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激光传感器
光电传感器
等等
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外镭射光）转变成为电信号的器件 。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量 ，如光强 、光照度 、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量 ，如零件直径 、表面粗糙度 、应变、位移 、振动 、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等 。光电式传感器具有非接触 、响应快 、性能可靠等特点 ，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用 。
传感器技术的简介
简述传感器的概念如下：
国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律 ，数学函数法则，转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的简介：
传感器可以解释为能够将某一被测物理量 ，如速度、温度 、声 、光等 。变换成便于传送和处理的另一物理量的器件或装置 。传感器俗称探头 ，有时亦被称为换能器、变换器 、变送器或探测器。
传感器的组成：
传感器一般由敏感元件 、转换元件、信号调理电路和辅助电路组成，但并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件 ，如果敏感元件直接输出的是电量 ，它就同时兼为转换元件。
1.敏感元件（预变换器）：
是指传感器中能直接感受或响应被测量（非电量）并输出与之成确定关系的其他量的部分 。
2.转换元件：
是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的被测量转换成适于传输或测量的可用输出信号，一般为电信号的部分 。
3.信号调理电路：
是能把转换元件输出的电信号转换为便于显示 、记录 、处理和控制的有用电信号的电路。
4.辅助电路：
通常指电源 ，即交、直流供电系统 。
传感器的特点：
传感器的特点包括：微型化 、数字化 、智能化、多功能化、系统化 、网络化 。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展 ，让物体有了触觉 、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来 。
通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件 、气敏元件 、力敏元件、磁敏元件 、湿敏元件 、声敏元件、放射线敏感元件 、色敏元件和味敏元件等十大类 。
零功耗的无线黑科技 ，物联网的救星？
传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置的总
称.通常被测量是非电物理量 ，输出信号一般为电量.当今世界正面临一场新的技术革命，这场革命的主要基础是信息技术 ，而传感器技术被认为是信息技术三大支柱之一.一些发达国家都把传感器技术列为与通信技术和计算机技术同等位置.随着现代科学发展 ，传感技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科也得到迅速的发展，并且在工业自动化测量和检测技术 、航天技术军事工程、医疗诊断等学科被越来越广泛地利用，同时对各学科发展还有促进作用。
目前在全世界有6000多家公司生产传感器 ，品种多达上万种.美国把80年代看作是传感器时代 ，日本把传感器列为80年代到2000年重大科技开发项目.我国把传感器列为“十五 ”计划重点科技研究发展项目之一 。
张凯? 17021211121
嵌牛导读：随着物联网的发展，传感器会越来越多地分布到日常生活中 。传感器分布在各个角落 ，通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上（尤其是对于植入人体的传感器更是如此 ，因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题）；而且，出于传感器成本和尺寸的考虑 ，传感器内置电池的电量不可能太大。
嵌牛鼻子：超低功耗射频电路 通讯
嵌牛提问：零功耗的无线黑科技 ，物联网的救星？
随着物联网的发展，传感器会越来越多地分布到日常生活中 。传感器分布在各个角落 ，通常需要保证至少能不跟换电池使用一年以上（尤其是对于植入人体的传感器更是如此 ，因此更换电池需要做手术成本和安全性都有问题）；而且，出于传感器成本和尺寸的考虑 ，传感器内置电池的电量不可能太大 。
另一方面 ，为了能传递传感器收集到的信息，传感器通常需要使用无线连接来与中心节点通信。然而，传统射频集成电路的功耗都不低 ，会过快消耗电池电量。因此 ，为了进一步普及物联网传感器，需要设计新的超低功耗射频电路 。
信号传递真的需要发射射频信号吗？
如何设计超低功耗射频电路？我们不妨分析物联网射频电路中的功耗 。首先 ，作为物联网中的传感器节点 ，以发送信息为主，接受端主要是一些控制信息 ，因此发射端的使用频率更频繁；其次 ，目前的主流无线协议至少要求发射功率达到0dBm，即1 mW ，考虑到发射机整体10%左右的效率 ，即需要至少10mW的整体功耗，这样的功耗在物联网传感器应用中就太大了 ，必须想办法减小。
