本书以物联网为背景，系统全面地介绍了传感器、传感技术、检测技术的基本理论和应用技术，并对传感器新技术做了较深入地探讨，最后给出了传感器在物联网中的应用案例。全书共分为8章，内容包括物联网传感技术概述、物联网检测技术基础、物联网传感器技术、物联网检测技术、物联网传感新技术、物联网通信与网络技术、无线传感器网络、传感器在物联网中的应用等当前物联网传感技术的若干热门课题内容。
本书层次分明，重点突出，结构完整，图文并茂，能让读者较全面地了解物联网中的技术构成、典型硬件和使用方法，以及解决相关实际问题的思路与方法。书中每章附有针对重点和难点的习题和思考题。
本书可作为高等院校物联网工程专业及相近专业的物联网教材，也可作为相关领域的科技工作者和工程技术人员的参考书。

物联网已被公认为是继计算机、互联网和移动通信网之后的世界第三次信息技术革命，成为新经济模式的引擎，有可能带动多个传统行业进入一个崭新的时代。物联网的出现与应用将彻底颠覆人们的日常生活。其应用将深入到物流、家居、交通、环境监测、军事等人类生活的各个方面。传感器作为物联网感知层的基本组成部分，对物联网而言犹如人体的感觉与突触一样重要，是物联网用来感知、识别周围环境的信息生成和采集系统，是物联网的感觉器官，必将成为物联网这一新兴产业优先发展的关键所在。
当今的信息时代，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息交换为中心，“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点已为全世界所公认，传感器技术受到各国，特别是发达国家的重视，我国也将传感器技术列为国家重点发展的项目。近年来，物联网的出现和发展，为传感器技术的研究、应用带来了新的机遇和挑战，那么物联网用传感器到底和原有传感器有何异同？相关传感器的技术基础、种类和特点有哪些？如何将原有传感器应用到物联网中？带着对这些问题的关注，作者从教学实践出发撰写了本书。
由于传感器种类繁多，涉及技术领域宽泛，学科交叉复杂，已经出版的著作中关于传感器的原理、技术、设计、产品大全等已较多，本书不再对各种具体传感器的原理、技术和设计等逐一剖析，而是以物联网为背景，在力求突出共性的基础上，注重各类传感器的机理分析与应用介绍，并择要编入与传感器应用相关的检测和网络通信等内容，同时，考虑到传感技术的飞速发展，对近年出现的传感器新技术也做了介绍。全书共分8章，参考学时48～56学时。各章主要内容概要如下：
第1章 物联网传感技术概述。主要介绍物联网与传感技术的相关概念，物联网的体系结构和关键技术，传感器的组成和分类，传感技术的地位与作用等基础知识；
第2章 物联网检测技术基础。主要介绍物联网检测技术的概念、分类和应用，检测系统的基本构成，物联网检测技术的基础知识，测量误差估计和处理技术等与检测相关的基础内容；
第3章 物联网传感器技术。首先介绍了传感器的动静态特性，在此基础上按原理大分类的方法，介绍了几种常用传感器的感应机理及应用特点，并对一些应用较为广泛的新型传感器做了重点描述，最后介绍了传感器的接口技术；
第4章 物联网检测技术。以检测对象为主线，系统介绍了压力、温度、流量、物位和成分等常见非电量过程参数的检测原理、方法和技术，以及所使用的传感器和仪器仪表等内容；
第5章 物联网传感新技术。为了反映传感器与传感器技术的发展水平，有选择地介绍了部分新技术和新方法，包括智能传感器技术、微电子机械系统（MEMS）技术、多传感器信息融合技术、软测量技术等内容；
第6章 物联网通信与网络技术。主要介绍了当前可应用于物联网的无线通信与网络技术，内容包括无线通信与网络的基本概念、无线个域网、无线局域网、无线城域网、无线广域网等通信网络技术；
第7章 无线传感器网络。由于无线传感器网络是物联网主要的无线通信方式，所以将无线传感器网络作为一章的内容进行介绍，主要包括无线传感网络的基础知识、体系架构、组网技术、支撑技术及传感器网络的设计与开发等内容；
第8章 传感器在物联网中的应用。通过几个实例介绍了传感器在智能家居、智能建筑和智能交通中的应用。
各章之后均附有相应的习题与思考题，供读者融会贯通和巩固所学知识。
本书力求在系统性、前瞻性和应用性等方面形成特色，并做到内容丰富、语言简洁易懂、适用范围广，既可以作为高等院校物联网工程专业的教材或参考书，也可作为电气信息类专业物联网技术课程的教学参考书。
本书由西安建筑科技大学段中兴任主编，宋丽君任副主编。参加编写的有段中兴（第1章、第5章和第8章）、郑普亮（第2章）、宋丽君（第4章、第7章）、丁有军（第3章、第6章）等。全书由段中兴负责统稿。
本书在编写过程中的得到了中国铁道出版社编辑以及诸多朋友的关心和支持，在此表示衷心的感谢。在本书编写过程中，我们参阅了许多教材、著作和论文，在此向相关作者和出版单位致以真诚的谢意。
随着物联网和传感器技术的飞速发展，物联网传感技术的理论与技术水平也必将快速提升。在编撰过程中，尽管我们力求精益求精，及时吸纳最新的研究成果及技术，但由于作者理论水平所限，书中疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者和同仁们批评指正，不胜感激。

