智能傳感器復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、名師精編優(yōu)秀資料（系統(tǒng)）抑制交叉敏感紅色為重點(diǎn)，最低要求概念要理解，背下來(lái)智能傳感器與傳感系統(tǒng)介紹（構(gòu)成，特點(diǎn)）傳感器系統(tǒng)的基本特性與技術(shù)指標(biāo) 非線性自校正自校準(zhǔn)自補(bǔ)償增益的自適應(yīng)控制傳感器系統(tǒng)的自檢自診斷噪聲抑制與弱信號(hào)檢測(cè)多傳感器信息融合模糊技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)總線技術(shù)概述IEEE 1451 標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述WSN支撐技術(shù)（時(shí)間同步，定位，安全，容錯(cuò)設(shè)計(jì)，操作系統(tǒng)） 藍(lán)牙技術(shù)ZigBee技術(shù)藍(lán)牙與zigbee的對(duì)比優(yōu)缺點(diǎn)1、智能傳感系統(tǒng)的概念：傳感器與微處理器賦予智能的集合，兼有信息檢測(cè)與信息處理功能的傳感器2、傳統(tǒng)傳感器的缺點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)尺寸大，時(shí)間頻率響應(yīng)特性差；（2）輸入輸出存在

2、非線性，且隨時(shí)間漂移；（3）參數(shù)易受環(huán)境條件變化的影響而漂移；（4）信噪比低，易受噪聲干擾；（5）存在交叉靈敏度，選擇性、分辨性不高。3、傳統(tǒng)傳感器由三部分組成： 敏感元件 信號(hào)調(diào)理模塊 傳感器接口4、Smart傳感器整機(jī)內(nèi)的硬件結(jié)構(gòu)可以概括為： 傳感器+微處理器+無(wú)線（網(wǎng)絡(luò)）接口。5、智能傳感器的功能?自我完善能力方面：（1）改善靜態(tài)性能（2）提高系統(tǒng)響應(yīng)速度（3） ?自我管理和自適應(yīng)能力方面：（1）具有自檢驗(yàn)、自判斷、自尋故障、自恢復(fù)功能；（2 ）具有判斷、決策、自動(dòng)量程切換與控制功能。?自我辨識(shí)與運(yùn)算處理能力方面（1）具有從噪聲中辨識(shí)微弱信號(hào)與消噪的功能（2）具有多為空間的圖像辨別與模式

3、識(shí)別功能（3）具有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、記憶與信息處理功能。（1 ）雙向通信（2 ）標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字接口（3）以及擬人類語(yǔ)言符號(hào)等多種輸出功能。6、智能傳感器的特點(diǎn)（1）精度高（2）高可靠性與高穩(wěn)定性（3）高信噪比與高分辨率（4）強(qiáng)自適應(yīng)性（5）較高的性價(jià)比7、目前智能傳感器實(shí)現(xiàn)沿著 3條途徑：（1）非集成化實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)的經(jīng)典傳感器、 信號(hào)調(diào)理電路、帶數(shù)字總線接口的微處理器組合為一整體而構(gòu)成 的一個(gè)智能傳感器系統(tǒng)。（2）集成化實(shí)現(xiàn)集成化實(shí)現(xiàn)智能傳感系統(tǒng)的兩個(gè)基礎(chǔ)：a、大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)將由硅材料制作的敏感元件、信號(hào)調(diào)理電路、微處理單元集成在一塊芯片上。b、現(xiàn)代傳感器技術(shù)1）現(xiàn)代傳感器特征：以具有優(yōu)良

4、電性能、機(jī)械性能極好的硅材料為基礎(chǔ)；極高精度的加工技術(shù)。2）集成/固態(tài)傳感器特點(diǎn)：微型化、結(jié)構(gòu)一體化、精度高、多功能、陣列式。（3）混合式實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的要求，將系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)以不同的組合方式集成在兩塊或者三塊芯片上，并裝在一個(gè)外殼里，實(shí)現(xiàn)混合集成。8、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的主要特點(diǎn)（1） 具有多種基本的智能化功能，可以用于改善靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，提高精度和穩(wěn)定性。（2）具有控制與基本參數(shù)存儲(chǔ)功能，可實(shí)現(xiàn)自我管理并提高自適應(yīng)能力。（3）開(kāi)放性與互換性。（4）帶有數(shù)字總線接口，實(shí)現(xiàn)通訊功能。第二章1、靜態(tài)特性與靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)1）靜態(tài)參數(shù)：零位；量程；靈敏度；分辨率2）靜態(tài)性能指標(biāo)：遲滯；重復(fù)性；線性度；準(zhǔn)確度和溫

