Super! Obsežen povzetek znanja o senzorjih

Senzor, v angleščini znan tudi kot senzor ali pretvornik, je v slovarju New Webster opredeljen kot: "Naprava, ki prejema napajanje iz enega sistema in običajno pošilja napajanje drugemu sistemu v drugi obliki." V skladu s to definicijo je funkcija senzorja pretvarjanje ene oblike energije v drugo obliko energije, zato mnogi učenjaki uporabljajo tudi "pretvornik" za "senzor".

Senzor je naprava za zaznavanje, običajno sestavljena iz občutljivih elementov in pretvornih elementov, ki lahko meri informacije in uporabnikom omogoča zaznavanje informacij. S transformacijo se podatki ali vrednostne informacije v senzorju pretvorijo v električni signal ali drugo zahtevano obliko izhoda, da se izpolnijo zahteve prenosa informacij, obdelave, shranjevanja, prikaza, snemanja in nadzora.

01. Zgodovina razvoja senzorjev

Leta 1883 je bil uradno predstavljen prvi termostat na svetu, ki ga je ustvaril izumitelj Warren S. Johnson. Ta termostat lahko vzdržuje temperaturo do določene stopnje natančnosti, kar je uporaba senzorjev in tehnologije zaznavanja. Takrat je bila to zelo močna tehnologija.

V poznih štiridesetih letih prejšnjega stoletja je izšel prvi infrardeči senzor. Kasneje so se nenehno razvijali številni senzorji. Do sedaj je na svetu že več kot 35.000 vrst senzorjev, ki so po številu in uporabi zelo kompleksni. Lahko rečemo, da je zdaj najbolj vroče obdobje za senzorje in senzorsko tehnologijo.

Leta 1987 je ADI (Analog Devices) začel vlagati v raziskave in razvoj novega senzorja. Ta senzor se razlikuje od drugih. Imenuje se MEMS senzor, ki je nova vrsta senzorja, izdelanega z uporabo mikroelektronike in mikroobdelovalne tehnologije. V primerjavi s tradicionalnimi senzorji ima značilnosti majhne velikosti, majhne teže, nizke cene, nizke porabe energije, visoke zanesljivosti, primerne za množično proizvodnjo, enostavne integracije in inteligentizacije. ADI je prvo podjetje v industriji, ki je izvajalo raziskave in razvoj MEMS.

Leta 1991 je ADI izdal prvo napravo High-g MEMS v industriji, ki se v glavnem uporablja za spremljanje trkov z zračnimi blazinami v avtomobilih. Po tem so bili številni senzorji MEMS široko razviti in uporabljeni v natančnih instrumentih, kot so mobilni telefoni, električne luči in zaznavanje temperature vode. Od leta 2010 je bilo na svetu približno 600 enot, ki se ukvarjajo z raziskavami, razvojem in proizvodnjo MEMS.

02. Tri stopnje razvoja senzorske tehnologije

Faza 1: Pred letom 1969

Predvsem se kažejo kot strukturni senzorji. Strukturni senzorji uporabljajo spremembe strukturnih parametrov za zaznavanje in pretvorbo signalov. Na primer: senzorji za upornost, ki uporabljajo spremembe upora, ko so kovinski materiali podvrženi elastični deformaciji, za pretvorbo električnih signalov.

2. faza: približno 20 let po letu 1969

Polprevodniški senzorji, ki so se začeli razvijati v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, so sestavljeni iz trdnih komponent, kot so polprevodniki, dielektriki in magnetni materiali, in so izdelani z uporabo določenih lastnosti materialov. Na primer: uporaba termoelektričnega učinka, Hallovega učinka in fotosenzitivnega učinka za izdelavo senzorjev termoelementov, Hallovih senzorjev oziroma fotosenzorjev.

V poznih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so se z razvojem tehnologije integracije, tehnologije molekularne sinteze, tehnologije mikroelektronike in računalniške tehnologije pojavili integrirani senzorji.

Integrirani senzorji vključujejo 2 vrsti: integracijo samega senzorja ter integracijo senzorja in naslednjih vezij. Ta tip senzorja ima predvsem nizke stroške, visoko zanesljivost, dobro delovanje in prilagodljiv vmesnik.

Integrirani senzorji se razvijajo zelo hitro in zdaj predstavljajo približno 2/3 trga senzorjev. Razvijajo se v smeri nizke cene, večnamenskosti in serializacije.

