光纤传感物联网的应用（精选5篇）

第一篇：光纤传感物联网的应用

光纤传感物联网技术与应用

随着科学技术的不断进步，为了达到实时控制、精确管理、科学决策的目的，人们对事物的感知、控制的要求越来越高。在通信技术与互联网技术飞速发展的带动下，物联网应运而生，将成为继计算机互联网与移动通信之后的又一次信息革命。

这个学期，姜德生教授在学科导论中，给我们详细的讲解了光纤传感物联网的技术与应用，包括物联网的结构，传感网的分类，光纤传感物联网的现状及其关键技术。通过学科导论的学习，以及课后阅读的关于光纤传感物联网的知识，我对光纤传感物联网技术有了一个大概的了解，下面我就简要的谈一下我对光纤传感物联网的认识。

我国早在1999年就开始了物联网的基础——传感网的研究。中科院在该年度将传感网的研究列入了知识创新工程，启动了传感网的研究，只是由于当时的条件，该研究仅限于特定用途的军用传感网。国内物联网的真正兴起，是源于温家宝总理2009年8月在无锡视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心时，对该中心予以高度关注，指出：“在传感网发展中，要尽早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大专项中，加快推进传感网发展，指出要尽快突破核心技术，把传感技术和TD的发展结合起来，建设感知中国中心”。自此，物联网在中国社会受到了极大关注，被列入国家五大新兴战略产业之一。下面我介绍光纤传感物联网的内容和应用。

1、物联网的研究内容与难点

物联网的技术构成主要包括四个层次：a、传感网络，它是由众多传感器节点组成的有线或无线通信网络，节点密集部署在所关注的物或事物的内部或周围，实现对物的连接、感知和监控；b、数据传输网络，通过现有的互联网、无线通信网或者一些专用的通信网络，实现传感网探测数据和控制信息的控制与分发；c、数据处理技术，主要涉及数据的海量存储与管理、云计算、数据模型表示和智能化处理等；d、用户与应用接口，包括计算机和手机等终端设备。在这四个层面上，物联网的主要研究内容是：（1）总体技术的研究；（2）研究如何建立物联网的顶层架构；（3）制定相关的标准体系；（4）引导和规范物联网的技术。

2、光纤传感器在物联网中的应用

在物联网中要用到各种各样的大量的传感器。传感器可用于感知各种各样的环境参数，如温度、重力、光电、声音、位移、振动等，为物联网提供最原始的数据信息，经过处理后为人们提供服务。

随着通信技术的飞速发展，光纤传感器迅速崛起，其集成了光纤技术、激光技术和光电探测等多领域所取得的巨大成就，以其体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、数据传输安全、集传输传感合二为

一、便于构成分布式传感网络等诸多优点，在物联网这一新技术革命的推动下，正在越来越广泛应用于国民经济和人们日常生活的各个领域，大有取代电子传感器之势。

光纤传感系统主要由光源、传输光纤、探测器与信号处理部分等组成。光源发出的光经过光纤传输至传感头，当光通过传感头时，根据光纤传感器的设计不同，外部被测物理量对光的相位、强度、波长、偏振态等一个或多个参数进行调制。调制信号光经光纤传输至光电探测器后转化为电信号，经过信号处理后还原出被测物理量。

光纤传感网络，就是把光纤传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种重大工程设施中，通过光缆连接，形成所谓“光纤传感网络”，然后将此“光纤传感网络”与现有的互联网整合起来，构成“光纤物感网”，即“光纤物联网”。它与无线物联网组合在一起，实现人类社会与物理系统的整合。在这个整合的网络当中，存在功能强大的中心计算机群，采集和存储着物理的与虚拟的海量信息，通过分析处理与决策，完成从信息到知识、再到控制指挥的智能演化，进而实现整合网络内的人员、机器、设备和基础设施，实施实时的管理和控制。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，从而提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。在这“智慧地球”的建设过程中，这种三纤合一的、新的光纤传感网络将为之作出革命性的贡献，从而使光纤技术的发展再一次迈向新的高峰。