5、度系數(shù)與溫度附加誤差。2、動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)1）動(dòng)態(tài)特性：時(shí)域中的微分方程、復(fù)頻域中的傳遞函數(shù) H（s）、頻率域中的頻率特性 H（jw）。2動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)：時(shí)間常數(shù) T（一階系統(tǒng)），無(wú)阻尼固有角頻率 30（二階系統(tǒng)）非線性自校正3、 概念：智能化非線性自動(dòng)校正技術(shù)是通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。前提是傳感器的輸入一輸 出特性具有重復(fù)性。4、采用方法：查表法就是對(duì)非線性校正曲線（傳感器輸入一輸出特性的逆函數(shù)）進(jìn)行分段線性插 值的方法。曲線擬合法：核心思想是利用次多項(xiàng)式來(lái)實(shí)現(xiàn)非線性校正曲線，多項(xiàng)式的系數(shù)由最小二乘法確定。自校準(zhǔn)5、通過(guò)與微處理器的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了零位漂移和靈敏度的自動(dòng)校正。6、（ 1）實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)

6、功能的方法一標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器首先產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)電壓和零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)值，然后微處理器控制多路分時(shí)段選通，以分別選通標(biāo)準(zhǔn)電壓和零點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)值，并記錄下這兩種情況下的調(diào)理電路輸出，從而最終消除零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移對(duì)傳感器性能的影響。(2) 實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)功能的方法二方法二和方法一的區(qū)別，在于方法二能夠?qū)崿F(xiàn)自校準(zhǔn)包含傳感器在內(nèi)的整個(gè)傳感器系統(tǒng)。(3) 實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)功能的方法三(非線性系統(tǒng))原理上講可通過(guò)增加標(biāo)定點(diǎn)數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但為了增加標(biāo)定的實(shí)時(shí)性，點(diǎn)數(shù)又不宜增加過(guò)多。因此，通常采用施加三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值的標(biāo)定方法(三點(diǎn)標(biāo)定法)。 依次輸入三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值得到對(duì)應(yīng)輸出 列出非線性自校準(zhǔn)曲線：，應(yīng)用最小二乘法求得系數(shù)。 求出系數(shù)后，智能傳感器

7、即轉(zhuǎn)入測(cè)量狀態(tài)，根據(jù)傳感器的輸出結(jié)果反推至傳感器輸入端，即可得到校準(zhǔn)后的真實(shí)傳感器輸入信號(hào)。自補(bǔ)償7、溫度補(bǔ)償關(guān)鍵問(wèn)題：把溫度引起的干擾信號(hào)分離出來(lái)，而干擾信號(hào)包含零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移兩部分。(1) 經(jīng)典傳感器-采用結(jié)構(gòu)對(duì)稱方式來(lái)消除其影響。(2) 智能傳感器-采用監(jiān)測(cè)補(bǔ)償法，即通過(guò)對(duì)干擾量的監(jiān)測(cè)，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的軟件處理 來(lái)達(dá)到誤差補(bǔ)償?shù)哪康摹?、零點(diǎn)漂移補(bǔ)償前提：傳感器的特性具有重復(fù)性。?基本思想：假定傳感器的工作溫度為 T,則在傳感器輸出值 U中減去該工作溫度下對(duì) 應(yīng)的零點(diǎn)電壓U0 (T)。?關(guān)鍵：先測(cè)出傳感器的零點(diǎn)漂移特性，并保存至內(nèi)存中。9、常用的溫度補(bǔ)償方法：(1) .在壓阻式壓力傳感