Tretja faza: na splošno se nanaša na konec 20. stoletja do danes

Tako imenovani inteligentni senzor se nanaša na njegovo sposobnost zaznavanja, samodiagnosticiranja, obdelave podatkov in prilagajanja zunanjim informacijam. Je produkt kombinacije mikroračunalniške tehnologije in tehnologije zaznavanja.

V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so se inteligentni senzorji šele začeli razvijati. Takrat so inteligentne meritve temeljile predvsem na mikroprocesorjih. Vezje za prilagajanje signala senzorja, mikroračunalnik, pomnilnik in vmesnik so bili integrirani v čip, kar daje senzorju določeno stopnjo umetne inteligence.

V devetdesetih letih prejšnjega stoletja je bila inteligentna merilna tehnologija še izboljšana in inteligenca je bila realizirana na prvi ravni senzorja, tako da ima funkcijo samodiagnoze, spominsko funkcijo, funkcijo merjenja več parametrov in funkcijo omrežne komunikacije.

03. Vrste senzorjev

Trenutno v svetu primanjkuje mednarodnih standardov in norm in ni oblikovanih nobenih merodajnih standardnih tipov senzorjev. Razdelimo jih lahko le na preproste fizične senzorje, kemične senzorje in biosenzorje.

Fizični senzorji na primer vključujejo: zvok, silo, svetlobo, magnetizem, temperaturo, vlažnost, elektriko, sevanje itd.; kemijski senzorji so: različni plinski senzorji, kislinsko-bazična pH vrednost, ionizacija, polarizacija, kemična adsorpcija, elektrokemična reakcija itd.; biološki senzorji vključujejo: encimske elektrode in mediatorsko bioelektričnost itd. Vzročna zveza med uporabo izdelka in procesom nastajanja je prepletena in jih je težko strogo klasificirati.

Glede na klasifikacijo in poimenovanje senzorjev ločimo predvsem naslednje vrste:

(1) Glede na načelo pretvorbe jih lahko razdelimo na fizične senzorje, kemične senzorje in biološke senzorje.

(2) Glede na informacije o zaznavanju senzorja jih lahko razdelimo na akustične senzorje, svetlobne senzorje, toplotne senzorje, senzorje sile, magnetne senzorje, senzorje plina, senzorje vlažnosti, senzorje tlaka, ionske senzorje in senzorje sevanja.

(3) Glede na način napajanja jih lahko razdelimo na aktivne in pasivne senzorje.

(4) Glede na izhodne signale jih lahko razdelimo na analogne izhode, digitalne izhode in preklopne senzorje.

(5) Glede na materiale, uporabljene v senzorjih, jih lahko razdelimo na: polprevodniške materiale; kristalni materiali; keramični materiali; organski kompozitni materiali; kovinski materiali; polimerni materiali; superprevodni materiali; materiali iz optičnih vlaken; nanomateriali in drugi senzorji.

(6) Glede na pretvorbo energije jih lahko razdelimo na senzorje za pretvorbo energije in senzorje za nadzor energije.

(7) Glede na njihov proizvodni proces jih je mogoče razdeliti na tehnologijo mehanske obdelave; kompozitna in integrirana tehnologija; tankoslojna in debeloplastna tehnologija; tehnologija sintranja keramike; tehnologija MEMS; elektrokemična tehnologija in drugi senzorji.

Obstaja približno 26.000 vrst senzorjev, ki so bili komercializirani po vsem svetu. moja država ima že približno 14.000 vrst, od katerih so večinoma običajne vrste in sorte; več kot 7000 vrst je mogoče komercializirati, vendar še vedno obstajajo pomanjkljivosti in vrzeli v posebnih sortah, kot so medicinske, znanstvene raziskave, mikrobiologija in kemijske analize, in obstaja velik prostor za tehnološke inovacije.

04. Funkcije senzorjev

Funkcije senzorjev običajno primerjamo s petimi glavnimi čutilnimi organi pri ljudeh:

Fotosenzitivni senzorji - vid

Akustični senzorji - sluh

Senzorji plina - vonj

Kemijski senzorji - okus

Senzorji občutljivi na pritisk, temperaturo, senzorji za tekočino - dotik

①Fizični senzorji: temeljijo na fizičnih učinkih, kot so sila, toplota, svetloba, elektrika, magnetizem in zvok;

②Kemični senzorji: temeljijo na načelih kemičnih reakcij;

③Biološki senzorji: temeljijo na funkcijah molekularnega prepoznavanja, kot so encimi, protitelesa in hormoni.

