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文檔簡介
《比爾蓋茨的豪宅》--傳感器課程大綱主講人:林榮鍶課前故事分享-猶太人的教育開題陳詞:兩個(gè)關(guān)鍵字:比爾蓋茨,房價(jià)。視頻播放-《比爾蓋茨的豪宅》比爾蓋茨豪宅的總體介紹比爾蓋茨的豪宅部分傳感器應(yīng)用,分為五點(diǎn)。異想天開環(huán)節(jié)你認(rèn)為傳感器將在未來有什么樣的應(yīng)用,傳感器將怎樣改變我們生活的方方面面,比如以后的家庭環(huán)境?大膽設(shè)想一種傳感器在未來世界中的應(yīng)用!世博會中哪些場館的哪些設(shè)備用到了最新的傳感器技術(shù)!物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有趣的傳感器應(yīng)用介紹??偣彩嵌嗫睢W鹬卣n本—技術(shù)環(huán)節(jié)。圖文天下視頻播放5個(gè)課程總結(jié)老師點(diǎn)評敬愛的##老師,各位同學(xué),早上好:謝謝老師能給我這么一次機(jī)會,也很感謝在座的托兒們能夠光臨捧場,我也很高興有這么一次機(jī)會,來和大家分享我努力的成果。說實(shí)話,我挺珍惜這樣的機(jī)會的,因?yàn)槲矣X得每次上臺講課,都是一次很好的鍛煉機(jī)會。有一次,我記得楊晶同學(xué)曾經(jīng)問我。我的厚臉皮怎么那么厚?今天我想告訴他,其實(shí)你多上幾次臺就會變得更我一樣厚顏無恥。開個(gè)玩笑! 上過我的課的同學(xué),應(yīng)該知道,我的風(fēng)格應(yīng)該是很opening,所以上課的時(shí)候應(yīng)該是很happy。我也會想方設(shè)法的讓每個(gè)同學(xué)都參與進(jìn)來。所以上課前,陳亮同學(xué)一直很忐忑不安,一直哀求我:榮鍶啊,這次不要問我啦,不要問我啦!但我這個(gè)人又有個(gè)不好的習(xí)慣,你要是越不會我越喜歡叫你回答。所以要是你很踴躍的舉手,然后喊道“我來我來。我會很不屑的跟你說一聲:滾。所以大家要是不想回答還是積極點(diǎn)。 在課前,我也和我們可愛的蘇文灶老師合計(jì)了一下,那么他呢?今天扮演的是一個(gè)評委的角色,你們的表現(xiàn),他看在眼里,會酌情給表現(xiàn)積極的人加分。老師!是這樣的吧。 于此同時(shí),我也將延續(xù)我的風(fēng)格,買了一些獎(jiǎng)品來犒勞大家。我想應(yīng)該也只有我才有這么人性化的課堂了。一.開題陳詞在上課之前先跟大家分享一個(gè)故事,大家都知道猶太人么,可能大家都知道猶太人特別聰明,都很有商業(yè)頭腦。但是你們可能不知道猶太民族卻是一個(gè)苦難深重的民族,在這個(gè)民族4000多年的歷史中,有2000多年他們沒有家園,流離失所。他們遭遇過形形色色的排猶主義,在二戰(zhàn)中,600多萬人死于納粹魔掌之下。然而,這樣一個(gè)在夾縫中求生的民族,卻為世界文明做出了巨大的貢獻(xiàn),。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì):從諾貝爾獎(jiǎng)設(shè)立以來,猶太人(或者說猶太裔)就有152位,占總獲獎(jiǎng)人數(shù)的22.35%。其中獲物理學(xué)獎(jiǎng)的有39人,占物理學(xué)獲獎(jiǎng)總數(shù)的24%;化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)?3人,占16.8%;生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獲獎(jiǎng)?wù)?1人,占29.1%;經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者18人,占47.37%;文學(xué)獎(jiǎng)獲得者12人,占13%;和平獎(jiǎng)獲得者9人,占10.98%。讀幾個(gè)名字:比如馬克思。怎么沒有尖叫。愛因斯坦??ǚ蚩ǖ鹊亩际谴笈?,難怪阿道夫·希特勒想把這個(gè)民族統(tǒng)統(tǒng)的干掉,弄了很多的集中營,非常殘忍的把他們都?xì)⒑?,但是這個(gè)不是我要講的重點(diǎn),重點(diǎn)是,這個(gè)民族,他們經(jīng)過兩千多年的顛沛流離,他們沒有祖國,沒有依靠的從一個(gè)國家遷徙到另一個(gè)國家。在這樣的情況下,一個(gè)民族的文化和歷史往往很容易被時(shí)間沖淡和固化,很容易淹沒在其他國家文物和歷史中,但是事實(shí)上沒有,反而他們將猶太人的那種文化和精神一直傳承下去,然而這些得益于他們對教育的重視,第一個(gè)故事:據(jù)說在每一個(gè)猶太人的家里,當(dāng)孩子剛剛懂事時(shí),母親就會翻開<圣經(jīng)>,將一滴蜂蜜灑在上面,然后,讓孩子去吻<圣經(jīng)>上的蜂蜜.