编 者
2013年11月

第1章 物联网传感技术概述 1
1.1 物联网概述 2
1.1.1 什么是物联网 2
1.1.2 物联网的体系结构 3
1.1.3 物联网的关键技术 6
1.1.4 物联网面临的挑战与发展趋势 8
1.1.5 物联网的应用 10
1.2 物联网与传感技术 12
1.2.1 传感器的定义 12
1.2.2 传感器的组成与分类 13
1.2.3 传感技术 14
小结 20
习题 20
第2章 物联网检测技术基础 21
2.1 物联网检测技术概述 22
2.1.1 检测的基本概念 22
2.1.2 检测技术分类 22
2.1.3 检测技术的地位和作用 23
2.1.4 检测技术的特点与发展 24
2.2 物联网检测系统的基本构成 26
2.2.1 检测系统的硬件平台 26
2.2.2 检测系统的软件平台 30
2.3 物联网检测技术的基础知识 31
2.3.1 检测系统的测量误差 31
2.3.2 检测系统的测量方法 35
2.3.3 检测系统的基本特性 37
2.3.4 理想的检测系统 43
2.4 测量误差估计和处理 43
2.4.1 随机误差及其处理 44
2.4.2 粗大误差的处理准则 49
2.4.3 系统误差的处理 51
2.4.4 测量误差的合成与分配 53
2.4.5 测量不确定度及其评定 54
2.4.6 测量数据处理 57
小结 59
习题 60
第3章 物联网传感器技术 61
3.1 传感器的特性 62
3.1.1 静态特性 62
3.1.2 动态特性 63
3.2 常用传感器简介 64
3.2.1 结构型传感器 64
3.2.2 物性型传感器 68
3.2.3 固态传感器 71
3.3 新型传感器简介 81
3.3.1 超声波传感器 81
3.3.2 核辐射传感器 84
3.3.3 生物传感器 87
3.3.4 光纤传感器 91
3.3.5 CCD传感器 95
3.4 传感器的接口技术 100
3.4.1 检测信号的放大 100
3.4.2 信号的采样/保持 103
3.4.3 滤波 106
小结 108
习题 108
第4章 物联网检测技术 109
4.1 压力检测技术 110
4.1.1 概述 110
4.1.2 常用压力检测仪表 111
4.1.3 压力检测仪表的选择与安装 118
4.2 温度检测技术 119
4.2.1 概述 119
4.2.2 接触式测温方法 120
4.2.3 辐射法测温 125
4.3 流量检测技术 128
4.3.1 流量检测的基本概念 128
4.3.2 流量测量仪表 131
4.3.3 流量计的校准与标准装置 135
4.4 物位检测技术 136
4.4.1 液位检测 137
4.4.2 料位检测 142
4.4.3 相界面检测 144
4.4.4 物位测量仪表的分类与选用 146
4.5 成分检测技术 146
4.5.1 热导式气体分析仪器 146
4.5.2 红外式成分检测 149
4.5.3 水及大气环境质量检测 151
小结 153
习题 155