V računalniški dobi so ljudje rešili problem simulacije možganov, kar je enakovredno uporabi 0 in 1 za digitalizacijo informacij in uporabi Boolove logike za reševanje problemov; zdaj je postračunalniška doba in začenjamo simulirati pet čutil.

Toda simulacija petih čutov osebe je le bolj nazoren izraz za senzorje. Razmeroma zrela senzorska tehnologija so še vedno fizikalne količine, kot so sila, pospešek, tlak, temperatura itd., ki se pogosto uporabljajo v industrijskih meritvah. Pri resničnih človeških čutilih, vključno z vidom, sluhom, dotikom, vonjem in okusom, jih večina z vidika senzorjev ni zelo zrela.

Vid in sluh lahko obravnavamo kot fizični količini, ki sta razmeroma dobri, dotik pa relativno slab. Kar se tiče vonja in okusa, ker vključujeta merjenje biokemičnih količin, je mehanizem delovanja relativno zapleten in še zdaleč ni na stopnji tehnične zrelosti.

Trg senzorjev pravzaprav poganjajo aplikacije. Na primer, v kemični industriji je trg senzorjev tlaka in pretoka precej velik; v avtomobilski industriji je trg senzorjev, kot sta hitrost vrtenja in pospešek, zelo velik. Senzorji pospeška, ki temeljijo na mikroelektromehanskih sistemih (MEMS), so zdaj relativno zreli v tehnologiji in so veliko prispevali k povpraševanju v avtomobilski industriji.

Preden se je koncept senzorjev "pojavil", so senzorji dejansko obstajali v prvih merilnih instrumentih, vendar so se pojavili kot sestavni del celotnega sklopa instrumentov. Zato se je pred letom 1980 učbenik, ki je predstavil senzorje na Kitajskem, imenoval "Električne meritve neelektričnih količin".

Pojav koncepta senzorjev je pravzaprav posledica postopne modularizacije merilnih instrumentov. Od takrat so bili senzorji ločeni od celotnega instrumentalnega sistema ter preučeni, proizvedeni in naprodaj kot funkcionalna naprava.

05. Splošni strokovni izrazi za senzorje

Ker senzorji še naprej rastejo in se razvijajo, jih globlje razumemo. Povzetih je naslednjih 30 pogostih izrazov:

1. Razpon: algebraična razlika med zgornjo in spodnjo mejo merilnega območja.

2. Natančnost: stopnja skladnosti med izmerjenim rezultatom in resnično vrednostjo.

3. Običajno sestavljen iz občutljivih elementov in pretvorbenih elementov:

Občutljivi elementi se nanašajo na del senzorja, ki lahko neposredno (ali se odzove) na izmerjeno vrednost.

Elementi za pretvorbo se nanašajo na del senzorja, ki lahko pretvori izmerjeno vrednost, ki jo zazna (ali se odzove) občutljivi element, v električni signal za prenos in (ali) merjenje.

Ko je izhod določen standardni signal, se imenuje oddajnik.

4. Merilno območje: območje izmerjenih vrednosti znotraj dovoljene meje pogreška.

5. Ponovljivost: stopnja skladnosti med rezultati večkratnih zaporednih meritev iste izmerjene količine pod vsemi naslednjimi pogoji:

Ista merilna skupina, isti opazovalec, isti merilni instrument, ista lokacija, enaki pogoji uporabe in ponovitev v kratkem času.

6. Ločljivost: Najmanjša sprememba izmerjene količine, ki jo senzor lahko zazna znotraj podanega merilnega območja.

7. Prag: najmanjša sprememba izmerjene količine, ki lahko povzroči, da izhod senzorja povzroči merljivo spremembo.

8. Ničelni položaj: stanje, pri katerem je absolutna vrednost izhoda najmanjša, kot je ravnotežno stanje.

9. Linearnost: Stopnja, do katere je umeritvena krivulja skladna z določeno mejo.

10. Nelinearnost: Stopnja, do katere umeritvena krivulja odstopa od določene določene ravne črte.

11. Dolgoročna stabilnost: sposobnost senzorja, da ohrani toleranco v določenem času.

12. Lastna frekvenca: prosta (brez zunanje sile) frekvenca nihanja senzorja, ko ni upora.

13. Odziv: Značilnost izmerjene količine, ki se spreminja med izhodom.

14. Kompenzirano temperaturno območje: temperaturno območje, ki je kompenzirano za senzor, da vzdržuje ničelno ravnotežje v območju in določenih mejah.