8、器的溫度變化范圍內(nèi)，分成多組測(cè)量不同溫度下的特性，然 后，根據(jù)實(shí)際工作溫度插值獲取所應(yīng)施加的補(bǔ)償電壓。(2) .采用非線性擬合的方法，擬合傳感器輸出與溫度間的非線性關(guān)系，嵌入到微處 理器中進(jìn)行補(bǔ)償。10、頻率補(bǔ)償頻率補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)：拓展智能傳感器系統(tǒng)的帶寬，以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。(1) 、數(shù)字濾波法：給當(dāng)前傳感器系統(tǒng)附加一個(gè)傳遞函數(shù)為H (s)的環(huán)節(jié)，于是新系統(tǒng)的總傳遞函數(shù)，可以滿足動(dòng)態(tài)性能要求。(2) 、頻域校正法四步驟：采樣、快速傅里變換、復(fù)數(shù)除法運(yùn)算、快速傅里葉反變換11、對(duì)于非溫度傳感器而言，溫度是傳感器系統(tǒng)中最主要的干擾量。增益的自適應(yīng)12、 增益過(guò)小：(1)數(shù)據(jù)字的容量會(huì)浪費(fèi)(2)信噪

9、比可能很低(3)測(cè)量誤差大 增益過(guò)大：信息會(huì)因系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)字信息容量不夠而損失掉13、 增益自適應(yīng)控制的出發(fā)點(diǎn)是固定增益電路出現(xiàn)了難以避免的不足，而增益自適應(yīng)控 制的優(yōu)點(diǎn)也正是彌補(bǔ)了這個(gè)不足。傳感器的自檢14、 定義：智能傳感器自動(dòng)開(kāi)始或人為觸發(fā)開(kāi)始執(zhí)行的自我檢驗(yàn)過(guò)程。作用：對(duì)智能傳感器系統(tǒng)的軟硬件功能進(jìn)行檢測(cè)，給出檢測(cè)結(jié)果以判斷傳感器的性能，有助于提供智能傳感器系統(tǒng)的可靠性。實(shí)現(xiàn)方式：1.開(kāi)機(jī)自檢2.周期性自檢 3.鍵控自檢15、 ROM自檢： 通常采用 校驗(yàn)和法”，在ROM保存一個(gè)單元，寫入校驗(yàn)字，使ROM中的每一列具有奇數(shù)（或偶數(shù)）個(gè)1 ”，使ROM校驗(yàn)和全為1 （或0）,稱ROM奇（或

10、偶校驗(yàn)）16、特殊功能寄存器自檢（1） 標(biāo)志寄存器的測(cè)試：將相應(yīng)標(biāo)志位置1”執(zhí)行一條條件轉(zhuǎn)移指令（2） 可讀/寫寄存器的檢查：通過(guò)先寫入、再讀出的方法來(lái)判斷寄存器的正確性。17、RAM自檢RAM為空白：目的：判斷其能否正確寫入和讀出。方法：寫入“AA'逐字讀出，檢查是否存在問(wèn)題；再寫入“55以執(zhí)行同樣的過(guò)程，若沒(méi)有問(wèn)題則自檢通過(guò)。RAM已寫入數(shù)據(jù)采用 異或”的方法：先讀出 RAM單元中的數(shù)據(jù)，存入寄存器，將其求反后與原單元內(nèi)容作 異或”運(yùn)算，若結(jié)果全為 “ 1,則表面單元工作正常。18、總線自檢總線自檢的目的：檢查經(jīng)過(guò)緩沖器的總線（外部總線）傳遞信息是否正確（1） CUP首先對(duì)相應(yīng)鎖存

11、器執(zhí)行一條輸出指令，使地址總線和數(shù)據(jù)總線上的信息保存 在鎖存器中。（2） 對(duì)鎖存器進(jìn)行讀入操作，即將鎖存器中的地址和數(shù)據(jù)總線信息重新讀入CPU,并 和原來(lái)的輸出信息進(jìn)行比較，即可判斷出外部總線是否存在故障。19、A/D和D/A自檢、I/O接口電路自檢、插件自檢、顯示面板自檢等等智能傳感器設(shè)計(jì)中，自檢是必需的，自檢項(xiàng)目越多，使用和維修越方便，但是相應(yīng)的用 于自檢的軟、硬件結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。自診斷20、傳感器故障診斷方法（1）硬件冗余方法（2）解析冗余方法（3）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法21、硬件冗余方法核心思想：對(duì)容易失效的傳感器設(shè)置一定的備份，然后通過(guò)表決器的方法進(jìn)行管理。優(yōu)點(diǎn)：不需被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，且魯