第二篇：光纤传感(教案)（范文模版）

第一章 光纤传感器

1.1 概论

1.1.1 光纤传感器技术的形成及其特点

（1）来源

上世纪70年代发展起来的一门崭新的技术，是传感器技术的新成就。

最早用于光通信技术中。在实际光通信过程中发现，光纤受到外界环境因素的影响，如：压力、温度、电场、磁场等环境条件变化时，将引起光纤传输的光波量，如光强、相位、频率、偏振态等变化。

（2）特点

灵敏度高、结构简单、体积小、耗电量少、耐腐蚀、绝缘性好、光路可弯曲，以及便于实现遥测等。

1.1.1 光纤传感器的组成与分类

（1）组成

光纤、光源、探测器

（2）分类：一般分为两大类

功能型传感器：利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器。

只能用单模光纤构成。

传光型传感器：光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面或中间加装其它敏感元件才能构成传感器。主要由多模光纤构成。

（a）功能型

（b）传光型

图1-1 光纤类型

根据对光调制的手段不同，光纤传感器分为：强度调制型、相位调制型、频率调制型、偏振调制型和波长调制型等。

根据被测参量的不同，光纤传感器又可分为位移、压力、温度、流量、速度、加速度、振动、应变、电压、电流、磁场、化学量、生物量等各种光纤传感器。

举例：

功能型：测温等

传光型：光纤血流计 1.2 光导纤维以及光在其中的传输

1.2.1 光导纤维及其传光原理

(1)芯子：直径只有几十个微米；芯子的外面有一圈包层，其外径约为：100－200m(2)数值孔径：NAsinmaxn12n22

(3)光纤（或激光）的模：包括横模和纵模

激光的横模：光束在谐振腔的两个反射镜之间来回反射将形成各种光程差的光波存在，这些光波的相互干涉可能使振动加强或减弱。但是只有那些加强的光波才有可能产生振荡。显而易见，这些光波的位相差必须是2的整数倍，即

2N

—光波在谐振腔中经过一个来回时的位相差。同时又知道：

2nL



L—谐振腔的长度； n—腔内介质的折射率；

—激光波长。

根据上面两个式子得出符合谐振条件的光波波长为

N

或谐振频率为

NNc2nL2nLN

激光的纵模：原则上谐振腔内可以有无限多个谐振频率，每一种谐振频率代表一种振荡方式，成为一个模式。对轴向稳定的光场分布模式通常称为轴模或纵模。

光纤的纵模：沿着芯子传输的光，可以分解为沿轴向与沿界面传输的两种平面波成分。因为沿截面传输的平面波是在芯子与包层的界面处全反射的，所以，每一往复传输的相位变化是2整数倍时，就可以在界面内形成驻波。像这样的驻波光线组又称为“模”。“模”只能离散地存在。就是说，光导纤维内只能存在特定数目的“模”传输光波。如果用归一化频率表达这些传输模的总数，其值一般在22—24之间。归一化频率

2aNA

能够传输较大值的光纤成为多模光纤；仅能传输小于2.41的光纤称为单模光纤。二者都称为普通光纤。越小，越容易实现单模。1.3 光纤传感器对光源的要求

1.3.1 对光源的要求

（1）由于光纤传感器结构有限，要求光源的体积小，便于与光纤耦合；

（2）光源要有足够的亮度；

（3）光波长适合，以减少传输损耗；

（4）光源工作时稳定性好、噪声小，能在室温下连续长期工作；

（5）便于维修，使用方便。

1.3.2 光源的种类

光纤传感器使用的光源分为相干光源和非相干光源两大类。

常用的相干光源有：半导体激光器、氦氖激光器和固体激光器等。

常用的非相干光源有：白炽光源、发光二极管。

1.4 光纤传感器用光探测器

1.4.1 光纤传感器对光探测器的要求

一般要求如下：

（1）线性好，按比例地将光信号转换为电信号；

（2）灵敏度高，能敏感微小的输入光信号，并输出较大的电信号；（3）响应频带宽、响应速度快，动态特性好；（4）性能稳定，噪声小等。

1.4.2 光纤传感器常用的光探测器

在光纤传感器中常用的光探测器大多是光电式传感器（也称光电器件）。光电式传感器所应用的效应分为内光电效应与外光电效应。内光电效应又分为光电导效应、光生伏特效应和光磁电效应。