15. Lezenje: sprememba proizvodnje v določenem času, ko okoljski pogoji merjenega stroja ostanejo konstantni.

16. Izolacijska upornost: Če ni drugače določeno, se nanaša na vrednost upora, izmerjeno med določenimi izolacijskimi deli senzorja, ko je navedena enosmerna napetost uporabljena pri sobni temperaturi.

17. Vzbujanje: Zunanja energija (napetost ali tok), ki se uporablja za pravilno delovanje senzorja.

18. Največje vzbujanje: največja vrednost vzbujalne napetosti ali toka, ki se lahko uporabi za senzor v notranjih pogojih.

19. Vhodna impedanca: Impedanca, izmerjena na vhodnem koncu senzorja, ko je izhodni konec v kratkem stiku.

20. Izhod: Količina električne energije, ki jo proizvede senzor in je funkcija zunanje izmerjene količine.

21. Izhodna impedanca: Impedanca, izmerjena na izhodnem koncu senzorja, ko je vhodni konec v kratkem stiku.

22. Ničelni izhod: Izhod senzorja, ko je uporabljena izmerjena količina nič v mestnih razmerah.

23. Histereza: Največja razlika v izhodu, ko se izmerjena vrednost poveča in zmanjša v določenem območju.

24. Zakasnitev: Časovna zakasnitev spremembe izhodnega signala glede na spremembo vhodnega signala.

25. Premik: Količina spremembe v izhodu senzorja, ki ni povezana z meritvijo v določenem časovnem intervalu.

26. Zero drift: sprememba ničelne moči v določenem časovnem intervalu in v notranjih pogojih.

27. Občutljivost: Razmerje med prirastkom izhoda senzorja in ustreznim prirastkom vhoda.

28. Premik občutljivosti: sprememba naklona umeritvene krivulje, ki jo povzroči sprememba občutljivosti.

29. Zamik toplotne občutljivosti: zamik občutljivosti, ki ga povzroči sprememba občutljivosti.

30. Termični premik ničle: premik ničle, ki ga povzroči sprememba temperature okolja.

06. Področja uporabe senzorjev

Senzorji so široko uporabljena naprava za zaznavanje, ki se uporablja v okoljskem nadzoru, upravljanju prometa, zdravstvenem varstvu, kmetijstvu in živinoreji, požarni varnosti, proizvodnji, vesoljski industriji, elektronskih izdelkih in na drugih področjih. Lahko zazna informacije, ki se merijo, in lahko pretvori zaznane informacije v električne signale ali druge zahtevane oblike izhodnih informacij v skladu z določenimi pravili, da izpolni zahteve prenosa informacij, obdelave, shranjevanja, prikaza, snemanja in nadzora.

①Industrijski nadzor: industrijska avtomatizacija, robotika, testni instrumenti, avtomobilska industrija, ladjedelništvo itd.

Aplikacije za industrijsko krmiljenje se pogosto uporabljajo, kot so različni senzorji, ki se uporabljajo v proizvodnji avtomobilov, nadzoru procesov izdelkov, industrijskih strojih, posebni opremi in avtomatizirani proizvodni opremi itd., ki merijo procesne spremenljivke (kot so temperatura, nivo tekočine, tlak, pretok, itd.), merijo elektronske značilnosti (tok, napetost itd.) in fizikalne količine (gibanje, hitrost, obremenitev in intenzivnost), tradicionalni senzorji bližine/pozicioniranja pa se hitro razvijajo.

Hkrati lahko pametni senzorji prebijejo omejitve fizike in znanosti o materialih s povezovanjem ljudi in strojev ter združevanjem programske opreme in analize velikih podatkov ter bodo spremenili način delovanja sveta. V viziji industrije 4.0 so rešitve in storitve senzorjev od konca do konca oživljene v proizvodnem obratu. Spodbuja pametnejše odločanje, izboljša operativno učinkovitost, poveča proizvodnjo, izboljša učinkovitost inženiringa in močno izboljša poslovno uspešnost.