接著,母親會告訴孩子:孩子啊,書本是甜的.這只是他們傳統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)習(xí)俗。但是卻折射出他們對知識的追求。猶太人家庭的孩子,小時(shí)候幾乎都要回答這個(gè)問題:"假如有一天你的房子被燒毀了,你的財(cái)產(chǎn)被搶光了,你將帶著什么東西逃命呢?"如果孩子回答是金錢和珠寶,母親就會十分耐心的改善孩子:孩子,你要帶走的不是金錢也不是珠寶,而是智慧,因?yàn)橹腔凼侨魏稳硕紵o法強(qiáng)走的,你只要活著,智慧就永遠(yuǎn)伴隨著你.由于歷史的原因,猶太人常常會遭到迫害,往往流離失所,甚至家破人亡,于是,追求智慧和汲取知識成了他們一種立身之本.還有,猶太人死了之后,每個(gè)棺材里面都會放幾本書,因?yàn)樗麄冋f,在夜深人靜的時(shí)候,死者會從棺材里面爬出來讀書。這樣他的靈魂才會永生。當(dāng)然這也只是一個(gè)傳說而已。塔木德中也有這么一句話“如果你擁有了知識,你還缺少什么,如果你缺少了知識,你還擁有什么。以上內(nèi)容跟傳感器沒什么聯(lián)系,但是我很想抓住這個(gè)機(jī)會,告訴大家,其實(shí)學(xué)習(xí)不僅僅在學(xué)校,在老師,更多的需要我們?nèi)プ约簩W(xué)習(xí),畢業(yè)之后,大家不要以為可以不要學(xué)習(xí)了,相反,你需要學(xué)習(xí)更多的東西。自己去學(xué)。標(biāo)題是:比爾蓋茨的房子,我覺得這個(gè)標(biāo)題很刺眼,這個(gè)人應(yīng)該會認(rèn)識吧,先說比爾蓋茨這個(gè)人物,身于1955年,1975年退學(xué),和他的朋友保羅·艾倫創(chuàng)辦了微軟。現(xiàn)在是世界第二富??梢哉f光芒萬丈,年少輕狂的我。我也曾假象過退學(xué)創(chuàng)業(yè),后來想想,還是算了??赡軐W(xué)習(xí)比爾蓋茨退學(xué)容易,但是成為世界首富就不是那么容易了。畢竟這個(gè)機(jī)會不是人人都有的。再過235天大家就要畢業(yè)了,其實(shí)再過99天這個(gè)學(xué)期也要結(jié)束了,出了校園,就是八仙過海各顯神通的時(shí)候,混的好,混的壞,誰也說不準(zhǔn)。說不定我們底下以后就是一個(gè)首富級人物呢。勇哥哦第二個(gè)關(guān)鍵詞是:房價(jià),這個(gè)詞語可能分量也不輕,這個(gè)房價(jià)漲的比什么都快。上海,北京房價(jià)你們知道已經(jīng)多少錢了嗎?均價(jià)2.3萬每平方,什么概念,要是你每個(gè)月工資5000元,你要奮斗4個(gè)月零9天,才能搞到一平方米。如果以這樣的進(jìn)度,如果你想住100平的房子,你要四十年的過程。不住上海吧,現(xiàn)在福州均價(jià)也要89千,要買一套房子確實(shí)不是一件容易的事情,當(dāng)然,我也說過,除非你是富二代啊。由于房價(jià)猛漲,這個(gè)墓地的價(jià)格也是暴漲,有人感嘆道,死不起啊。大家是不是有點(diǎn)失落,是不是有點(diǎn)感覺到不安,那好,那我們就帶著這份不安與躁動(dòng)來學(xué)習(xí)這堂課。接下來讓你給我進(jìn)入正題,先看一段視頻二.先來看一段視頻”比爾蓋茨的豪宅”怎么樣?都是英文的,聽的懂嗎?聽不懂啊?目的達(dá)到了,因?yàn)橹挥羞@樣我接下來的介紹才有價(jià)值。三.比爾蓋茨豪宅總體介紹老畢的豪宅位于美國西雅圖的華盛頓湖畔,從市區(qū)開車只需25分鐘。這座占地面積約6600平方米、經(jīng)過7年時(shí)間精心打造的湖濱別墅前臨水、后倚山,易守難攻、招財(cái)納庫建筑物地上四層,外觀呈現(xiàn)“西北太平洋岸別墅”風(fēng)格,林木蓊郁、氣象萬千。,總計(jì)花費(fèi)九千七百萬美金,折合臺幣大約三十四億元,足以買下一家國內(nèi)中小型上市公司。蓋茨的家是智能化的典范,隨處可見高科技的影子。整個(gè)建筑根據(jù)不同的功能分為12個(gè)區(qū),通道出口處都裝有機(jī)關(guān):來訪者通過出口,就會產(chǎn)生其個(gè)人信息,包括他的指紋等,這些信息會被作為來訪資料儲存到電腦中。每個(gè)來賓必須佩戴專門的胸針,別小看它,如果沒了它,訪客就會被系統(tǒng)確認(rèn)為入侵者,電腦就會通過網(wǎng)絡(luò)報(bào)警。所以,聰明的小偷絕不會光顧這個(gè)代表頂尖科技的房屋。如此強(qiáng)大的功能,但你卻看不見屋內(nèi)有任何電纜,因?yàn)殚L達(dá)53公里長的電纜全部被埋在地板下方。而地板也不僅是起裝飾作用,它是一個(gè)巨大的傳感器:當(dāng)有人走進(jìn)房間時(shí),地板會根據(jù)陽光的強(qiáng)度,來調(diào)節(jié)房間內(nèi)的燈光亮度以及空氣溫度、濕度。