A部分 傳感器的基本概念

為了對(duì)被測(cè)對(duì)象所包含的信息進(jìn)行定性的了解和定量的掌握，必須采取一系列檢測(cè)技術(shù)措施來(lái)完成，這些措施的理論稱為檢測(cè)原理，其技術(shù)的物理實(shí)現(xiàn)就是檢測(cè)裝置或檢測(cè)系統(tǒng)。一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)或檢測(cè)裝置通常是由傳感器、測(cè)量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能。而傳感器是自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的第一級(jí)裝置，也是其核心部件。

1.1 傳感器在自動(dòng)測(cè)量中的作用

將人的行為動(dòng)作控制與計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制過(guò)程作一比較，計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦，而傳感器則相當(dāng)于人的五官部分（“電五官”），如圖1.1所示。因此，傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)和關(guān)鍵器件。

圖1.2展示的是大型橋梁的安全狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)光纖光柵傳感器可以將溫度、稱重、斜拉索的索力、應(yīng)變、線型、位移等多種反應(yīng)橋梁安全狀態(tài)的信號(hào)檢測(cè)出來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)層、信息層處理分析，可得到有巨大商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用層面。沒(méi)有傳感器，就無(wú)法獲取數(shù)據(jù)和信息層，也就無(wú)法掌握橋梁安全狀態(tài)。

傳感器除了廣泛應(yīng)用在航空航天、軍事國(guó)防、海洋開(kāi)發(fā)以及工業(yè)自動(dòng)化等尖端科學(xué)與工程領(lǐng)域，同時(shí)也向著與人們生活密切相關(guān)的領(lǐng)域滲透。一輛中級(jí)轎車(chē)上裝有50多個(gè)傳感器，高級(jí)豪華轎車(chē)則需要100多個(gè)，這些傳感器主要分布在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、底盤(pán)控制系統(tǒng)和車(chē)身控制系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)中，包括壓力傳感器、位置和轉(zhuǎn)速傳感器、加速度傳感器、距離傳感器、陀螺儀和車(chē)速傳感器、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等。其中加速度傳感器、振動(dòng)傳感器、速度傳感器是汽車(chē)運(yùn)動(dòng)測(cè)量中的三種主要傳感器。

此外，家用電器、生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、安全防范、網(wǎng)絡(luò)家居等領(lǐng)域，傳感器的應(yīng)用也非常廣泛，新型的傳感器層出不窮，方便和豐富著我們的生活。

【閱讀資料】

1.2 傳感器的定義與組成

1.2.1 傳感器的定義

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665—1987，傳感器（Transducer/Sensor）的定義是“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置”。其定義包含以下幾個(gè)方面的意思。

（1）傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；

（2）它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；

（3）它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量（原因在下面論述）；

（4）輸入與輸出有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確度。

由于測(cè)控系統(tǒng)中的信號(hào)種類(lèi)極其繁多，為了對(duì)各種類(lèi)型的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，傳感器就必須盡量將被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單和易于處理與傳輸?shù)亩涡盘?hào)。這樣的要求只有電信號(hào)能夠滿足。因?yàn)殡娦盘?hào)能較容易地利用電子儀器和計(jì)算機(jī)進(jìn)行放大、反饋、濾波、微分、存儲(chǔ)、遠(yuǎn)距離操作等處理。因此傳感器作為一種功能模塊又可狹義地定義為“將外界的輸入信號(hào)變換為電信號(hào)的一類(lèi)元件”。

【特別提示】

1.2.2 傳感器的組成

傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路三部分組成，如圖1.4所示。

（1）敏感元件：直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。

（2）轉(zhuǎn)換元件：以敏感元件的輸出為輸入，把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)（如電阻R，電感L，電容C）或電流、電壓等電量。

（3）信號(hào)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的電路參數(shù)接入信號(hào)調(diào)理電路并將其轉(zhuǎn)換成電量輸出。

實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，僅由一個(gè)敏感元件（兼作轉(zhuǎn)換元件）組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。

有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。

有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不止一個(gè)，要經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)換。

包含有信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的傳感器一般稱為變換器。因此，在不同的技術(shù)領(lǐng)域，傳感器又可被可稱做檢測(cè)器、變換器、換能器等。

1.3 傳感器的分類(lèi)

傳感器一般是根據(jù)物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等特性、規(guī)律和效應(yīng)設(shè)計(jì)而成的。由某一原理設(shè)計(jì)的傳感器可以同時(shí)測(cè)量多種非電量，而有時(shí)一種非電量又可用幾種不同的傳感器測(cè)量，因此傳感器的分類(lèi)方法有很多，一般可按如下幾種方法分類(lèi)。

1）按輸入物理量分類(lèi)

