传感器原理与应用

《传感器原理与应用/物联网工程专业规划教材》基于物联网工程专业的教学需求充分考虑教学规律，突出专业特点，紧密联系实际，系统全面地介绍各类传感器的结构、工作原理、特性、参数、电路及典型工程应用，覆盖传感技术研究中的最新成果。
　　《传感器原理与应用/物联网工程专业规划教材》的主要内容涉及：传感器概论、无线传感器、光纤传感器、成像传感器、其他传感器、传感器的信号处理、传感器的数据处理、传感器的数据通信以及传感器的应用等。
　　《传感器原理与应用/物联网工程专业规划教材》可作为高等学校物联网工程专业或相关专业“传感器原理及应用”课程的教材，也可作为教师以及工程技术人员的参考书籍。

黄传河，武汉大学计算机学院教授，博士生导师，武汉大学计算机网络研究所所长，武汉市政府咨询机构“武汉市战略性新兴产业——新一代信息技术产业专家咨询组”专家，长期从事计算机网络（移动互联网、移动AdHoc网络、无线传感器网络、无线Mesh网络、未来互联网）、物联网、网络安全、高性能计算领域的研究和教学工作。
　　
　　张文涛，武汉大学计算机学院讲师，博士，长期从事分布式计算、计算机网络、网络安全、可信移动互联网、移动AdHoc网络、无线传感器网络等领域的研究和教学工作。
　　
　　刘丹丹，武汉大学计算机学院副教授，博士，曾任香港城市大学计算机科学系研究助理、香港城市大学计算机科学系高级研究员，主要从事无线传感器网络、移动AdHoc网络、物联网、移动计算方面的研究和教学工作。
　　
　　周浩，武汉大学计算机学院讲师，博士，主要从事无线网络相关方面的教育与科研工作。主持、参与多项国家级、省级研究课题，并在ICCMC、WiCOM、IJDSN等会议和期刊上发表近20篇高质量学术论文。

前言
教学建议

第1章 传感器基础
1.1 传感器的概念
1.1.1 传感器的定义
1.1.2 传感器技术的特点
1.1.3 传感器技术的发展趋势
1.2 传感器的组成
1.2.1 传感器的一般组成
1.2.2 敏感元件
1.2.3 转换元件
1.2.4 转换电路
1.3 传感器的分类
1.3.1 传感器的分类依据
1.3.2 传感器的分类方法
1.4 传感器的工作原理
1.4.1 物理型传感器的工作原理
1.4.2 化学型传感器的工作原理
1.4.3 生物型传感器的工作原理
1.4.4 能量控制型传感器的工作原理
1.4.5 能量转换型传感器的工作原理
1.5 传感器的应用
1.5.1 传感器的应用领域
1.5.2 传感器的应用举例
习题
参考文献

第2章 无线传感器及无线传感器网络
2.1 无线传感器节点的硬件组成
2.2 无线传感器节点的能耗控制
2.2.1 无线传感器节点能耗控制的原理
2.2.2 无线传感器节点能耗控制的方法
2.3 无线传感器操作系统TinyOS
2.3.1 TinyOS的特点和体系结构
2.3.2 TinyOS的编程语言nesC
2.3.3 TinyOS传感器应用程序示例
2.4 无线传感器数据库TinyDB
2.4.1 TinyDB的原理及组成
2.4.2 TinyDB的特征
2.4.3 使用TinyDB进行数据处理
2.5 无线传感器实例——Mica系列
2.5.1 Mica
2.5.2 Mica
2.5.3 Micaz
2.6 无线传感器网络
2.6.1 无线传感器网络的原理、组成及应用
2.6.2 无线传感器网络的特点
2.6.3 无线传感器网络的协议
习题
参考文献