蓋茨的豪宅智能化程度最高的部分首推會議室,這個(gè)房間可隨時(shí)高速接入互聯(lián)網(wǎng),24小時(shí)為蓋茨提供一切他需要的信息。蓋茨可以隨時(shí)召開網(wǎng)絡(luò)視頻會議,與幕僚商議微軟大事。同時(shí),這個(gè)房間內(nèi)的計(jì)算機(jī)還可以通過遍布整個(gè)建筑物內(nèi)的傳感器,自動(dòng)記錄整座住宅的動(dòng)靜。進(jìn)入會客大廳,最醒目的是墻壁上40平方英寸的背股式電視,這里大到足夠舉行一場150人的雞尾酒會。蓋茨的商業(yè)級廚房可為100多人提供飲食服務(wù)。當(dāng)然,也有一個(gè)可容納24人的專用餐廳來享受壁爐晚餐。蓋茨在回家的途中,就可以通過智能住宅系統(tǒng)遙探家中的一切,包括讓浴池的水自動(dòng)調(diào)溫、囑咐廚房的工作人員準(zhǔn)備晚飯等等。智能豪宅里惟一帶有傳統(tǒng)意味的事物是一棵百年老樹,住宅里的傳感器竟然能根據(jù)老樹的需水情況,實(shí)現(xiàn)及時(shí)、全自動(dòng)澆灌!從兩大信息龍頭的積極動(dòng)作看來,如果位于臺北內(nèi)湖的“數(shù)字家庭體驗(yàn)中心”,是數(shù)字生活概念落實(shí)的起點(diǎn),那么,微軟董事長比爾蓋茨那幢座落在西雅圖,被喻為未來生活預(yù)言的科技豪宅,似乎就是數(shù)字家庭概念往后的必然發(fā)展方向。從投資的角度來說,各界專家尋找已久,期望引爆多種產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生革命性增長的“殺手級應(yīng)用”,或許就存在于比爾蓋茨豪宅的隨處角落,現(xiàn)在,就請讀者跟著我們的腳步,走進(jìn)蓋茨豪宅,發(fā)現(xiàn)未來科技的主流趨勢,找到最有利的投資方向。智者樂水,蓋茨傍水而居,豪宅座落于華盛頓湖東岸,蓋茨把岸邊小山挖去一半建構(gòu)豪宅,于是,前臨水、后倚山,好個(gè)易守難攻、招財(cái)納庫的絕妙風(fēng)水。整座宅第大約占地六萬六千平方英呎,耗時(shí)七年興建完成,據(jù)說,總計(jì)花費(fèi)九千七百萬美金,折合臺幣大約三十四億元,足以買下一家國內(nèi)中小型上市公司。這座被當(dāng)?shù)厝朔Q為“大屋”(BigHouse)的豪宅,“大”僅是其特色之一,真正令人贊嘆的,是這座豪宅的“人工智能”。四.比爾蓋茨豪宅傳感器的應(yīng)用接下來我們將升入剖析這個(gè)比爾蓋茨的家關(guān)于傳感器的部分。很遺憾網(wǎng)上資料太少了,我也沒有機(jī)會大老畢家去一趟。雖然他多次邀請我,那我就介紹個(gè)皮毛。第一點(diǎn):傳感器胸針:老畢身為全球信息業(yè)的領(lǐng)航人,這幢豪宅的高科技設(shè)備自然不同凡響。當(dāng)你進(jìn)去老畢的家的時(shí)候從一進(jìn)門開始,就會領(lǐng)到一個(gè)內(nèi)建微芯片的胸針,這個(gè)胸針其實(shí)就是一個(gè)傳感器,可以預(yù)先設(shè)定你偏好的溫度、濕度、燈光、音樂、畫作等等條件;無論你走到哪里,內(nèi)建的傳感器就會將這些數(shù)據(jù)傳送至WindowsNT系統(tǒng)的中央電腦,將環(huán)境調(diào)整到賓至如歸的境地。因此當(dāng)你踏入一個(gè)房間,藏在壁紙后方的揚(yáng)聲器就會響起你喜愛的旋律,墻壁上則投射出你熟悉的畫作;此外你也可以使用一個(gè)隨身攜帶的觸控板,隨時(shí)調(diào)整感覺。甚至當(dāng)你在游泳池戲水時(shí),水下都會傳來悅耳的音樂。整座建筑物埋設(shè)了84公里長的光纖纜線;但有趣的是,墻壁上看不到任何一個(gè)插座,因?yàn)樯w茨不喜歡“亂糟糟”的感覺。:第二點(diǎn)“地板是一個(gè)巨大的傳感器:當(dāng)有人走進(jìn)房間時(shí),地板會根據(jù)陽光的強(qiáng)度,來調(diào)節(jié)房間內(nèi)的燈光亮度以及空氣溫度、濕度。同時(shí),地板能在6英寸的范圍內(nèi)跟蹤到人的足跡,在感應(yīng)到有人到來時(shí)就自動(dòng)打開照明,離去自動(dòng)關(guān)閉。同時(shí),中央處理器根據(jù)屋外的氣象感知器,控制室內(nèi)的溫度和通風(fēng)的情況第三點(diǎn):床邊的傳感器,壓力傳感器襯墊于主臥床的任何一邊,當(dāng)您在夜晚起床時(shí),壓力傳感器會感覺到,從而將地腳燈和走道燈緩慢點(diǎn)亮到設(shè)定的亮度值,當(dāng)壓力傳感器感知不到人的壓力時(shí),燈光在設(shè)定的延時(shí)后將熄滅。該系統(tǒng)可設(shè)第四點(diǎn):門磁傳感器,把運(yùn)動(dòng)傳感器安裝在步入式壁櫥時(shí),可在人走入壁櫥時(shí)將壁櫥內(nèi)的燈光自動(dòng)點(diǎn)亮到指定亮度,在人離開15分鐘后,將壁櫥內(nèi)的燈光關(guān)閉。