光纤传感器常用的光探测器有：（1）光敏二极管、光电倍增管。

它们的特点是响应速度较快，一般只需要几个纳秒。

一般只适宜于近红外辐射或可见光范围内使用。（2）光敏电阻

它是利用光电导效应：即当光照射在某些半导体材料表面上时，透入内部的光子能量足够大，半导体材料中一些电子吸收了光子的能量，从原来束缚状态变成为能导电的自由状态，这时半导体的电导率增加，也就是电阻值下降。

（3）光电池

利用光生伏特效应，直接将光能转换为电能的光电器件，它是一个大面积的pn结。

1.5 光调制技术

光纤传感器也利用光调制技术。按照调制方式分类，光调制可以分为强度调制、相位调制、偏振调制、频率调制和波长调制等。所有这些调制过程都可以归结为将一个携带信息的信号叠加到光在波上。而能完成这一过程的器件称为调制器。1.5.1 相位调制与干涉测量

相位调制常与干涉测量技术并用，构成相位调制的干涉型光纤传感器。

其基本原理是通过被测物理量的作用，使某段单模光纤内传播的光波发生相位变化。

实现干涉测量的常用干涉仪主要有四种：迈克耳逊干涉仪、马赫—泽德干涉仪、赛格纳克干涉仪和法布里—珀罗干涉仪。

光学干涉仪的共同特点是它们的相干光在空气中传播，由于空气受环境温度变化的影响，引起空气的折射扰动及声波干扰。这种影响就会导致空气光程的变化，从而引起测量工作不稳定，以致准确度降低。利用单模光纤作干涉仪的光路，就可以排除上述影响，并可以克服光路加长时对相干长度的严格限制，从而可以制造出千米量级光路长度的干涉仪。

图1-2 3db耦合器

当一真空中波长为0的光入射到长度为L的光纤时，若以其入射端面为基准，则出射光的相位为

2L/0K0nL

式中，K0为光在真空中的传播常数；n为纤芯折射率。

由此可见，纤芯折射率的变化和光纤长度L的变化都会导致光相位的变化，即

K0(nLLn)

3dB耦合器：

如图所示，圆圈内的两股光纤是融合到一起的，所以输入为1，输出就为0.5，故称为3dB耦合器。

10lgP1P010lg0.5P0P03.01

1.5.2 频率调制

光纤传感中的相位调制（或强度调制、偏振调制）是通过改变光纤本身的内部性能来达到调制的目的，通常称为内调制。而频率（或波长调制），基本上不是以改变光纤的特性来实现调制。因此，在这种调制中光纤往往只起着传输光信号的作用，而不是作为敏感元件。

