基于物聯(lián)網(wǎng)的組合式傳感器的研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的不斷深入，對接入的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性和精度提出了更高的要求。根據(jù)溫度傳感器的種類特點可知，單一敏感材料的溫度傳感器很難兼顧良好的靜態(tài)特性與動態(tài)特性，很難獲得速度快、精度高、穩(wěn)定性好的測量結(jié)果。如何利用現(xiàn)有的傳感器資源快速準(zhǔn)確地獲得待測系統(tǒng)溫度是當(dāng)前科研的一個熱點。
　　本課題通過對組合式傳感器原理的研究，在前期廣泛測試的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種溫度傳感器的優(yōu)缺點，將金屬鉑電阻Pt100與半導(dǎo)體材料中的熱敏電阻作為組合傳感

2、器的材料。通過對數(shù)據(jù)融合算法的分類研究，著重對常用于組合慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波算法及聯(lián)邦卡爾曼算法進行了分析，提出了基于聯(lián)邦卡爾曼濾波算法的組合式溫度傳感器模型，給出了基于聯(lián)邦卡爾曼算法的組合式溫度傳感器的算法步驟，并對算法進行了試驗仿真。仿真結(jié)果表明本課題設(shè)計的組合式溫度傳感器，在穩(wěn)定性和靈敏度兩個指標(biāo)上都獲得了較好的結(jié)果。為驗證組合式溫度傳感器的實際應(yīng)用的有效性，給出了組合式溫度傳感器的在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用設(shè)計。相對于傳統(tǒng)廣泛的有線連

3、接，本設(shè)計借助于ZigBee無線通信技術(shù)和微電子技術(shù)，實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)高效穩(wěn)定的無線傳輸，并通過無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)完成了對溫度的監(jiān)控。
　　針對當(dāng)前傳感器技術(shù)的發(fā)展要求，根據(jù)各種傳感材料的優(yōu)勢進行組合設(shè)計是一種很好的傳感器設(shè)計方案。本課題將有較好的測溫穩(wěn)定性的鉑電阻和較好的快速響應(yīng)能力的熱敏電阻進行組合，然后使用聯(lián)邦卡爾曼濾波算法進行數(shù)據(jù)融合處理，得到了一種具有比單純鉑電阻和熱敏電阻更好性能的組合式溫度傳感器，最后基于物聯(lián)網(wǎng)的無線Z