傳感器可根據(jù)晝夜不同時(shí)段增加或降低亮度值第五點(diǎn):比爾蓋茨的智能豪宅里惟一帶有傳統(tǒng)意味的事物是一棵百年老樹,住宅里的傳感器竟然能根據(jù)老樹的需水情況,實(shí)現(xiàn)及時(shí)、全自動(dòng)澆灌。六.異想天開你認(rèn)為傳感器將在未來有什么樣的應(yīng)用?大膽設(shè)想一下傳感器在未來世界中的應(yīng)用。或者你在電影中看到哪些傳感器的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):物聯(lián)網(wǎng)將怎么改變我們的生活物聯(lián)網(wǎng):在美國出差的李先生收到了發(fā)自南京的兩條短信。一條來自于他位于新街口的辦公室里,信息顯示,辦公室被一竊賊闖入,竊賊正試圖打開他的保險(xiǎn)柜;另一條短信則讓他有些哭笑不得:遠(yuǎn)在鼓樓區(qū)的家中,尿尿之后的寶寶被凍得哇哇大哭。李先生沒有慌張,先是通過短信回復(fù),指示保險(xiǎn)柜“進(jìn)攻”,結(jié)果辣椒水噴出,連接110指揮中心的報(bào)警聲一并響起,竊賊落荒而逃;接著,李先生趕忙打電話給家中戴著耳機(jī)貪玩的小保姆,提醒她盡快給寶寶換紙尿褲。這是8月30日中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心主任劉海濤向記者描述的一番情景。這位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家表示,上述情景并無夸張成分,或許不久它就會出現(xiàn)在我們的生活中間。那將是一個(gè)神奇的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)的英文名稱為"TheInternetofThings”,簡稱:IOT。物聯(lián)網(wǎng)通過傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等技術(shù),實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息,通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入,實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接,實(shí)現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感知、識別技術(shù)與普適計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用,被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò),不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)也被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展。因此應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心,以用戶體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。七.有趣的傳感器應(yīng)用那在接下來的時(shí)間呢,我也將給大家?guī)韼卓钚滦偷膫鞲衅鞯膽?yīng)用,那些以前我們天馬行空的幻想,現(xiàn)在很多都變成現(xiàn)實(shí)。唯一要說明一點(diǎn)的是,一下技術(shù)中是真實(shí)存在的,只是有的圖片很難找,我就用了其他的圖片代替,1.007捕鼠器:A12不是常常老鼠,大一時(shí)候我們也辦過一個(gè)抓老鼠的團(tuán)日活動(dòng)。現(xiàn)在看到這款捕鼠器,才知道自己的設(shè)備很out。請看這款:007捕鼠器。用紅外線“捕鼠”英國反有害動(dòng)物公司蘭托基爾公司最近推出了一款007風(fēng)格的超級捕鼠器,當(dāng)老鼠進(jìn)入捕鼠器中后,里面的紅外線探測器立即就會得到感應(yīng),然后在一秒鐘內(nèi)迅速封死捕鼠器的兩扇門,并釋放出二氧化碳?xì)怏w,讓老鼠在24秒內(nèi)窒息而死。隨后,這種堪稱世界上最先進(jìn)的捕鼠器還會向主人發(fā)出一條電子郵件或手機(jī)短信,通知“老鼠已消滅”,提醒主人來移走老鼠的尸體。,這種高科技捕鼠器,一點(diǎn)也不貴。每臺售價(jià)大約為75英鎊,如果您愿意支付250英鎊的費(fèi)用,那么還能接受一系列的打包服務(wù),包括反有害動(dòng)物專家上門進(jìn)行指導(dǎo)、建議將捕鼠器擺放到哪些最適合的地方等。
2..超級變色衣:依靠傳感器感知環(huán)色彩