②Elektronski izdelki: pametna nosljiva oprema, komunikacijska elektronika, potrošniška elektronika itd.

Senzorji se večinoma uporabljajo v pametnih nosljivih napravah in elektronika 3C v elektronskih izdelkih, mobilni telefoni pa predstavljajo največji delež na področju uporabe. Znatna rast proizvodnje mobilnih telefonov in nenehno povečevanje novih funkcij mobilnih telefonov sta na trg senzorjev prinesla priložnosti in izzive. Naraščajoči tržni delež mobilnih telefonov z barvnim zaslonom in telefonov s fotoaparati je povečal delež aplikacij senzorjev na tem področju.

Poleg tega bodo ultrazvočni senzorji, ki se uporabljajo v skupinskih telefonih in brezžičnih telefonih, senzorji magnetnega polja, ki se uporabljajo v medijih za magnetno shranjevanje itd., močno rasli.

V smislu nosljivih aplikacij so senzorji bistvene komponente.

Na primer, merilniki telesne pripravljenosti in pametne ure postopoma postajajo naprava za vsakdanji življenjski slog, ki nam pomaga spremljati raven aktivnosti in osnovne zdravstvene parametre. Pravzaprav je v teh majhnih napravah, ki jih nosijo na zapestju, veliko tehnologije, ki ljudem pomaga meriti ravni aktivnosti in zdravje srca.

Vsaka tipična fitnes zapestnica ali pametna ura ima približno 16 vgrajenih senzorjev. Glede na ceno jih imajo lahko nekateri izdelki več. Ti senzorji skupaj z drugimi komponentami strojne opreme (kot so baterije, mikrofoni, zasloni, zvočniki itd.) in zmogljivo vrhunsko programsko opremo sestavljajo merilnik telesne pripravljenosti ali pametno uro.

Danes se področje uporabe nosljivih naprav širi od zunanjih ur, očal, čevljev itd. na širše področje, kot je elektronska preobleka itd.

③ Letalstvo in vojska: vesoljska tehnologija, vojaški inženiring, raziskovanje vesolja itd.

Na področju letalstva sta varnost in zanesljivost vgrajenih komponent izjemno visoki. To še posebej velja za senzorje, ki se uporabljajo na različnih mestih.

Na primer, ko raketa vzleti, zrak ustvari ogromen pritisk in sile na površino rakete in telo rakete zaradi zelo visoke vzletne hitrosti (več kot 4 macha ali 3000 mph), kar ustvari izjemno surovo okolje. Zato so potrebni tlačni senzorji za spremljanje teh sil, da se zagotovi, da ostanejo znotraj projektnih meja telesa. Med vzletom so senzorji tlaka izpostavljeni zraku, ki teče čez površino rakete, in tako merijo podatke. Ti podatki se uporabljajo tudi za usmerjanje prihodnjih oblik karoserije, da bodo bolj zanesljive, tesne in varne. Poleg tega, če gre kaj narobe, bodo podatki iz tlačnih senzorjev postali izjemno pomembno orodje za analizo.

Na primer, pri sestavljanju letala lahko senzorji zagotovijo brezkontaktno merjenje lukenj za zakovice, obstajajo pa tudi senzorji premika in položaja, ki jih je mogoče uporabiti za merjenje podvozja, komponent kril, trupa in motorjev letalskih misij, kar lahko zagotovi zanesljivo in natančno določanje merskih vrednosti.

④ Domače življenje: pametni dom, gospodinjski aparati itd.

Postopna popularizacija brezžičnih senzorskih omrežij je spodbudila hiter razvoj informacijskih naprav in omrežne tehnologije. Glavna oprema domačih omrežij se je razširila z enega samega stroja na več gospodinjskih aparatov. Omrežno krmilno vozlišče pametnega doma, ki temelji na brezžičnih senzorskih omrežjih, predstavlja osnovno platformo za povezovanje notranjih in zunanjih omrežij v domu ter povezovanje informacijskih naprav in opreme med notranjimi omrežji.

Vgradnja senzorskih vozlišč v gospodinjske aparate in njihova povezava z internetom prek brezžičnih omrežij bo ljudem zagotovila bolj udobno, priročno in bolj humano okolje pametnega doma. Sistem za daljinsko spremljanje se lahko uporablja za daljinsko upravljanje gospodinjskih aparatov, varnost družine pa je mogoče kadar koli spremljati prek naprav za zaznavanje slike. Senzorsko omrežje se lahko uporablja za vzpostavitev pametnega vrtca, spremljanje zgodnjega izobraževalnega okolja otrok in sledenje poti dejavnosti otrok.