12、棒性很強(qiáng)。缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，體積和質(zhì)量很大，成本很高。22、解析冗余方法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能夠定位故障來(lái)源，并可估計(jì)故障大小和嚴(yán)重程度。不需增加硬件設(shè)備，成本較低。缺點(diǎn)：魯棒性不強(qiáng)。 必須知道被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型 能夠進(jìn)行傳感器的故障診斷，但不能恢復(fù)故障傳感器的信號(hào)。噪聲抑制技術(shù)和弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)23、噪聲抑制技術(shù)：濾波：噪聲和信號(hào)頻譜不重合相關(guān)：噪聲和信號(hào)頻譜有重疊24、弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)窄帶濾波法：利用信號(hào)的功率譜密度較窄， 而噪聲的功率譜密度相對(duì)很寬的特點(diǎn)，使用一個(gè)窄帶通濾波器，將有用信號(hào)的功率提取處理。鎖定接收法取樣積分法25、噪聲與干擾有何區(qū)別？噪聲： 扣除被測(cè)信號(hào)真實(shí)值之后的各個(gè)測(cè)量值，是由

13、于材料或器件的物理原因引起 的擾動(dòng)。 不能完全消除，只能設(shè)法減小。干擾：可以減小或消除的外部擾動(dòng)，由非被測(cè)信號(hào)或非被測(cè)量系統(tǒng)引起，是外界影 響造成的，屬于理想上可排除的噪聲?？梢酝ㄟ^(guò)接地、屏蔽、濾波等手段加以消除或削弱。多傳感器信息融合26、傳感器互相之間工作方式主要分為三種：互補(bǔ)方式、競(jìng)爭(zhēng)方式、協(xié)同方式27、信息融合的級(jí)別：數(shù)據(jù)級(jí)：直接對(duì)傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理特征級(jí)：特征向量的融合處理決策級(jí)：直接針對(duì)具體決策目標(biāo)的，融合結(jié)果直接影響決策水平。模糊技術(shù)28、模糊關(guān)系表示兩個(gè)以上集合元素之間關(guān)聯(lián)、交互或互聯(lián)存在或不存在的程度。29、模糊綜合評(píng)價(jià)一般步驟：（1）確定評(píng)價(jià)對(duì)象的因素集（2）確定

14、評(píng)語(yǔ)集（3）作出單因素評(píng)價(jià)（4）綜合評(píng)價(jià)。30、模糊傳感器：模糊傳感器是以數(shù)值測(cè)量為基礎(chǔ)，能產(chǎn)生和處理與其相關(guān)的符號(hào)信息，實(shí)現(xiàn)被測(cè)對(duì)象信息自然語(yǔ)言符號(hào)化的智能傳感器?；竟δ埽簩W(xué)習(xí)、推理聯(lián)想、感知、通信31、導(dǎo)師指導(dǎo)信號(hào)的獲取步驟如下：（1）確定測(cè)量范圍的上下限（2）選擇論域上描述被測(cè)符號(hào)的個(gè)數(shù)（3）選擇被訓(xùn)練概念（4）輸入該被訓(xùn)練概念對(duì)應(yīng)隸屬度為1的特征測(cè)量點(diǎn)（5）輸入該被訓(xùn)練概念對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)（6）通過(guò)相應(yīng)訓(xùn)練算法產(chǎn)生概念的隸屬函數(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)32、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)簡(jiǎn)單的處理單元彼此按某種方式相互連接而形成的系統(tǒng)，按拓?fù)?結(jié)構(gòu)：有反饋和無(wú)反饋；按學(xué)習(xí)過(guò)程：有監(jiān)督和無(wú)監(jiān)督；按網(wǎng)絡(luò)性能：

15、連續(xù)型和離散型。33、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)步驟1）選定初始權(quán)值2）用一組訓(xùn)練樣例對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，每一個(gè)樣例都包括輸入及期望的輸出兩部分3）把樣例輸入信息輸入到網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)自第一個(gè)隱層開(kāi)始逐層進(jìn)行計(jì)算，并向下一層 傳遞，直至傳至輸出層4）輸出與樣例的期望輸出進(jìn)行比較，如果它們的誤差不能滿足要求，則沿著原來(lái)的連接通路逐層返回，并利用兩者的誤差按一定的原則對(duì)各層節(jié)點(diǎn)的連接權(quán)值進(jìn)行調(diào)整，使誤差逐步減小，直到滿足要求時(shí)為止網(wǎng)絡(luò)化的智能傳感器集成了傳感單元、信號(hào)處理單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元的新一代傳34、網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器 以嵌入式微處理器為核心，感器。特點(diǎn)：E 功耗低，體積小，抗干擾性和可靠性高' 多敏感功能