一、光学多普勒频移原理

（1）相对论多普勒频移基本公式

光学中的多普勒现象是指由于观察者和目标的相对运动，使观察者接受的光波频率产生变化的现象。

f1f1v/c2121v/ccosf1v/ccos

式中，c为真空中的光速；为物体至光源方向与物体运动方向的夹角。

上述公式是相对论多普勒频移的基本公式。但是，一般最关心的还是物体所散射的光的频移，而光源与观察者是相对静止的。对于这种情况，可以作为双重多普勒来 考虑。

图1-3 多普勒频移

当物体相对于光源以速度v运动时，在P点所观察到的光频率为上面公式：

f1f1v/c2121v/ccosf1v/ccos1

在Q处观察到的光频率f2为

f2f11v/c由于v＜＜c，所以上式写成

f2f2121v/ccosf1v/ccos2

1(v/c)cos1cos2

二、光纤多普勒技术

利用光纤多普勒频移原理，利用光纤传光功能组成测量系统，可用于普通光学多普勒测量装置不能安装的一些特殊场合，如密封容器中流速的测量和生物体中液体的测量。

1.6 光纤位移传感器

一、简单的光纤开关、定位装置

最简单的位移测量时采用各种光开光装置进行的，即利用光纤中光强度的跳变来测出各种移动物体的极端位置，如定位、技术，或者是判断某种情况。测量精度最低，它只反映极限位置的变化，其输出是跳变的信号。

图1-4 简单的光纤开关、定位装置

（a）计数装置；（b）编码器装置；（3）定位装置；（4）液位控制装置

二、移动球镜光学开关传感器

图1-5所示为一种移动球镜位移传感器原理图，这是一种高灵敏度面位移检测装置。当球透镜在平衡位置时，从两个接收光纤得到的光强I1和I2是相同的。如果球透镜在垂直于光路方向上产生微小的位移，两光强将发生变化。光强比值I1I2的对比数值与球透镜位移量x呈线性关系，而光强的比值I1I2与初始光强无关。即：

lgI1I2kx

图1-5 移动球镜位移传感器原理图

三、光纤自动测位装置

图1-6所示是用光纤传感器检测位置偏差的自动测位装置见图。被测工件在传送带上移动，两组光纤传感器的视场分别对准工件的两个边缘，测量工件边缘影响位置的变化。

第三篇：传感技术在物联网的应用(杭州传感技术高峰论坛)（范文）

感知层由传感器和部分与传感技术连成一体的传感网(无源传感技术)组成，处于三层架构的最底层，这也是物联网最基础的联接和管理对象。最广义来说，传感技术是把各种非电量转换成电量的装置，非电量可以是物理量、化学量、生物量等等。

一说到传感技术，可能大家就会往小的方面想，根据杭州（国际）物联网传感技术高峰论坛提供资料，一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感技术可以是一个“大”的“智能物件”，它可以是一个机器人、一台机床、一列火车，甚至是一个卫星或太空探测器。这也是为什么在DCM划分中用“Device”(设备或装置)来描述物联网底层的原因，笔者认为，这样描述更符合物联网目前的战略地位。

传统的、狭义的传感技术种类已有很多，而且有多种分类方法，例如，可分为有源和无源两大类。有源传感技术将非电量转换为电能量，无源程序传感技术不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量。每一类传感技术又可做进一步细分，如图1所示的生物传感技术、纳米传感技术的细分。物联网关注传感技术的实际应用，下面是我们按应用方式进行的分类。

形形色色的传感技术

生物传感技术:

对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测，涉及的是生物物质，主要用于临床诊断检查、治疗时实施监控、发酵工业、食品工业、环境和机器人等。

汽车传感技术:

它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等。

液位传感技术:

利用流体静力学原理测量液位，是压力传感技术的一项重要应用，适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。

速度传感技术:

是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感技术，适应于速度监测。

加速度传感技术:

是一种能够测量加速力的电子设备，可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析，以及鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。

核辐射传感技术:

利用放射性同位素来进行测量的传感技术，适用于核辐射监测。

振动传感技术:

是一种目前广泛应用的报警检测传感技术，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，用于机动车、保险柜、库房门窗等场合的防盗装置中。

湿度传感技术:

分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件，适用于湿度监测。

磁敏传感技术:

利用磁场作为媒介可以检测很多物理量的传感技术，测量位移、振动、力、转速、加速度、流量、电流、电功率等。

气敏传感技术:

是一种检测特定气体的传感技术，适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。

力敏传感技术:

是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的传感技术，适用于力度监测。

位置传感技术:

用来测量机器人自身位置的传感技术，适用于机器人控制系统。

光敏传感技术:

是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感技术，适用于对光的探测;还可以作为探测元件组成其他传感技术，对许多非电量进行检测。