美國科學(xué)家研制成功一種可以像變色龍一樣快速改變顏色的衣服,穿衣者只要啟動(dòng)控制器,就能讓這種衣服的顏色變得和周邊環(huán)境一樣。制作變色衣的原料是一種叫做電致變色聚合物的高科技紡織材料,它是一種會隨電流改變色彩的聚合物。變色纖維之所以能變色,是因?yàn)槠渲杏胁簧賯鞲衅鳎軌蚋惺艿街車h(huán)境的顏色,然后指揮材料中的電子排列發(fā)生改變,吸收特定波長的光線,從而改變衣服顯示出來的顏色。3.“傳感器魔鏡”
朋友你想不想知道你年過古稀的時(shí)候是什么樣子,如果你想知道,現(xiàn)在我就想你推薦一款神奇魔鏡。
由法國森哲技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制出的智能魔鏡可以清楚地告訴你未來的長相究竟如何。這面“魔鏡”是由一個(gè)液晶顯示屏、多個(gè)數(shù)碼相機(jī)、傳感器和圖像處理器組合而成。如果你希望通過魔鏡預(yù)知未來的模樣,就必須做好隨時(shí)面對這面鏡子的準(zhǔn)備
。說是鏡子,實(shí)際上是安裝在各處的電子眼,它們會記錄你的日常行為,比如看了多長時(shí)間電視,做了多長時(shí)間運(yùn)動(dòng)等等。另外,還需要輸入你的一些個(gè)人資料,如生活方式、是否飲酒以及飲食習(xí)慣等。隨后,電子系統(tǒng)會對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)算出未來一定時(shí)期內(nèi)你的體重變化幅度、皮膚老化程度,最后形成具體的圖像。這樣一來,你就可以清楚地看到自己未來的模樣了。這種鏡子將根據(jù)個(gè)體差異提出合理的建議,比如經(jīng)常喝啤酒和咖啡的人們,隨著年齡變老,黑眼圈會越發(fā)嚴(yán)重。這時(shí)候,魔鏡就會建議人們用果汁來代替咖啡作為日常飲品。
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新型太陽鏡:畫一個(gè)鼻子:-可預(yù)防中暑,配有先進(jìn)傳感器的
美國GMI醫(yī)用儀器公司最近發(fā)明了一種新型太陽鏡,不僅能保護(hù)眼睛免受紫外線傷害,還能告訴你大腦的溫度有多高,甚至還能預(yù)防中暑。這款新型太陽鏡與普通太陽鏡的最大區(qū)別就在于鼻梁架上裝有先進(jìn)傳感器,它可以監(jiān)督使用者的大腦溫度。
工作原理:新型太陽鏡充分利用了耶魯大學(xué)研究人員馬克·亞布魯有關(guān)大腦中一個(gè)被他稱為“大腦溫度通道”區(qū)域的發(fā)現(xiàn)。這條通道將大腦蓄熱區(qū)與緊鄰鼻子的眼角處一小塊皮膚連接起來。亞布魯?shù)难芯堪l(fā)現(xiàn),這里是人體唯一一塊皮膚沒有脂肪的區(qū)域,因此太陽鏡上的傳感器對人體中心溫度的測量非常精確。眼鏡上的傳感器會將測得的大腦溫度數(shù)據(jù)通過無線形式傳輸給運(yùn)動(dòng)手表上的數(shù)字顯示屏。另外,表上有兩個(gè)警報(bào)器,會提醒使用者他們的體溫是否過高
5.
數(shù)碼墓碑--紅外傳感器
一名荷蘭人發(fā)明了一種帶液晶顯示器能顯示圖像和視頻的數(shù)碼墓碑。
該墓碑具有紅外傳感器,每當(dāng)一有人接近墓碑,顯示器即被激活。墓碑屏幕開始以圖像和視頻顯示死者的生平介紹。據(jù)說此產(chǎn)品進(jìn)一步設(shè)計(jì)后,功能更加強(qiáng)大,他的傳感器能夠?qū)δ愕纳矸葸M(jìn)行識別,要是你是死者平時(shí)熟悉的人,數(shù)碼墓碑就會顯示與你相關(guān)的圖片。舉個(gè)例子,要是你身前欠了死者錢沒還,墓碑就會感應(yīng)到你身體特征,然后顯示上,就會出現(xiàn)死者的樣子:對你說:還我錢,還我錢?
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配有傳感器的隱形眼鏡能反映人體血糖
美國科學(xué)家們在研究中發(fā)現(xiàn),隱形眼鏡也會“隨機(jī)而動(dòng)”,它可以根據(jù)配戴者血糖水平的變化而改變自己的微觀環(huán)境。如果能好好利用這個(gè)發(fā)現(xiàn),則測試血糖的方法會有革命性的突破。舉一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的例子,這個(gè)發(fā)現(xiàn)將來能夠幫助糖尿病患者更好地了解自己的身體狀況。糖尿病人持續(xù)的高血糖是由于胰島素分泌問題所引起的。病癥影響了患者的視網(wǎng)膜血管,因此很多糖尿病患者也需要配戴眼鏡或者隱形眼鏡?,F(xiàn)在,絕大多數(shù)患者必須通過抽血化驗(yàn)來檢測自己的血糖水平。于是,科學(xué)家們就展開了一項(xiàng)對隱形眼鏡的測試——結(jié)果發(fā)現(xiàn),由于淚腺的分泌物能夠反映出血糖度,所以對于不同血糖水平的人,隱形眼鏡表面環(huán)境會有細(xì)微的變化。
7.