16、 能自校正，有很高的線性度和測(cè)量精度E 方便接入網(wǎng)絡(luò)，降低了現(xiàn)場(chǎng)布線的復(fù)雜程度基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能傳感器 基于TCP/IP協(xié)議的智能傳感器 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)35、網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器主要包含三種形式：（1）（2）（3）總線技術(shù)概述36、現(xiàn)場(chǎng)總線：現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制裝置之間實(shí)行雙向、 串形、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信技術(shù)。特點(diǎn)：協(xié)議簡(jiǎn)單、開(kāi)放、容錯(cuò)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換。37、CAN總線提出：德國(guó)Robert Bosch以及幾個(gè)集成電路制造商一起開(kāi)發(fā)，最初是專門為汽車工業(yè)設(shè)計(jì)，后來(lái)推廣到各個(gè)領(lǐng)域。特點(diǎn)：串行通信網(wǎng)絡(luò)任一節(jié)點(diǎn)均可作為主節(jié)點(diǎn)； 按照重

17、要程度處理節(jié)點(diǎn)信息； 防止網(wǎng)絡(luò)癱瘓；實(shí)現(xiàn)靈活的連接，無(wú)需專門調(diào)度 傳輸時(shí)間短、出錯(cuò)概率低多主方式：信息分級(jí)：非破壞性總線仲裁技術(shù)：報(bào)文濾波：短幀結(jié)構(gòu)：通信介質(zhì)選取靈活不影響其他節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)在出錯(cuò)情況下自動(dòng)關(guān)閉，總結(jié)：突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。38、Profibus，過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線提出：1987年德國(guó)聯(lián)邦科技部集中Siemens等13家公司成立專門委員會(huì)開(kāi)始制定Profibus。 1991年4月完成制定工作，為德國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。特點(diǎn)： 傳輸速度高，可達(dá)12M ；滿足從現(xiàn)場(chǎng)底層到工廠管理層的網(wǎng)絡(luò)化，主站和從站的應(yīng)用； 采用主從輪詢方式，響應(yīng)時(shí)間確定；多種行規(guī)保證不同廠家產(chǎn)品間的通用性；結(jié)論：廣

18、泛應(yīng)用于過(guò)程控制，如加工制造、樓宇自動(dòng)化等。39、（基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線）總線FOUNDATION? Fieldbus提出:1994年6月ISPF和 World FIP握手言和成立了 FF,總部設(shè)在美國(guó)Texas州啲Austin。 特點(diǎn)：不僅僅是一種總線，而是一個(gè)系統(tǒng)；把具有通信能力、 控制、測(cè)量等功能的現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，由總線連為網(wǎng)絡(luò)；無(wú)專利許可要求，供任何人使用。結(jié)論：要求制造商遵循規(guī)范生產(chǎn)設(shè)備，通過(guò)一致性測(cè)試后既可方便互聯(lián)，最大的問(wèn)題是來(lái)自于Profibus的商業(yè)利益。40、 OSI （Open System Interconnection）模型將開(kāi)放系統(tǒng)的通信分為7層，每層只對(duì)相鄰

19、層聯(lián)系，各層可以相對(duì)獨(dú)立的研究；其由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層構(gòu)成；CAN總線協(xié)議采用了 OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層RS485按OSI參考模型，其應(yīng)屬于協(xié)議物理層；41、RS485總線RS485嚴(yán)格意義上并不屬于現(xiàn)場(chǎng)總線，按OSI參考模型，其應(yīng)屬于協(xié)議物理層；RS485差分電平傳送位采用雙絞線采用半雙工方式為防止總線沖突，一般總有一個(gè)主機(jī)42、Modbus 協(xié)議Modbus是由Modicon 1979年提出，是全球第一個(gè)真正用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線協(xié)議。Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其

20、它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。43、IEEE 1451 標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1451.0智能變送器接口IEEE 1451.1網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用處理器信息模型IEEE 1451.2點(diǎn)對(duì)點(diǎn)IEEE 1451.3 多點(diǎn)IEEE 1451.4數(shù)字模擬混合模式通訊協(xié)議IEEE 1451.5無(wú)線通訊協(xié)議IEEE 1451.6 CANopen協(xié)議變送器網(wǎng)絡(luò)接口WSN支撐技術(shù)44、WSN特點(diǎn)：自組織、自愈合、多跳45、時(shí)間同步的：定義：將通信網(wǎng)上各種通信設(shè)備或計(jì)算機(jī)設(shè)備的時(shí)間信息（年月日時(shí)分秒）基于UTC（協(xié)調(diào)世界時(shí)）時(shí)間偏差限定在足夠小的范圍內(nèi)（