光纤传感技术:

是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数，适用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。

纳米传感技术:

运用纳米技术制造的传感技术，应用领域为生物、化学、机械、航空、军事等。

压力传感技术:

是工业实践中最为常用的一种传感技术，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

位移传感技术:

又称为线性传感技术，它分为电感式位移传感技术、电容式位移传感技术、光电式位移传感技术、超声波式位移传感技术、霍尔式位移传感技术，主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。

激光传感技术:

利用激光技术进行测量的传感技术，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

MEMS传感技术:

包含硅压阻式压力传感技术和硅电容式压力传感技术，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感技术，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。

半导体传感技术:

利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感技术，适用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程。

气压传感技术:

用于测量气体的绝对压强，适用于与气体压强相关的物理实验，也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。

红外线传感技术:

利用红外线的物理性质来进行测量的传感技术，常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。

超声波传感技术:

是利用超声波的特性研制而成的传感技术，广泛应用在工业、国防、生物医学等。

遥感传感技术:

是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。

高度传感技术:

其原理是测得滑臂与基准线夹角的大小来换算出相应的熨平板高度，用于高度测量。

地磅传感技术:

是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，用于称重。

图像传感技术:

是利用光电器件的光电转换功能，将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号“图像”的一种功能器件，广泛用于自动控制和自动测量，尤其是适用于图像识别技术。

厚度传感技术:

测量材料及其表面镀层厚度的传感技术，用于厚度测量。

微波传感技术:

是利用微波特性来检测一些物理量的器件，广泛用于工业，交通及民用装置中。

视觉传感技术:

能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素，工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。

空气流量传感技术:

是测定吸入发动机的空气流量的传感技术，适用于汽车发动机。

化学传感技术:

对各种化学物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，适用于矿产资源的探测、气象观测和遥测、工业自动化、医学上远距离诊断和实时监测、农业上生鲜保存和鱼群探测、防盗、安全报警和节能等。

第四篇：2011中国国际物联网(传感网)博览会开幕式方案专题

2011中国国际物联网（传感网）博览会开幕式方案

一、时间和地点

（一）时间：2011年10月20日上午9:00—9:15。

（二）地点：

二、责任部门

三、活动安排和责任划分

（一）签到8:10—8:40时。持贵宾请柬的领导在会展中心新馆贵宾厅贵宾签到台签到（贵宾车请从东4门进入）；其他领导和代表在1号馆正门前嘉宾签到台签到。工作人员8:00时前就位。贵宾签到责任部门： 责任领导： 责任人员： 嘉宾签到责任部门： 责任领导： 责任人员：

（二）巡馆9:00―10:00时。国家有关部委及省市领导巡馆，线路安排为： 责任部门： 责任领导： 责任人员：

（三）开幕式10:00-10:15时。持贵宾请柬的领导到主席台出席开幕式，其他领导及嘉宾到广场出席开幕式。责任部门：主席台责任领导： 责任人员：

四、开幕式主持人

（一）主持人：

（二）司仪人员：建议由无锡电视台或者江苏电视台节目主持人担任。

五、开幕式议程（进行同步英语翻译）

（一）乐队奏乐。

（二）司仪人员介绍2011中国国际物联网（传感网）博览会概况。

（三）司仪人员宣布开幕式开始，介绍到会领导及嘉宾。

（四）司仪人员请主持人主持开幕式，介绍到会主要领导及嘉宾。

（五）主持人请市某领导致欢迎辞。

（六）省政府领导致开幕辞。

（七）国部委领导致辞。

（八）市委某领导宣布2011中国国际物联网（传感网）博览会开幕。

（九）鸣电子礼炮，军乐队奏乐。

（十）司仪人员宣布开幕式结束。

（十一）开幕式结束后进行现场文艺演出。

注：对于网站上“大会主要活动”上面提到在开幕式上加“组委会将邀请五位重量级嘉宾从制度、技术、标准、应用、产业链培育等多个角度全方位解读物联网技术应用及其商业化的前景”一项议程。考虑到开幕式只有15分钟的关系，建议加长开幕式的时间或者将这里的五位代表的人数改为一人。环节就放在第七项国部委领导致辞后面，当然这些都只是我的建议！