未來智能提包近日,研究者用一種新型織物制作出了一種能夠感知內(nèi)部所裝物品的女士提包。這種提包還能在主人忘記帶某個(gè)東西時(shí)對主人進(jìn)行提示。該發(fā)明是針對年輕職業(yè)女性的。它的出現(xiàn)將杜絕手機(jī)、家門鑰匙或錢包被遺忘在家的情況。該智能提包的的底部有一個(gè)無線頻率識別器,用9伏的電池供電。然后,用電線將該識別器與提包前部的一個(gè)類似顯示器的顯示板進(jìn)行連接,該顯示板上含有組成三種圖案二級發(fā)光管。每一種圖案都代表一種使用者不希望落在家里的東西。在目前已經(jīng)制成的樣品上這三中圖案分別是一串鑰匙、一個(gè)錢包和一個(gè)手機(jī)。最后,每一個(gè)圖案都與一個(gè)無線電頻率識別傳感器連接。這樣一來,只要包中落了一樣?xùn)|西,它上面的圖案就會亮起來。目前,提包設(shè)計(jì)下組將自己的長品目標(biāo)群鎖定在20多歲的女性,不過她們還設(shè)計(jì)了供少兒和青少年使用的提包。
8.心靈感應(yīng)打字機(jī)
德國科學(xué)家已經(jīng)制造出世界上第一臺“心靈感應(yīng)打字機(jī)”,它能根據(jù)使用者所想打出字來。雖然現(xiàn)在用這臺機(jī)器打字速度還很慢,但科學(xué)家相信,有朝一日其速度將能夠趕上甚至超過普通打字,從而給辦公方式帶來一場革命。這種“神奇”打字機(jī)是由德國國家應(yīng)用技術(shù)研究院研制,其基本原理是通過腦電波傳感器探測使用者的腦部活動(dòng),然后把他們心中所想變成電腦屏幕上的文字。要使用這臺打字機(jī),先得戴上一個(gè)特制的皮帽,上面有128個(gè)傳感器,通過電線與一臺電腦相連。
電腦屏幕上顯示著一張字母表,使用者看著屏幕,心中想著“左”或“右”來操縱屏幕上的一個(gè)鼠標(biāo)箭頭。這時(shí),傳感器就會探測到腦電波的活動(dòng),并將這一信號放大,從而控制箭頭選中某個(gè)字母。
就目前而言,使用這臺“神奇”打字機(jī)相當(dāng)“費(fèi)神”,打一個(gè)普通句子都需要好幾分鐘。不過,科學(xué)家說,經(jīng)過改進(jìn),這種打字機(jī)將來可以達(dá)到并最終超過普通打字速度。
如果將來借助無線通信技術(shù),人們或許能夠一邊徜徉在辦公室內(nèi),一邊把心中所想輸入電腦,而不必終日困守在辦公桌前。
9.美科學(xué)家發(fā)明基于液體傳感器的“神奇酒杯”
美國科學(xué)家最近發(fā)明了一種“神奇酒杯”,能讓身在兩地的情侶“千里共飲”。這種酒杯專為情侶打造,酒杯中安置了發(fā)光的二極管、液體傳感器、無線鏈接等特殊裝置。一對情侶身處兩地時(shí),任何一人拿起酒杯,另一人酒杯中的二極管就會發(fā)出紅光;當(dāng)一人把酒杯放到唇上時(shí),
對方的杯子就會發(fā)出更加明亮的光芒。這樣,一對戀人無論相隔多遠(yuǎn),“神奇酒杯”都能讓他們真切感受到對方的存在,隨時(shí)都能“千里共美酒”。到時(shí)候你可以舉杯邀明月,天涯若比鄰。10自動(dòng)鞋帶松勁耐克鞋Bevin曾為我們展示了她自己動(dòng)手制作的“耐克Air2015”,正如《回到未來2》中那樣,這雙鞋可以自動(dòng)松緊鞋帶。兩個(gè)月后,Bevin帶來了升級后的“耐克Air2015”,相比第一版,這款新的可自動(dòng)松緊鞋帶的“耐克”更像電影中的實(shí)物了。
新版“耐克Air2015”很漂亮,沒有像第一版那樣在鞋后捆綁傳感器,而是在鞋的內(nèi)部腳跟的地方嵌入了力敏傳感器,前方還安裝了指示燈,當(dāng)鞋跟的傳感器感應(yīng)到壓力后就會將鞋帶系緊,工作完成后指示燈會變藍(lán)給出提示。補(bǔ)充:帶有熱傳感器的智能手杖和眼鏡幫助盲人出行
墨西哥高科技研究所近日研制出一種智能型盲人助行手杖和眼鏡,這套工具是通過振動(dòng)器、聲音提示器及熱傳感器幫助盲人在行走過程中來分辨靜止物體和行人。該智能手杖上安裝了一個(gè)由多種光電晶體管和圖像處理芯片組成的傳感器,白天晶體管不發(fā)射信號,芯片通過處理物體反射的自然光獲知前方一米內(nèi)障礙物的信息,然后以聲音或振動(dòng)的方式提醒使用者。夜晚光線不足時(shí),傳感器通過自己發(fā)射光信號完成這一過程。此外手杖上安裝的熱傳感器還能幫助盲人區(qū)分物體和行人。據(jù)最新報(bào)道:一些軟件大師,傳感器大師正研究一項(xiàng)發(fā)明。想通過傳感器讓人類享受遠(yuǎn)程做愛的快感。很多電影中。也將這個(gè)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),要是誰發(fā)明了此物,便會成為取代比爾·蓋茨的首富。畢竟性愛更多的為了人類生理機(jī)能上的需要,而不是為愛情而度身定做。怎么了,大家笑得這么猥瑣,尤其男生,你們好像顯得很激動(dòng)啊,這么激動(dòng)干什么,你們偷偷看黃片的時(shí)候,也沒見你們這么興奮。我覺得今天是以學(xué)術(shù)的名義來探討這個(gè)問題,應(yīng)該是很神圣的。很有意義的播放電影《虛空》八.尊重課本-技術(shù)專題為了表示為我們課本的尊重,以及我所敬仰很久,崇拜很久的的蘇文灶老師。我在經(jīng)過反復(fù)思考之后,決定在課程中講一些技術(shù)的知識。好,現(xiàn)在打開課本第三章,課本第52頁。給大家一分鐘的時(shí)間本小章傳感器有哪些分類呢?我先提問一個(gè)問題?什么是傳感器,用你自己的話對傳感器做一個(gè)定義。九.