⑤ Upravljanje prometa: prevoz, mestni prevoz, pametna logistika itd.

Pri upravljanju prometa se lahko sistem brezžičnega senzorskega omrežja, nameščen na obeh straneh ceste, uporablja za spremljanje razmer na cesti, pogojev kopičenja vode in cestnega hrupa, prahu, plina in drugih parametrov v realnem času, da se doseže namen zaščite ceste, varovanje okolja in varovanje zdravja pešcev.

Inteligentni transportni sistem (ITS) je nov tip transportnega sistema, razvit na podlagi tradicionalnega transportnega sistema. Informacijsko, komunikacijsko, nadzorno in računalniško tehnologijo ter druge sodobne komunikacijske tehnologije povezuje v transportno področje in organsko združuje "človeka-vozila-ceste-okolja". Dodajanje brezžične senzorske omrežne tehnologije obstoječim prometnim zmogljivostim bo lahko temeljito ublažilo probleme varnosti, gladkosti, varčevanja z energijo in varstva okolja, ki pestijo sodobni transport, in hkrati izboljšalo učinkovitost transportnega dela.

⑥ Spremljanje okolja: spremljanje in napovedovanje okolja, vremensko testiranje, hidrološko testiranje, energetska zaščita okolja, potresno testiranje itd.

Kar zadeva okoljsko spremljanje in napovedovanje, se lahko brezžična senzorska omrežja uporabljajo za spremljanje pogojev namakanja pridelkov, pogojev zraka v tleh, okolja živine in perutnine ter pogojev selitve, brezžično ekologijo tal, spremljanje velikih površin itd., in se lahko uporabljajo za planetarno raziskovanje, meteorološke in geografske raziskave, spremljanje poplav itd. Na podlagi brezžičnih senzorskih omrežij je mogoče spremljati padavine, vodostaj reke in vlažnost tal prek več senzorjev ter predvideti hudourniške poplave za opis ekološke raznovrstnosti in s tem izvajati ekološko spremljanje živalski habitati. Kompleksnost populacije lahko preučujemo tudi s sledenjem ptic, majhnih živali in žuželk.

Ker ljudje posvečajo več pozornosti kakovosti okolja, ljudje v dejanskem procesu okoljskega testiranja pogosto potrebujejo analitično opremo in instrumente, ki jih je enostavno prenašati in lahko izvajajo neprekinjeno dinamično spremljanje več testnih predmetov. S pomočjo nove senzorske tehnologije je mogoče izpolniti zgornje potrebe.

Na primer, v procesu spremljanja atmosfere so nitridi, sulfidi itd. onesnaževala, ki resno vplivajo na proizvodnjo in življenje ljudi.

Med dušikovimi oksidi je SO2 glavni povzročitelj kislega dežja in kisle megle. Čeprav lahko tradicionalne metode merijo vsebnost SO2, je metoda zapletena in premalo natančna. Pred kratkim so raziskovalci ugotovili, da lahko posebni senzorji oksidirajo sulfite, del kisika pa bo porabljen med procesom oksidacije, kar bo povzročilo zmanjšanje raztopljenega kisika v elektrodi in ustvarilo tokovni učinek. Uporaba senzorjev lahko učinkovito pridobi vrednost vsebnosti sulfita, ki ni samo hitra, temveč tudi zelo zanesljiva.

Za nitride se lahko za spremljanje uporabljajo senzorji dušikovega oksida. Načelo senzorjev dušikovega oksida je, da s kisikovimi elektrodami ustvarijo specifično bakterijo, ki uživa nitrite, in izračunajo vsebnost dušikovih oksidov z izračunom spremembe koncentracije raztopljenega kisika. Ker ustvarjene bakterije uporabljajo nitrat kot energijo in samo ta nitrat uporabljajo kot energijo, je edinstven v dejanskem postopku uporabe in nanj ne bodo vplivale motnje drugih snovi. Nekateri tuji raziskovalci so izvedli bolj poglobljene raziskave po principu membran in posredno izmerili zelo nizko koncentracijo NO2 v zraku.