第3章 光纤传感器
3.1 光纤传感器的定义与分类
3.1.1 光纤传感器的定义
3.1.2 光纤传感器的分类
3.2 光纤传感器的原理
3.2.1 光纤的工作原理和结构
3.2.2 光纤传感器的工作原理
3.2.3 光纤传感器的特性
3.3 典型光纤传感器
3.3.1 光纤加速度传感器
3.3.2 光纤速度传感器
3.3.3 光纤压力传感器
3.3.4 光纤温度传感器
3.3.5 光纤声音传感器
3.3.6 光纤光电传感器
3.3.7 光纤图像传感器
3.4 分布式光纤传感器
3.4.1 分布式光纤传感器的概念
3.4.2 时域分布式光纤传感器的原理
3.4.3 分布式光纤传感器的类型
3.4.4 分布式光纤传感器的应用
3.5 MEMS传感器
3.5.1 MEMS传感器的分类
3.5.2 MEMS传感器的原理和结构
3.5.3 MEMS传感器的特性
3.5.4 MEMS传感器的应用
3.6 光纤传感器的封装
3.6.1 光纤传感器的封装技术
3.6.2 光纤光栅应变传感器的封装
3.6.3 光纤光栅温度传感器的封装
习题
参考文献

第4章 成像传感器
4.1 成像传感器的物理基础
4.1.1 成像传感器简介
4.1.2 光导摄像管的物理基础
4.1.3 固态摄像器件的物理基础
4.1.4 热红外成像的物理基础
4.2 成像传感器的原理
4.2.1 MOS电容器
4.2.2 CCD的基本机构和原理
4.2.3 热红外成像原理
4.3 成像传感器器件
4.3.1 电荷耦合器件
4.3.2 电荷注入器件
4.3.3 CMOS摄像器件
4.3.4 线列CCD成像传感器
4.3.5 面阵CCD成像传感器
4.3.6 CCD成像传感器的主要特性参数
4.3.7 CCD成像传感器的应用
4.3.8 微光CCD成像传感器
4.3.9 特殊CCD的发展
习题
参考文献

第5章 其他传感器
5.1 化学传感器
5.1.1 化学传感器的基本概念和原理
5.1.2 化学传感器的主要类型
5.1.3 化学传感器的特点
5.1.4 化学传感器的发展趋势
5.1.5 化学传感器的应用
5.2 压电式传感器
5.2.1 压电效应和压电材料
5.2.2 压电式传感器的特点
5.2.3 压电式传感器的应用
5.3 磁敏感传感器
5.3.1 霍尔传感器
5.3.2 磁敏二极管和磁敏三极管
5.3.3 磁敏感传感器的应用
5.4 生物传感器
5.4.1 生物传感器的原理、特点及分类
5.4.2 几种生物传感器及其分类
5.4.3 生物传感器的应用
习题
参考文献

第6章 传感器的信号处理
6.1 信号处理概述
6.1.1 信号的引出
6.1.2 补偿电路
6.1.3 放大电路
6.2 传感器信号引出
6.2.1 电荷放大器
6.2.2 射极跟随器
6.2.3 电桥放大器
6.3 信号补偿电路
6.3.1 非线性补偿
6.3.2 温度补偿
习题
参考文献

第7章 传感器的数据处理
7.1 nesC语言
7.1.1 nesC简介
7.1.2 接口
7.1.3 组件
7.1.4 模块
7.1.5 配件
7.1.6 并发操作
7.1.7 nesC应用程序的分析
7.2 数据融合
7.2.1 数据融合的概念
7.2.2 数据融合的原理
7.2.3 通用数据融合方法
习题
参考文献

第8章 传感器的数据通信
8.1 通信模块的组成
8.1.1 通信模块的组成原理
8.1.2 通信模块的主要功能
8.1.3 常用传感器通信模块
8.2 主要通信协议
8.2.1 ZigBee
8.2.2 UWB
8.2.3 蓝牙
8.2.4 近场通信
习题
参考文献

第9章 传感器的应用
9.1 基于无线传感器的网络协同智能交通系统
9.1.1 数据融合技术在体域医学无线传感器网络中的应用
9.1.2 协同信息处理技术在智能交通车车无线通信中的应用
9.1.3 协同信息处理技术在智能交通车路无线通信中的应用
9.2 建筑物健康监测无线传感器网络系统及信息处理技术
9.2.1 建筑物无线传感器健康监测概述
9.2.2 信息处理技术在无线传感器健康监测网络中的应用
9.3 基于RVM的多功能自确认水质检测传感器
9.3.1 RVM原理介绍
9.3.2 基于RVM的传感器故障诊断和数据恢复
习题
参考文献

附录 “传感器原理与应用”课程实验教学大纲