按輸入物理量的性質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，如速度傳感器、溫度傳感器、位移傳感器等，見(jiàn)表1-1。這種分類(lèi)方法是按輸入物理量命名的。其優(yōu)點(diǎn)是比較明確地表達(dá)了傳感器的用途，便于使用者選用。但是這種分類(lèi)方法是將原理互不相同的傳感器歸為一類(lèi)，很難找出每種傳感器在轉(zhuǎn)換機(jī)理上有何共性和差異。

表1-1 按輸入物理量來(lái)分類(lèi)

2）按工作原理分類(lèi)

這種分類(lèi)方法是將物理、生物和化學(xué)等學(xué)科的原理、規(guī)律和效應(yīng)作為分類(lèi)依據(jù)，如壓電式、熱電式、電阻式、光電式、電感式等，見(jiàn)表1-2。

這種分類(lèi)方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于傳感器的工作原理比較清楚，類(lèi)別少，利于對(duì)傳感器進(jìn)行深入分析和研究。

表1-2 按傳感器的原理來(lái)分類(lèi)

3）按物理現(xiàn)象分類(lèi)

這種分類(lèi)方法將傳感器分為結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。所謂結(jié)構(gòu)型傳感器是以結(jié)構(gòu)（如形狀、尺寸等）為基礎(chǔ)，利用某些物理規(guī)律來(lái)感受（敏感）被測(cè)量，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量的。如電容式壓力傳感器，必須有按規(guī)定參數(shù)設(shè)計(jì)制成的電容元件，在被測(cè)壓力的作用下電容極板間隙發(fā)生變化，從而導(dǎo)致電容值變化，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力的測(cè)量。早期的傳感器都是結(jié)構(gòu)性傳感器，一般具有較大的體積、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，必須依靠精密設(shè)計(jì)制作的結(jié)構(gòu)以保證其工作性能。隨著新材料、新工藝的發(fā)展，結(jié)構(gòu)性傳感器在精度、穩(wěn)定性方面有了很大提高，目前仍在許多傳感器應(yīng)用領(lǐng)域占有很大比例。

物性型傳感器是指利用某些功能材料本身所具有的物理特性及效應(yīng)感應(yīng)（敏感）被測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成可用電信號(hào)的傳感器。如由石英晶體材料制成的壓電式壓力傳感器，就是利用石英晶體材料本身具有的正壓電效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力測(cè)量的。物性型傳感器是伴隨著半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、高分子聚合材料等新材料的發(fā)展迅速發(fā)展起來(lái)的，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、反應(yīng)靈敏、易于集成化、微型化等優(yōu)點(diǎn)。

4）按能量的關(guān)系分類(lèi)

根據(jù)能量的觀點(diǎn)分類(lèi)，可將傳感器分為有源傳感器（也稱為能量轉(zhuǎn)換型）和無(wú)源傳感器（也稱為能量控制型）。有源傳感器直接將非電能量轉(zhuǎn)換為電能量，轉(zhuǎn)換時(shí)無(wú)須外電源供電，如壓電式傳感器、熱電偶式傳感器、磁電感應(yīng)式傳感器。至于無(wú)源傳感器或稱為能量控制型傳感器，它本身不是一個(gè)換能器，被測(cè)非電量?jī)H對(duì)傳感器中能量起控制或調(diào)節(jié)作用。所以，它們必須有輔助電源，這類(lèi)傳感器有電阻式、電容式、電感式等。

5）按輸出的信號(hào)的性質(zhì)分類(lèi)

按傳感器的輸出量為模擬量或數(shù)字量，分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器。數(shù)字式傳感器便于與計(jì)算機(jī)連接，且抗干擾能力強(qiáng)，是目前傳感器發(fā)展的趨勢(shì)之一。

1.4 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

傳感器未來(lái)的發(fā)展，突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是開(kāi)發(fā)新原理、新材料、新工藝的新型傳感器；二是實(shí)現(xiàn)傳感器的微型化、集成化、多功能化、高精度和智能化；三是多種傳感器的集成融合，以及傳感器與其他學(xué)科的交叉融合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化。

1.4.1 新原理、新材料、新工藝的開(kāi)發(fā)利用

傳感器的工作原理是基于各種物理、化學(xué)或生物效應(yīng)和定律的，人們由此進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型傳感器，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。