21、如100ms），這種同步過(guò)程叫做時(shí)間同步。應(yīng)用：傳感器陣列確定目標(biāo)位置、TDMA MAC協(xié)議、多傳感器的數(shù)據(jù)融合、移動(dòng)目標(biāo)的跟蹤46、定位概念：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）節(jié)點(diǎn)的自身定位就是根據(jù)少數(shù)已知位置的節(jié)點(diǎn)，按照某 種定位機(jī)制確定自身位置的過(guò)程。應(yīng)用：戰(zhàn)場(chǎng)偵查、目標(biāo)跟蹤、入侵檢測(cè)、災(zāi)難預(yù)報(bào)等要求：自組織性、健壯性、能量高效、分布式計(jì)算計(jì)算位置方法：三邊測(cè)量算法、三角測(cè)量算法、極大似然估計(jì)法47、行李跟蹤定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳感器設(shè)計(jì)：傳感器節(jié)點(diǎn)包含高頻收發(fā)模塊，尺寸介于硬幣大小，運(yùn)行頻率900MHz或2.4GHz,通信范圍大約是50米。上機(jī)：（1）將含有惟一標(biāo)識(shí)碼和機(jī)場(chǎng)代碼的小型傳感器節(jié)點(diǎn)綁定到行李

22、上（2）所有的行李都要流水進(jìn)入爆炸物檢測(cè)和篩檢設(shè)備中進(jìn)行檢查，通過(guò)對(duì)行李和行李 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)信息的掃描使得行李的處理速度大大加快。（3）進(jìn)入到安全檢測(cè)設(shè)備的行李接受不同類型的安全掃描，在確保安全性之后，系統(tǒng) 會(huì)發(fā)出指示，已檢測(cè)行李可以運(yùn)輸裝機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：提高了機(jī)場(chǎng)服務(wù)的速度和效率，降低了運(yùn)營(yíng)成本 下機(jī)：（1）機(jī)場(chǎng)管理人員通過(guò)攜帶的讀取器掃描行李上節(jié)點(diǎn)的信息，將行李按照不同的節(jié)點(diǎn) 信息，分配到不同的貨車，最終搬運(yùn)到相應(yīng)的行李提取傳送帶上。（2）通過(guò)配對(duì)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，可以迅速的找到對(duì)應(yīng)的包裹，加快了流動(dòng)速度，減 少了等待時(shí)間，提高了準(zhǔn)確性。（3）機(jī)場(chǎng)管理人員利用節(jié)點(diǎn)信息讀取器，可以隨時(shí)掃描通信范

23、圍內(nèi)的行李信息，行李 所攜帶的“身份信息”不斷被安全驗(yàn)證。優(yōu)點(diǎn)：行李的處理速度大大加快， 節(jié)省了旅客等待的時(shí)間， 增強(qiáng)了乘客及行李的安全性和準(zhǔn)確 性。48、從傳感器節(jié)點(diǎn)看安全威脅： 欺騙：主要來(lái)自于環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)?防范手段：基于冗余的安全數(shù)據(jù)融合-控制：是最具威脅的攻擊行為 ?邏輯控制一通過(guò)監(jiān)聽(tīng)，分析獲知關(guān)鍵信息-解決方法：通過(guò)加密機(jī)制和安全協(xié)議隱藏關(guān)鍵信息?物理控制一直接破壞和損害節(jié)點(diǎn)，后果更嚴(yán)重 -手段:直接停止服務(wù)和物理剖析-解決方法:采用防分析、防篡改的硬件設(shè)計(jì)和提高抗俘獲的安全能力49、從網(wǎng)絡(luò)通信看安全威脅被動(dòng)攻擊-不易察覺(jué)，重點(diǎn)在于預(yù)防 主動(dòng)攻擊-攻擊手段多、動(dòng)機(jī)多變、更難防范DoS攻擊-試圖阻止網(wǎng)絡(luò)服務(wù)被合法使用50、通信安全需求數(shù)據(jù)機(jī)密性：防竊聽(tīng)一數(shù)據(jù)完整性：防篡改真實(shí)性：防