六、出席开幕式人员安排

（一）在主席台出席开幕式的领导。1.国家有关部委领导。2.省级领导。

3.江苏省有关厅局领导。

4.各国领事馆领事来宾、国际友人。5.台湾地区贵宾。6.省外代表团领导。7.市级领导。

8.各省、州（市）领导。9.高等院校、科研院所领导。10.企业代表。11.其他代表。

（二）出席开幕式的嘉宾。

1.无锡市各县（市）区党政主要领导、分管领导。2.台湾地区参展参会代表。3.各参展企业代表。

4.各省、州（市）、县（市）区参会代表。5.参展企业代表。

6.组委会成员单位工作人员和相关单位组织参观人员。7.新闻媒体单位代表和记者。8.其他参会代表。9.参观群众。

七、准备工作及责任划分

（一）迎接、引导、陪同国家有关部委领导和省市领导进场、进入贵宾厅、巡馆、出席开幕式，安排领导站位等。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（二）布置主席台，安排礼仪、音响、话筒、演奏、鸣放礼炮等。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（三）布置现场环境，布置空飘、布标、横幅、广告等。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（四）邀请领导，准备出席人员名单，签到。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（五）准备贵宾休息厅、茶点。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（六）礼品准备及发放。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（七）召集和组织现场参会嘉宾。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（八）安排现场文艺演出和联络司仪人员。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（九）现场英语翻译。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（十）安全保卫工作。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（十一）开幕式主持词、欢迎词、开幕词、介绍词等文书起草。责任部门： 责任领导： 责任人员：

（十二）工作牌、证及门票管理发放。责任部门： 责任领导： 责任人员：

八、现场指挥工作 开幕式总指挥:一名 开幕式副总指挥:若干

特色安排：

为了突出本次博览会“应用，让物联网从概念走向现实”的主题，设计将物联网的应用结合到开幕式中。

一、主席台嘉宾智能定位 考虑到以往电视台在做大会现场直播或者视频采集时，由于来访嘉宾涉及的面较广，出席的时间又较集中。摄影师往往不能够准确的定位到主持所介绍的在主席台上贵宾和领导，往往出现张冠李戴的插曲。

建议对出席主席台上嘉宾做智能人员定位系统，用相对精准的wlan定位技术进行准确定位。首先给贵宾所发的贵宾卡中增加一张RFID射频识别卡。并写入该贵宾简单信息，确保一卡对应一人。将主席台划分为多个小的虚拟区域，每域大小0.7×0.5平米（一个身位）。将贵宾按照身份做好位置安排，每个区域固定到每个人。在主席台正面加一对大英寸电视机，一个面向主席台一个面向观众。在领导在领导走上主席台时（携邀请函）面向主席台的电视会以点状图的形式显示领导的位置和移动情况。当领导、贵宾的站位出现与事先划分的虚拟区域不对应的话将以红色点状显示，对则以绿色。最好能够做到系统与摄像师的相机联动，将主持人读到的贵宾位置传给摄像师，摄像师准确抓拍镜头。

二、智能展厅展示

做一套智能展厅系统，在展区内外部署包括温度感应系统，声控系统，二氧化碳感应系统等智能感知终端实时采集展厅内外环境情况，并加入温馨提示提示我们适宜穿什么样的衣物等信息。信息是用在主席台和各处放置的LED显示屏显示。同时滚动显示展区内实时人数。在主席台前面布一个大型展示塔，展示展厅各处高清摄像头的工作情况。