新型傳感器的發(fā)展離不開(kāi)新工藝的采用。目前種類(lèi)繁多、應(yīng)用廣泛的集成傳感器就是利用集成電路工藝將半導(dǎo)體敏感元件、測(cè)量處理電路集成在一個(gè)芯片上制成的性價(jià)比高、使用方便的小型化傳感器。而利用集成電路技術(shù)工藝和微機(jī)械加工方法，可將基于各種物理效應(yīng)的機(jī)電敏感元器件和處理電路集成在一個(gè)芯片上，從而制成微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS）傳感器。這種傳感器敏感結(jié)構(gòu)的尺寸可達(dá)到微米、亞微米級(jí)，并可以批量生產(chǎn)，具有體積小、質(zhì)量輕、響應(yīng)快、靈敏度高、成本低等優(yōu)勢(shì)。國(guó)外已形成MEMS產(chǎn)業(yè)，如MEMS加速度計(jì)、壓力傳感器已廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)。

1.4.2 微型化、智能化、多功能傳感器

1.微型化（Micro）

微型化傳感器的特征之一就是體積小。集成電路技術(shù)、微機(jī)械加工技術(shù)等新技術(shù)新工藝的發(fā)展為傳感器的集成和微型化提供了可能。采用微機(jī)械加工技術(shù)制作的敏感元件的尺寸一般為微米級(jí)，利用各向異性腐蝕、犧牲層技術(shù)和LIGA工藝（即光刻、電鑄和注塑），可以制造出層與層之間有很大差別的三維微結(jié)構(gòu)，包括可活動(dòng)的膜片、懸臂梁、橋以及凹槽、孔隙、錐體等。采用敏感結(jié)構(gòu)和檢測(cè)電路的單芯片集成技術(shù)，能夠避免多芯片組裝時(shí)引腳引線引入的寄生效應(yīng)，改善了器件的性能，提高了抗干擾能力。微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的微型傳感器由于采用了系統(tǒng)級(jí)封裝方式，與傳統(tǒng)傳感器相比，具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、功耗小、可靠性高、適于批量化生產(chǎn)、易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化的特點(diǎn)。

例如，典型的加速度傳感器包括了質(zhì)量塊、彈性元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路等部分。圖1.5所示的壓電式加速度傳感器體積大、功耗高、穩(wěn)定性較差，而采用MEMS技術(shù)制造出來(lái)的微加速度傳感器尺寸僅為3mm×3mm×1mm，如圖1.6所示。在如此微小的芯片上不僅有傳感器，而且包括了信號(hào)處理電路。這樣的單軸、雙軸、三軸加速度計(jì)被廣泛用于電子消費(fèi)產(chǎn)品，如智能手機(jī)、游戲機(jī)，以及汽車(chē)安全氣囊、ABS制動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)輪動(dòng)態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)。

圖1.7所示是電容式微加速度傳感器的硅微機(jī)械結(jié)構(gòu)顯微照片及工作原理示意。它實(shí)際上是一種差動(dòng)變極距型電容式傳感器。利用硅微機(jī)械加工技術(shù)在硅片上制作出質(zhì)量塊、彈性元件、電容極板等傳感器基本構(gòu)件。為了增大輸出，制作了多組電極群，形成若干個(gè)變極距型差動(dòng)電容器并聯(lián)的形式。根據(jù)結(jié)構(gòu)原理圖可知，中間是電容器的動(dòng)極板，它與質(zhì)量塊連接并一起固定在彈性元件上。上、下兩塊為固定極板。當(dāng)x方向有加速度時(shí)（單軸），由于質(zhì)量塊慣性的作用使動(dòng)極板相對(duì)上、下定極板產(chǎn)生相對(duì)位移，引起極板間距的變化，因而電容器的電容量改變，通過(guò)集成在芯片中的放大處理電路，最終輸出與加速度成線性關(guān)系的電信號(hào)。

2.智能化（Smart）

智能化傳感器（SmartSensor）是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類(lèi)傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問(wèn)世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測(cè)器應(yīng)用領(lǐng)域，如分布式實(shí)時(shí)探測(cè)、網(wǎng)絡(luò)探測(cè)和多信號(hào)探測(cè)方面頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大。

智能化傳感器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲(chǔ)，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類(lèi)傳感器就像微型機(jī)與傳感器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機(jī)的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器的主傳感器為壓力傳感器，用來(lái)探測(cè)壓力參數(shù)；輔助傳感器為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器，用來(lái)測(cè)定溫度和環(huán)境壓力以實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果的校正。而其硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘?hào)進(jìn)行放大、處理和存儲(chǔ)外，還執(zhí)行與計(jì)算機(jī)之間的通信聯(lián)絡(luò)。

