本书介绍了传感器的分类及智能传感器的特点和发展趋势，详细介绍了微电子机械系统的设计方法、电子材料与加工技术，以及主要的智能传感器算法、原理、公式，阐述了智能传感器所用的主流硬件及信号调理技术、通信技术、信号处理技术等，提供了智能传感器的民用、军用及延伸应用案例，可为设计人员和管理人员提供参考，对促进我国物联网健康有序发展具有重要意义。
本书针对智能传感器的设计、制造、应用层面，全面介绍硬件和软件设计等重要理论知识，并根据实际工程介绍智能传感器在物联网中的应用。本书主要面向物联网行业的技术人员，也可以作为电子信息及相关行业的技术人员或学生的参考书。对于从事相关行业的管理和市场营销等工作的读者来说，本书具有较高的参考价值和指导意义。
传感器涉及的技术纷繁复杂，许多专著、文章都对其进行了介绍，本书不再赘述，仅以应用较多的MEMS为例，介绍其在传感器中应用的原理、工艺等。另外，针对智能传感器的设计、制造、应用等，本书较为全面地介绍了信息处理、硬件设计、软件设计等，并根据实际工程，介绍智能传感器在物联网中的应用，为相关行业的技术人员提供参考。
王劲松，博士，研究员，中国电子科技集团公司首席专家（智能传感器领域），中国电子科技集团公司第四十九研究所副总工程师。先后完成30余项国防基础科研、公益性行业（气象）科研专项、科技部重大科学仪器设备开发重点专项等科研项目，获省部级科技进步奖多项。
刘志远，中国电子科技集团公司第四十九研究所科研部部长，研究员，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院博士研究生。主要从事国防传感器与微系统专业研究，承担了包括载人航天在内的多个重大工程传感器项目研制。目前正在开展仿生感知、智能感知、集成感知等前沿感知探测技术研究。
目录
第 1章 概述 001
1.1 传感器的定义 002
1.2 传感器的分类 003
1.2.1 物理量传感器 003
1.2.2 化学量传感器 003
1.2.3 生物量传感器 004
1.2.4 传感器组件 005
1.3 智能传感器 005
1.3.1 智能传感器的概念 005
1.3.2 智能传感器的特点 006
1.3.3 智能传感器的功能 007
1.3.4 智能传感器的实现途径 008
1.4 智能传感器的发展趋势 009
1.4.1 智能传感器的发展历程 010
1.4.2 智能传感器的发展趋势及方向 010
1.4.3 物联网用智能传感器技术的发展重点 011
第 2章 微电子机械系统 014
2.1 概述 014
2.2 MEMS的设计方法 016
2.2.1 设计流程 016
2.2.2 MEMS工艺集成化设计 017
2.2.3 材料和工艺选择 020
2.3 电子材料与加工技术 021
2.3.1 电子材料及其淀积 021
2.3.2 图形转移 023
2.3.3 电子材料的刻蚀 024
2.3.4 半导体中的掺杂 026
2.3.5 晶圆键合 029
第3章 智能传感器标准 031
3.1 概述 031
3.1.1 智能传感器标准及专利进展 031
3.1.2 无线传感器网络标准化协议分析 033
3.2 IEEE 1451标准 040
3.2.1 概述 040
3.2.2 IEEE 1451的特点 044
3.2.3 国内外应用情况 045
3.2.4 基于IEEE 1451标准的智能传感器 045
3.3 国家标准 049
第4章 智能传感器信号调理技术 054
4.1 电压型 054
4.1.1 放大电路 054
4.1.2 反向放大电路 056
4.1.3 隔离电路 056
4.1.4 滤波电路 057
4.2 电流型 058
4.3 频率型 060
4.3.1 频率测量方法 060
4.3.2 频率型传感器 062
4.4 数字式传感器 063
4.4.1 概述 063
4.4.2 编码器 064
4.4.3 数字接口 071
第5章 智能传感器处理器及其外围电路 089
5.1 常用CPU 089
5.1.1 MCS51系列单片机 089
5.1.2 AT89系列单片机 090
5.1.3 STM32系列单片机 090
5.1.4 其他类型单片机 090
5.2 单片机处理器 091
5.2.1 单片机概述 091
5.2.2 单片机最小系统 092
5.2.3 多功能集成单片机系统 094
5.2.4 单片机在智能传感器中的典型应用 095
5.3 模数转换器 112
5.4 数模转换器 113
5.4.1 转换原理 114
5.4.2 转换方式 114
5.4.3 分类及特点 115
5.4.4 D/A转换器的典型应用电路 115
5.5 存储器 116
5.5.1 存储器结构 117
5.5.2 存储器的相关概念 117
5.5.3 RAM和ROM 117
5.5.4 SRAM和DRAM 118
5.5.5 PROM、EPROM和EEPROM 118
5.5.6 FLASH 118
5.5.7 铁电存储器 119
第6章 智能传感器网络通信 121
6.1 现场总线通信技术 121
6.1.1 HART协议 123
6.1.2 串行通信接口技术 127
6.1.3 CAN总线通信技术 132
6.1.4 ARINC429总线 135
6.2 以太网 140
6.2.1 以太网概述 140
6.2.2 以太网传输过程及实现特点 140
6.2.3 基于以太网的智能传感器的实现 141
6.2.4 以太网温湿压传感器 145
6.3 无线通信技术 146
6.3.1 RFID 146
6.3.2 蓝牙 149
6.3.3 ZigBee 152
6.3.4 无线接口技术 153
6.3.5 LoRa 154
6.3.6 NB-IoT 154
6.4 电力载波通信技术 157
6.5 体域网通信技术 158
第7章 智能传感器的信号处理技术 161
7.1 滤波技术 161
7.1.1 经典滤波器 162
7.1.2 数字滤波 169
7.1.3 自适应滤波 174
7.2 采样技术 178
7.2.1 Nyquist采样定理 178
7.2.2 过采样技术 178
7.2.3 欠采样技术 179
7.2.4 延迟欠采样技术 180
7.3 数据融合技术 181
7.3.1 概率论统计方法 181
7.3.2 逻辑推理方法 185
7.3.3 神经网络方法 190
7.3.4 基于特征抽取的融合方法 194
7.3.5 基于搜索的融合方法 207
第8章 智能传感器的民用 212
8.1 智慧城市 212
8.2 车联网 213
8.3 智能粮仓 215
8.4 智能家居 216
8.5 智能制造 217
8.6 智慧医疗 219
第9章 智能传感器的军用 221
9.1 无人机 221
9.2 水下机器人 227
9.3 战场侦察 228
9.4 军用机器人 230
第 10章 智能传感器的延伸应用 238
10.1 工业互联网 238
10.2 大数据 248
10.3 感知人工智能 248
参考文献 252
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