三、辅助方案

在市领导宣布此次览会开幕之后，可以添加一个启动展会开幕球（门）的环节，往常这环节大都有一个或一群领导开启。但我觉得物联网是个朝阳的产业，应该以一种崭新的创新的形象面向世人。建议这个环节用一个儿童去做，同时配以个拥有人工智能的机器人完成。

1、机器人事先做好儿童的声音的录音于甄别。录音内容“物联网快来吧！（可变）”

2、主持人走到机器人面前去试图启动机器人(各种花样)，机器人不予理睬。

3、上来一个天使般可爱的孩子，他走到机器人面前朝着机器人笑了笑然后大声喊出：“物联网，快来吧！”

4、机器人突然启动，孩子拉着他一起走上前启动开幕式球（门）。（鸣礼炮、撒彩带、响烟花）

【完】

设计者：王迪

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第五篇：光纤传感实验报告

光纤传感实验报告

１、基础理论 1 1、1 1 光纤光栅温度传感器原理

1、１、1 光纤光栅温度传感原理 光纤光栅得反射或者透射峰得波长与光栅得折射率调制周期以及纤芯折射率有关,而外界温度得变化会影响光纤光栅得折射率调制周期与纤芯折射率，从而引起光纤光栅得反射或透射峰波长得变化,这就是光纤光栅温度传感器得基本工作原理.光纤 Bragg 光栅传感就是通过对在光纤内部写入得光栅反射或透射 Brａｇg 波长光谱得检测，实现被测结构得应变与温度得绝对测量。由耦合模理论可知，光纤光栅得 Bragｇ中心波长为

式中 Λ为光栅得周期;nｅff 为纤芯得有效折射率。外界温度对 Bｒａgg 波长得影响就是由热膨胀效应与热光效应引起得。由公式(1）可知,Bｒagg 波长就是随与而改变得。当光栅所处得外界环境发生变化时,可能导致光纤光栅本身得温度发生变化。由于光纤材料得热光效应，光栅得折射率会发生变化;由于热胀冷缩效应，光栅得周期也会发生变化，从而引起与得变化，最终导致 Brａｇg 光栅波长得漂移。

只考虑温度对 Bragｇ波长得影响，在忽略波导效应得条件下,光纤光栅得温度灵敏度为

式中Ｆ为折射率温度系数;α 为光纤得线性热膨胀系数；p１1 与 p12 为光弹常数。

由式（2)可知光纤光栅受到应变作用或当周围温度改变时，会使 n eｆf 与发生变化,从而引起Ｂｒａgg 波长得移动。通过测量Ｂrａｇg 波长得移动量,即可实现对外部温度或应变量得测量。

1、1、2 光纤光栅温度传感器得封装 为满足实际应用得要求,在设计光纤光栅温度传感器得封装方法时，要考虑以下因素:(1)封装后得传感器要具备良好得重复性与线性度;(2）必须给光纤光栅提供足够得保护,确保封装结构要有足够得强度;(3）封装结构必须具备良好得稳定性,以满足长期使用得要求。为了能够有效起到增敏作用一般采用合金、钢、铜、铝等热膨胀系数大得材料对光纤光栅进行封装。

１、１、2、1 蝶形片封装

1、1 蝶形片封装 光纤预拉后两头用环氧树脂固定在蝶形片上，中间光栅工作区悬在槽内,测量时将蝶形片固定在待测物体上。

1、1、2、2 套管封装 套管分装一类就是在套管内填充环氧树脂进行温度补偿式分装,另一类就是套管封装。

1、２钢管内腔充满环氧树脂封装

1、3 管式封装 1、1、2、３其她封装方式 考虑到待测物及增敏敏效果等其她因素，还有其她一些特殊封装方式。

2、光纤光栅温度传感器得具体实验 2 2、1 1 实验目得

(1)掌握光纤光栅温度传感器得基础理论知识（２)验证光纤光栅温度传感器相关理论（３)对比光纤光栅温度传感器在不同封装情况下传感效果（4)学会各类仪器得造作与使用（5)学会相关数据处理方法 2 2、2 2 实验器材

