易维护和搭建移动方便等优点。 关键词:无线传感网络;结构健康监测;层次路由协议;自组织竞争网络中图分类号:T P2;T P9 文献标识码:A 基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA 032117)资助项目;国家自然科学基金(60772072,50420120133)资助项目;航空基金(20060952)资助项目。 收稿日期:2007-09-05;修订日期:2008-04-17 Large -Scale Structural Health Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks S hang Ying ,Yuan Shenf ang ,Wu J ian ,Ding J ianw ei ,L i Yaoz eng (T he A ero nautic Key La bo rat or y o f Smart M ater ial and Str uct ur e,N anjing U niv ersit y o f Aer onautics and A str onautics,N anjing,210016,China) Abstract :Aimed at the large-scale structure and anisotropy nature o f the carbon fiber compos-ite material w ing box ,a large-scale structural health m onitoring system based on w ireless sen-sor netw orks is presented .A kind of artificial neural netw ork is designed to distinguish the damag e locatio n simulated by the co ncentrated load .The sy stem co nsists o f the sensor data ac-quisition,the w ireless sensor netw or ks,and the terminal monitoring sub-sy stem s.To im pro ve the performance o f the system ,the signal conditio ning circuit and the hierarchical routing pro -to col are designed based o n w ireless sensor netw orks ,the prog rams of data acquisition and Sink node are ex ploited.Experimental result pro ves that the system has advantag es of flexibili-ty o f deplo yment,low maintenance and deploym ent costs . Key words :w ir eless senso r netw or ks ;str uctural health monitoring ;hierarchical routing ;self -org anizing com petitive netw o rk 引 言 结构健康监测技术是采用智能材料结构的新概念,利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度、振动模态、波传播特性等),结 合先进的信号信息处理方法和材料结构力学建模 方法,提取特征参数,识别结构的状态,包括损伤,并对结构的不安全因素在其早期就加以控制,以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展,从而实现结构健康自诊断、自修复、保证结构的安全和降低维修费用[1]。 无线传感网络节点具有局部信号处理的功能, 第24卷第2期2009年3月数据采集与处理Jour nal of D ata A cquisition &P ro cessing Vo l.24N o.2M a r.2009