圖文天下,不知道大家有沒有看過奇諾李維主演的黑客帝國,片中有虛擬的鍵盤出現(xiàn)。目前,這中高科技產(chǎn)物已不僅僅只能在電影中看到了。一種是Senseboard出品的Senseboard,工作原理是利用傳感器感應(yīng)手臂肌肉運(yùn)動(dòng)得知相關(guān)數(shù)據(jù)。只要在平面上輸入(動(dòng)作就像黑客帝國中片段)。輸入的接收端是PDA或手機(jī),可能明年年初就有售,要價(jià)150美金。另一種就是Samsung出的Scurry,外形更加前衛(wèi),十足科幻片中的物品,每個(gè)手指配帶傳感器紀(jì)錄動(dòng)作,而售價(jià)僅50美金,而且現(xiàn)場的示范精度也比Senseboard,只是要到2003年才會發(fā)布。這是一小片帶有經(jīng)電氣化學(xué)加工過的探針的裝置,用該裝置接觸皮膚,即可獲知患者血液中的化學(xué)成分,根本不用抽血,該患者血液或空隙細(xì)胞液中的碳水化合物、電解液、油脂、生化酶、毒素、蛋白質(zhì)、病毒和細(xì)菌含量都可一清二楚?,F(xiàn)代的汽車充滿了傳感器,提供各式各樣的信息,從發(fā)動(dòng)機(jī)控制方面到乘客安全方面。傳感器技術(shù)正在不斷發(fā)展,使得傳感器更加易于設(shè)計(jì),具備更高的可用性和更強(qiáng)的功能。
傳感器和處理器,就像科幻電影中的異型生物一樣,已經(jīng)真實(shí)地接管了今天的汽車。他們不僅僅出現(xiàn)在可見的區(qū)域,例如載客室[z1>,同時(shí)也被嵌入到車輛的每一個(gè)隱蔽角落,包括傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤,監(jiān)測并控制著性能、安全和基本車況。
在汽車上大量裝配傳感器的推動(dòng)力主要來源于各個(gè)方面的強(qiáng)烈需求,這包括更好的油耗經(jīng)濟(jì)性,減少尾氣排放,減小發(fā)生事故的概率,并且增加發(fā)生事故后的安全性。新的傳感器技術(shù)不僅提高了現(xiàn)有傳感器的性能,也使得以前無法實(shí)際應(yīng)用于主流消費(fèi)者產(chǎn)品中的探測技術(shù)成為可能。傳感器的應(yīng)用已經(jīng)從發(fā)動(dòng)機(jī)延伸到排氣裝置,甚至到油箱:Freescale提供一個(gè)低壓力差分傳感器,可以檢測油箱的泄漏。
壓力測量
車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的電子、機(jī)械和化學(xué)系統(tǒng),要想提高其性能必須測量多個(gè)點(diǎn)的壓力。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)需要測量“多路絕對壓力”(manifoldabsolutepressure,MAP),獲取這一數(shù)據(jù)的傳感器不可避免地要暴露在汽油之中。這些燃油系統(tǒng)也越來越多地測量氣流,這是通過經(jīng)過強(qiáng)化的采用成熟的熱線(hot-wire)技術(shù)的傳感器實(shí)現(xiàn)的,它沒有可動(dòng)部分。與此相對,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)需要測量大氣絕對壓強(qiáng)(barometricabsolutepressure,BAP),需要的傳感器可以被放置在控制模塊中,處于一個(gè)不太惡劣的位置。
MEMS加工技術(shù)改變了傳感器和信號調(diào)節(jié)裝置的工作方式,它是傳感器信號鏈中的一個(gè)關(guān)鍵部分。Freescale公司傳感器和模擬器件部門的汽車產(chǎn)品市場經(jīng)理SteveHendry說,F(xiàn)reescale公司正在將傳感器從以往的立體微機(jī)械設(shè)備移植到表面微機(jī)械單元,“通過使用電容技術(shù),可以達(dá)到占用更小的面積,實(shí)現(xiàn)更低的成本的目標(biāo),并且還可以將誤差控制在1%~2%”。同時(shí)他還補(bǔ)充說明,下一代的設(shè)備將會是一個(gè)雙芯片設(shè)備,包括一個(gè)傳感器和一個(gè)分立的CMOS信號調(diào)節(jié)器,這個(gè)傳感器將會比一個(gè)引線結(jié)合墊片還小;總的來說,這種組合將會產(chǎn)生最好的性能價(jià)格比。
非接觸測量
常見的霍爾效應(yīng)傳感器可以被廣泛應(yīng)用于那些車輛內(nèi)部旋轉(zhuǎn)的、線性的以及開/關(guān)位置感應(yīng)的場合,參見附文“什么是霍爾效應(yīng)?”[z2>。因?yàn)樗麄児逃械膶毫迎h(huán)境的適應(yīng)性、封裝形式以及不會隨著時(shí)間退化的特性,霍爾效應(yīng)設(shè)備已經(jīng)作為線性和開/關(guān)傳感器在多變的汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)了穩(wěn)固的地位。例如,線性霍爾效應(yīng)設(shè)備現(xiàn)在正被用于感應(yīng)關(guān)鍵的閥門位置。