第5章 物联网传感新技术 157
5.1 智能传感器技术 158
5.1.1 智能传感器概述 158
5.1.2 智能传感器的构成、功能和特点 158
5.1.3 智能传感器的功能实现 163
5.1.4 典型智能传感器简介 180
5.2 微电子机械系统（MEMS）技术 186
5.2.1 概述 186
5.2.2 MEMS的发展概况 187
5.2.3 MEMS传感器的分类 189
5.2.4 典型MEMS传感器 190
5.3 多传感器信息融合技术 198
5.3.1 概述 198
5.3.2 多传感器信息融合分类和结构 198
5.3.3 多传感器信息融合方法 201
5.3.4 多传感器融合实例 208
5.4 软测量技术 209
5.4.1 软测量概述 209
5.4.2 软测量技术基本原理 210
5.4.3 辅助变量的选择 211
5.4.4 数据采集及预处理 211
5.4.5 软测量模型的建立 212
5.4.6 软测量模型的在线校正 215
小结 216
习题 217
第6章 物联网通信与网络技术 219
6.1 概述 220
6.1.1 无线通信技术 220
6.1.2 无线网络技术 221
6.1.3 无线通信网络技术的发展 222
6.2 无线个域网 223
6.2.1 IEEE 802.15.4标准 223
6.2.2 Zigbee技术 225
6.2.3 蓝牙技术 226
6.2.4 超宽带技术 226
6.3 无线局域网 227
6.4 无线城域网 229
6.4.1 无线城域网标准系列 229
6.4.2 IEEE 802.16协议体系结构 229
6.4.3 WiMAX网络构建 232
6.5 IMT-Advanced系统 234
6.6 3G网络 240
小结 242
习题 242

第7章 无线传感器网络 243
7.1 传感器网络概述 244
7.1.1 传感器网络的基本组成 244
7.1.2 传感器网络的特征 245
7.1.3 传感器网络的应用领域 246
7.1.4 传感器网络的发展 248
7.2 传感网的体系结构 248
7.2.1 传感器网络协议体系结构 248
7.2.2 传感器网络的拓扑结构 250
7.3 传感器网络的通信与组网技术 252
7.3.1 物理层 252
7.3.2 MAC协议 255
7.3.3 路由协议 264
7.4 传感器网络的支撑技术 265
7.4.1 时间同步机制 265
7.4.2 定位技术 267
7.4.3 能量管理 270
7.4.4 安全机制 272
7.5 传感器网络系统设计与开发 273
7.5.1 传感器网络设计要求 273
7.5.2 传感网系统硬件设计 274
7.5.3 传感网操作系统和软件开发 276
小结 278
习题 279
第8章 传感器在物联网中的应用 281
8.1 传感器在智能家居中的应用 282
8.1.1 传感器在家用电器中的应用 282
8.1.2 传感器在家庭安全方面的应用 288
8.2 传感器在智能建筑中的应用 290
8.2.1 楼宇自控系统常用设备 291
8.2.2 新风机组监控系统 294
8.2.3 变风量空调自动控制系统 295
8.2.4 供热系统的控制 297
8.2.5 建筑给排水监控 298
8.2.6 智能照明控制系统 301
8.3 传感器在智能交通中的应用 302
8.3.1 智能交通的体系框架 303
8.3.2 智能交通中的传感器技术 307
8.3.3 基于磁阻的交通信息采集系统 311
小结 316
习题 316
参考文献 317

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1段中兴 博士 副院长 工作单位西安建筑科技大学 邮政编码 电话13572220853 2 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话