温控箱、波长解调仪、两只支光纤光栅传感器(一支经过增敏镀膜处理)、相关软件 2 2、2 2 实验过程

2、1 实验系统组成结构图(1）将各类器件按结构图连接好，将 Bｒaｇg 光栅温度传感器放入温控箱内,检查温控箱气密性。

(2)打开数据采集软件、解调仪,检查传感器联通情况。

(３)打开温控箱电源进行升温实验,温度从 30°到 80°每次１0°递增。

（4）温控箱温度恒定时记录数据采集软件相关数据。(记录时间间隔 1－1000ms)（5)达到８0 摄氏度后，进行降温实验,温度从 80°到 3０°每次 1０°递减．(6)温控箱温度恒定时记录数据采集软件相关数据。

(7）数据处理与分析 ２、３采集数据

（一)升温

℃

4０ ℃

℃

℃

７0 ℃

℃

温度:℃

波长:nm

１ 1３19、7852 1３19、８801 1319、９75 132０、0745 １32０、19 13２0、３４11 1 0 0、0949 0、1898 0、2８93 0、４０48 0、５５59 ２ １３2０、5314 1３20、６３９８ 1320、７45 13２０、8５7 1３20、975 １３21、１0１9 2 0 0、1084 0、21３６ 0、325６ 0、4436 ０、57０５（二）降温

８0 ℃

℃

6０ ℃

５0 ℃

℃

3０ ℃1３20、3411 1３20、１9 1320、074５ １３1９、９７5 13１9、880１ １３19、７８52 1 0、5559 0、4048 0、2893 ０、１89８ 0、０９49 ０ 2 1321、１019 １320、９7５ 132０、85７ 1320、74５ 13２0、63９８ 13２０、531４ 2 0、570５ 0、4436 0、325６ 0、2１36 ０、1084 0 温度:℃

波长:nm 2 2、2 两种封装光纤光栅升温波长输出对比

ﻬ２、4 4 实验数据 分析

传感器得静态特性就是表示传感器在被测输入量得各个值处于稳定状态时得输入一输出关系.衡量传感器静态特性得主要技术指标就是:线性度、灵敏度、迟滞与重复性。

2、4、１线性度 线性度又称非线性,就是表征传感器输出一输入校准曲线与所选定得拟合直线之间吻合程度得指标。通常用相对误差来表示线性度,即

式中,△ｍａx 为输出平均值与拟合直线间得最大偏差;为理论满量程输出.本次实验采用最小二乘法直线法。2、４

正常封装传感器升温波长2、4 正常封装传感器升温波长增量图

从图中可以瞧出,正常封装传感器得灵敏度就是 S=0、０1０89，线性度=99、748%。2、5 5 增敏封装传感器升温波长变化量图

从图中可以瞧出，增敏封装传感器得灵敏度就是 S＝0、０1１26，线性度=９9、693%。2、6 正常封装传感器降温波长变化量图

从图中可以瞧出,增敏封装传感器得灵敏度就是 S＝0、01０66,线性度=９８、９０6％。

２、7 增敏封装传感器降温波长变化量图

从图中可以瞧出,增敏封装传感器得灵敏度就是 S=０、01134,线性度=99、85２% 测量数据处理汇总表

升温普通 升温增敏 灵敏度提高 降温普通 降温增敏 灵敏度提高 灵敏度 ０、０10８９ 0、01126 3、398％ 0、01066 0、０1１34 6、379% 线性度 ９9、7５% 99、69%

98、9１% 9９、８5%

从表中可以可以瞧出增敏后传感器灵敏度有明显提高。

3、实验结论 1、光纤光栅温度传感器有较好得温度灵敏度;2、升温时与降温时灵敏度数据有差别； 3、通过实验发现不同封装与加工工艺对光纤光栅温度传感器对温度得灵敏度有很大影响，增敏封装后得光纤传感器灵敏度提高比较明显。2、3 两种封装光纤光栅降温波长输出对比