⑦ Zdravstveno zdravje: medicinska diagnoza, zdravstveno zdravje, zdravstvena nega itd.

Številne medicinske raziskovalne ustanove doma in v tujini, vključno z mednarodno priznanimi velikani medicinske industrije, so naredile pomemben napredek pri uporabi senzorske tehnologije na medicinskem področju.

Tehnološki inštitut Georgia v Združenih državah na primer razvija senzor, vgrajen v telo, s senzorji tlaka in brezžičnimi komunikacijskimi vezji. Naprava je sestavljena iz prevodne kovine in izolacijskega filma, ki lahko zazna spremembe tlaka glede na spremembe frekvence resonančnega tokokroga in se raztopi v telesnih tekočinah, ko odigra svojo vlogo.

V zadnjih letih se brezžična senzorska omrežja pogosto uporabljajo v medicinskih sistemih in zdravstvu, kot je spremljanje različnih fizioloških podatkov človeškega telesa, sledenje in spremljanje delovanja zdravnikov in pacientov v bolnišnicah ter upravljanje z zdravili v bolnišnicah.

⑧ Požarna varnost: velike delavnice, upravljanje skladišč, letališča, postaje, doki, nadzor varnosti velikih industrijskih parkov itd.

Zaradi nenehnega popravljanja stavb lahko pride do nekaterih varnostnih nevarnosti. Čeprav občasni manjši tresljaji zemeljske skorje morda ne povzročijo vidne škode, lahko na stebrih nastanejo morebitne razpoke, zaradi katerih se lahko zgradba ob naslednjem potresu zruši. Inšpekcijski pregledi s tradicionalnimi metodami pogosto zahtevajo zaprtje stavbe za več mesecev, medtem ko lahko pametne zgradbe, opremljene s senzorskimi omrežji, vodstvenim oddelkom sporočijo informacije o svojem statusu in samodejno izvedejo vrsto samopopravljalnih del po prioriteti.

Z nenehnim napredkom družbe je koncept varne proizvodnje globoko zakoreninjen v srcih ljudi in zahteve ljudi po varni proizvodnji postajajo vse višje. V gradbeništvu, kjer so nesreče pogoste, je na prvem mestu gradbenih enot, kako zagotoviti osebno varnost gradbenih delavcev ter ohranitev gradbenega materiala, opreme in drugega premoženja na gradbišču.

⑨Kmetijstvo in živinoreja: modernizacija kmetijstva, živinoreja itd.

Kmetijstvo je drugo pomembno področje za uporabo brezžičnih senzorskih omrežij.

Na primer, od uvedbe "Sistema natančnega upravljanja za pridelavo ugodnih pridelkov na severozahodu" so bile izvedene posebne tehnične raziskave, sistemska integracija in tipična predstavitev uporabe predvsem za prevladujoče kmetijske proizvode v zahodni regiji, kot je npr. jabolka, kivi, Salvia miltiorrhiza, melone, paradižniki in drugi glavni pridelki, kot tudi značilnosti suhega in deževnega ekološkega okolja na zahodu, tehnologija brezžičnega senzorskega omrežja pa je bila uspešno uporabljena v precizni kmetijski proizvodnji. Ta napredna tehnologija senzorskega omrežja, ki v realnem času zbira podatke o okolju rasti pridelkov, se uporablja v kmetijski proizvodnji in zagotavlja novo tehnično podporo za razvoj sodobnega kmetijstva.

⑩Druga področja: spremljanje kompleksnih strojev, laboratorijsko spremljanje itd.

Brezžično senzorsko omrežje je ena od vročih tem v trenutnem informacijskem polju, ki se lahko uporablja za zbiranje, obdelavo in pošiljanje signalov v posebnih okoljih; brezžično omrežje senzorjev temperature in vlažnosti temelji na mikrokrmilniku PIC, strojno vezje omrežnega vozlišča senzorjev temperature in vlažnosti pa je zasnovano z uporabo integriranega senzorja vlage in digitalnega temperaturnega senzorja ter komunicira z nadzornim centrom prek brezžičnega oddajno-sprejemnega modula , tako da ima sistemsko senzorsko vozlišče nizko porabo energije, zanesljivo podatkovno komunikacijo, dobro stabilnost in visoko komunikacijsko učinkovitost, kar se lahko široko uporablja pri odkrivanju okolja.