那么 ，如何降低发射端的功耗呢？除了常规的电路优化提升效率之外，有没有办法可以降低功耗呢？我们不妨先看看信息传递的物理基础 。根据信息论和物理学，传递一比特信息需要消耗的能量是kTln2 ，在常温下大约为2.75*10-21焦耳 ，远小于无线传输中每比特数据传输消耗大约1*10-12焦耳能量的数字 。因此，限制我们的并非物理学基本定律 ，而是工程学上信号传递方式的设计。
我们不妨再想一想 ，无线传递信号，真的需要传感器端发射射频信号吗？在日常生活中 ，确实存在着不需要自己消耗能量就传递信号的方法 。例如 ，用在航海和野外探险中的日光信号镜，就是通过不同角度的反射太阳光来传递信息 。在这里 ，信号的载体是太阳光 ，但是太阳光能量并非传递信号的人发射的，而是作为第三方的太阳提供的。所以 ，我们完全可以实现由第三方提供能量来实现信号传输 。
阳光信息镜 ，使用第三方（太阳）提供的能量作为信息载体，传递信息的人本身无需提供信息传输能量
无源WiFi-接近零功耗实现无线传输
之前提到了使用太阳光可以无需提供能量就传输信号的例子 。事实上，太阳光和我们常规无线通讯使用的都是电磁波 ，因此我们完全可以把阳光反射镜移植到无线通讯中。
最早这种方法使用在了卫星通讯中 。由于卫星通讯中卫星和地面基站距离很远 ，信号衰减很大，因此需要非常强的信号发射功率 ，显然在地面发射大功率会比在卫星发射大功率要简单一些 。因此 ，工程师们的解决办法就是在卫星上安装可以调制反射光的发射器（retro-reflector），而由地面来发射大功率信号（照射信号）。该发射器可以通过改变反射器角度来调制反射信号来传递信息。举例来说 ，当卫星完全反射地面发出的信号时表示1 ，而当完全没有反射时表示0，这样就可以实现卫星不发射无线信号的无线传输 。在这里 ，地面的发射站就相当于日光反射镜例子里的太阳 ，而卫星上的反射器则相当于镜子 。
随着物联网的普及，使用反射来传递信号的方法也开始进入了传感器领域。美国华盛顿大学计算机科学与工程系的教授Shyam GollakotaJoshua和R. Smith提出了Interscatter的概念 ，并将结果发表在了SIGCOMM上 。Interscatter的思路与之前提到的阳光信息镜以及卫星反射通信相同 ，也是通过反射来传递信息 。一个典型的应用例子如下图，Interscatter芯片是植入体内的传感器或类似RFID的需要超低功耗的芯片，外界的设备（如手表 ，蓝牙耳机）发射射频信号（照射信号） ，Interscatter芯片通过改变天线的阻抗来调制反射信号，该反射信号由手机接收并解调得到Interscatter芯片传递的信息。在整个过程中 ，Interscatter芯片并不发射射频信号 ，需要做的仅仅是将比特流转换为对于天线阻抗的调制，因此功耗可以极低 。
Interscatter芯片使用场景示意图 ，由外界设备发射射频信号而Interscatter芯片通过改变天线阻抗来调制反射信号完成信息传递 。整个过程中Interscatter芯片并不产生射频信号。
在Interscatter之后 ，华盛顿大学的研究组更是将此概念扩展到了WiFi上，提出了无源WiFi ，通过WiFi路由器来发射射频信号 ，而无源WiFi芯片只需要负责调制天线阻抗就能通过WiFi协议与路由器通信 。由于省去了发射射频信号这一环节 。芯片的功耗主要来源于频率综合器以及天线调制模块（见下图）。这样，无源WiFi可以实现高达11Mbps的通信速率 ，而其功耗仅仅只有50uW 。?
无源WiFi
在电路系统设计上 ，passive wifi的基本过程是中心射频源（路由器等）发射射频信号至passive wifi芯片，因此需要精确控制波束方向，否则如果多个passive wifi芯片同时反射的话会造成互相干扰 ，因此在射频源的部分需要用到波束成形技术 。 然而 ，由于波束不可能每次都对得非常准，于是另一个passive wifi系统的挑战是多路反射和环境反射。为了解决这个问题 ，UCLA电子工程系Frank Chang教授带领的实验室与NASA／JPL合作完成了一款芯片。这个项目实现了基于反射概念数据率高达54Mbps的芯片组（包括发射端和反射端）外 ，该芯片组同时还能使用equalization技术解决多路反射的问题 。由此可见，无源WiFi不仅能实现低功耗通讯 ，在数据率方面与传统WiFi也不遑多让 。 具体论文“A 5.8 GHz 54 Mb/s Backscatter Modulator for WLAN with Symbol Pre-Distortion and Transmit Pulse Shaping ”发表在了IEEE Microwave Wireless Component Letters上。
UCLA与JPL合作实现的芯片组 ，包括发射端和反射端两部分芯片
当然，无源WiFi也存在自己的局限性 。目前 ，无源WiFi最适合的场景是点对点通信 ，这样即可最大化照射信号的利用效率，也能减小不同无源WiFi反射的互相干扰 。因此 ，在需要多节点同时通讯的场合下 ，无源WiFi并不是最好的选择 。另外，无源WiFi并不能减小接收机的功耗 。综上所述，无源WiFi最适合的应用场景还是发射端站最主要部分 ，且无需节点之间通信的物联网传感器 。在未来 ，为了能让多个节点同时通信，可以使用类似CDMA的技术。
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