通常情況下，一個(gè)通用的檢測(cè)儀器只能用來(lái)探測(cè)一種物理量，其中的信號(hào)調(diào)節(jié)是由那些與主探測(cè)部件相連接著的模擬電路來(lái)完成的。但智能化傳感器卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能，而且精度更高、價(jià)格更便宜、處理質(zhì)量也更好。與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能化傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行處理、分析和調(diào)節(jié)，能夠?qū)λ鶞y(cè)的數(shù)值及其誤差進(jìn)行補(bǔ)償，而且還能夠進(jìn)行邏輯思考和結(jié)論判斷，能夠借助于一覽表對(duì)非線性信號(hào)進(jìn)行線性化處理，借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號(hào)。此外，還能夠利用軟件實(shí)現(xiàn)非線性補(bǔ)償或其他更復(fù)雜的環(huán)境補(bǔ)償，以改進(jìn)測(cè)量精度。

（2）智能化傳感器具有自診斷和自校準(zhǔn)功能，可以用來(lái)檢測(cè)工作環(huán)境。當(dāng)工作環(huán)境臨近極限條件時(shí)，它將發(fā)出告警信號(hào)，并根據(jù)分析器的輸入信號(hào)給出相關(guān)的診斷信息。當(dāng)智能化傳感器由于某些內(nèi)部故障而不能正常工作時(shí)，它能夠借助其內(nèi)部檢測(cè)鏈路找出異常現(xiàn)象或確定發(fā)生故障的部件。

（3）智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測(cè)量，從而進(jìn)一步拓寬了探測(cè)與應(yīng)用領(lǐng)域，而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。此外，智能化傳感器靈活的配置功能既能夠使相同類(lèi)型的傳感器實(shí)現(xiàn)最佳的工作性能，也能夠使它們適合于各不相同的工作環(huán)境。

（4）智能化傳感器既能夠很方便地實(shí)時(shí)處理所探測(cè)到的大量數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)需要將它們存儲(chǔ)起來(lái)。存儲(chǔ)大量信息的目的主要是以備事后查詢，這一類(lèi)信息包括設(shè)備的歷史信息以及有關(guān)探測(cè)分析結(jié)果的索引等。

（5）智能化傳感器備有一個(gè)數(shù)字式通信接口，通過(guò)此接口可以直接與其所屬計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。此外，智能化傳感器的信息管理程序也非常簡(jiǎn)單方便，例如，可以對(duì)探測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠(yuǎn)程用戶等。

目前，智能化傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時(shí)期。但智能化傳感器多用于壓力、力、振動(dòng)沖擊加速度、流量、溫濕度的測(cè)量。在今后的發(fā)展中，智能化傳感器無(wú)疑將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展到化學(xué)、電磁、光學(xué)和核物理等研究領(lǐng)域。可以預(yù)見(jiàn)，新興的智能化傳感器將在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。

3.多功能（Multi-function）

通常情況下一個(gè)傳感器只能用來(lái)探測(cè)一種物理量，但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了能夠完整而準(zhǔn)確地反映客觀事物和環(huán)境，往往需要同時(shí)測(cè)量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y(cè)系統(tǒng)，它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式，用單獨(dú)一個(gè)傳感器系統(tǒng)來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來(lái)將若干種敏感元件綜合安裝在同一種材料或單獨(dú)一塊芯片上的一體化多功能傳感器。

概括來(lái)講，多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式如下。

（1）多功能傳感器系統(tǒng)由若干種功能各不相同的敏感元件組成，可以用來(lái)同時(shí)測(cè)量多種參數(shù)。例如，可以將一個(gè)溫度探測(cè)器和一個(gè)濕度探測(cè)器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個(gè)傳感器承載體上）制造成一種新的傳感器，那么，這種新的傳感器就能夠同時(shí)測(cè)量溫度和濕度。

（2）將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨(dú)的一塊硅片中，從而構(gòu)成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜合安裝在同一塊硅片中的，它們無(wú)論何時(shí)都工作在同一種條件下，所以很容易對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償和校正。

（3）借助于同一個(gè)傳感器的不同效應(yīng)可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現(xiàn)出來(lái)的電容和電感是各不相同的。

（4）在不同的激勵(lì)條件下，同一個(gè)敏感元件將表現(xiàn)出不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵(lì)條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個(gè)多功能傳感器的特征將會(huì)是千差萬(wàn)別的。

1.4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分就是一個(gè)個(gè)的傳感器節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)的體積都非常小巧，可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、噪聲的升降。每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)可以進(jìn)行快速運(yùn)算的微型計(jì)算機(jī)，它們將傳感器收集到的信息轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行編碼，然后通過(guò)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間自行建立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給具有更大處理能力的服務(wù)器。

傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、由多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過(guò)各類(lèi)集成化的微型傳感器進(jìn)行協(xié)作，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集各種環(huán)境信息或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，通過(guò)嵌入式系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過(guò)隨機(jī)自組織無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端，從而真正實(shí)現(xiàn)“無(wú)處不在的計(jì)算”理念。