理论知识准备

1、物联网的细胞——传感器

在物联网世界，让每件物品都具有“感知能力”，就像人有味觉和嗅觉一样，物联网模仿人们的思维能力和执行能力，而这些能力的实现都是要通过感知、网络和应用技术，类似于实现物联网的拟人化，感知层是物联网的底层，但它却是实现物联网全面感知的核心部分，感知层有大量类型的传感器，不同类别的传感器所捕获的信息和格式均不同，接下来，让我们一起走进物联网的细胞——传感器。

传感器（Sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

2、传感器组成

传感器能够感觉外界信息，并能按一定规律将这些信息转换成可用的输出信号的器件或装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成。如图所示

                            

传感器组成框图

·                    敏感元件：敏感元件是传感器中能直接感受被测量的部分，并输出与被测量部分成确定关系的某一物理量。

·                    转换元件：传感器中敏感元件输出的是非电量，转换元件将该非电量转换为电信号，便于传输和测量。例如：应变式压力传感器中的电阻应变片，可以将应变转换成电阻的变化。

·                    转换电路：转换电路将电量参数转换成便于测量的电压、电流、频率等电量信号。例如交直流电桥、放大器、振荡器和电荷放大器等。

3、传感器的分类

在单片机控制的许多应用场合，都要使用传感器来将单片机不能直接测量的信号转换成单片机可以处理的电模拟信号，如压力传感器、温度传感器、流量传感器等。早期的传感器大多为电压输出型，即将测量信号转换为0-5V电压输出，通过模拟/数字转换电路转换为数字信号供单片机读取、控制。但在信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合，电压输出型传感器的使用受到了限制，暴露了抗干扰能力较差等缺点，而电流输出型传感器以其具有较高的抗干扰能力得到了广泛应用。

下图是电压输出传感器和电流输出传感器的应用原理图。图中的传感头和变送器合称为传感器。由两图相比可以看出，电流输出的传感器在变送器内部多一个电压-电流转换器，在接收终端多了一个电流-电压转换器（如若接收终端采集电流，则不需要电流-电压转换器）。这么做主要是为了把电压传输变为电流传输。因为电流传输比电压传输有很多优点。

电压输出传感器的应用原理

电流输出传感器的应用原理

电压输出型压力传感器抗干扰能力差，有时输出的直流电压上还叠加有交流成分，使单片机产生误判断，控制出现错误，严重时还会损坏设备。输出0-5V绝对不能远传，远传后线路压降大，精确度大打折扣。

电流输出、电压输出的传感器都是非常常见的，但是就目前发展趋势来看，电压输出正正在逐步减少，以后可能会退出市场。