按照Melexis公司發(fā)動(dòng)機(jī)管理/霍爾傳感器應(yīng)用和市場部門的VincentHiligsmann的說法,“許多汽車制造商已經(jīng)認(rèn)定未來的發(fā)展方向是盡可能地使用非接觸工作方式”,這就促使傳感器的設(shè)計(jì)開始主要基于霍爾效應(yīng)、光學(xué)和壓力技術(shù)。非接觸感應(yīng)允許設(shè)計(jì)上采用封裝的方式來保護(hù)感應(yīng)器件,增加可靠性和減小長期工作時(shí)塵埃、腐蝕和液體引發(fā)的問題。他指出這種傳感器具備的優(yōu)點(diǎn)是如此的令人神往,以至于下一代技術(shù)應(yīng)該和上一代保持兼容這一汽車工業(yè)傳統(tǒng)的指導(dǎo)方針也被擱置到一邊,“如果已經(jīng)可以使用非接觸版本的器件,就沒有必要和那些古老的、使用電壓計(jì)、提供連續(xù)輸出的設(shè)備保持向前兼容?!?/p>
AllegroMicrosystems公司的戰(zhàn)略市場經(jīng)理KirstenDoogue說,Allegro使用一個(gè)三元素傳感器,來測量位置、相位偏移和信號相關(guān)性,即使在零速度情況下也不丟失任何信息。那些可以提供方向信息,并且區(qū)分是真實(shí)移動(dòng)還是振動(dòng)的傳感器,都整合了一個(gè)內(nèi)部磁體,因?yàn)榇朋w到傳感器的定位對于提供可靠和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)十分關(guān)鍵。在前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候輸出45ms脈沖的數(shù)字PWM,在后退運(yùn)動(dòng)的時(shí)候則輸出90ms的脈沖,可以將輸出連接到處理器或者微控制器進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
對制造過程的考慮也是構(gòu)成器件挑戰(zhàn)的一部分。不像所有的電子電路,器件的擺放和固定都由PCB設(shè)計(jì)人員決定,傳感器必須和外部世界交互,就如它的定義一樣,這就有可能在其它情況發(fā)生變化的時(shí)候?qū)е聠栴}。Allegro公司的Doogue舉例說明,通常使用一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪來觸發(fā)霍爾效應(yīng)傳感器,傳感器和齒輪需要調(diào)整以便互相匹配。她說明,“一個(gè)澆鑄部件產(chǎn)生的信號弱于低成本的沖壓部件”,兩個(gè)信號之間相差兩倍,所以當(dāng)生產(chǎn)商將BOM表中的一個(gè)澆鑄件換成一個(gè)沖壓件(也即替換成明顯可成形的合適的功能部件),就可能對傳感器的電子信號造成有害的影響。
低成本的無接觸傳感器可以被用于老式傳感器無法滿足的安全和控制領(lǐng)域。慣性傳感器,包括陀螺儀和加速計(jì),使得穩(wěn)定性和翻轉(zhuǎn)控制成為可能,參見附文“擺動(dòng)但不要翻轉(zhuǎn)”[z3>。
可靠性和成本規(guī)則
每一個(gè)市場都有成本壓力,但是汽車市場同時(shí)具有成本和可靠性的多重壓力,因?yàn)樽層脩簟白呋丶摇钡腻e(cuò)誤、安全性召回、以及煩人的“發(fā)動(dòng)機(jī)檢查”都會影響公司的聲譽(yù)、銷售和賬本底線。隨著對越來越多的關(guān)鍵性能傳感器的依賴性上升,設(shè)計(jì)必須在所有的層次上考慮可靠性問題,從最基本的傳感器、封裝形式一直到算法。對大多數(shù)傳感器來說,都面臨一個(gè)兩難的選擇,那就是他們必須通過某種方式暴露到“外部”的世界中,以便得到感興趣的數(shù)據(jù),而這種暴露同時(shí)也引入了嘈雜的汽車環(huán)境中的機(jī)油、燃料、水汽、塵埃和碳塵,這些都會干擾傳感器的接觸點(diǎn)和端點(diǎn),甚至有的時(shí)候會干擾感應(yīng)元件本身。
在電子元件層次上,傳感器IC可以使用特殊的過成形(overmolding)技術(shù)在維持內(nèi)部腔室的同時(shí)提供額外的封裝保護(hù)。那些二級供應(yīng)商采購基本的傳感器,將它們和相關(guān)的電子器件一起封裝成模塊以便后續(xù)高級工藝使用,再提供給一級供應(yīng)商。一級供應(yīng)商使用保形涂料甚至是硅膠來保護(hù)接線和結(jié)合部,就像特別密封的模塊化住宅一樣。主要的“一級”供應(yīng)商,例如Visteon、Bosch和TRW都有他們自己偏好的技術(shù)來設(shè)計(jì)這些模塊。
雖然使用多個(gè)、冗余的傳感器看起來是一個(gè)簡單的系統(tǒng)級解決方案,以便面對冗余性需求的挑戰(zhàn),但通常不需要這么做。除了顯而易見的成本上升外,更多的傳感器意味著有更多出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會,系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的經(jīng)典難題就是判斷信號鏈中的什么部分需要冗余來避免虛弱連接。如果兩個(gè)冗余的傳感器給出了不同的感應(yīng)結(jié)果,除非有一個(gè)結(jié)果完全超出了可能的范圍,否則系統(tǒng)該如何判斷是哪一個(gè)傳感器出了問題呢?
雖然如此,某些傳感器也可以使用二重結(jié)構(gòu)。Melexis公司推出了一個(gè)霍爾效應(yīng)傳感器,將兩個(gè)一樣的模塊包含到一個(gè)封裝之中。這兩個(gè)模塊完全彼此獨(dú)立工作,并在電氣上相互隔離,使用不同的供電、接地和輸出連接;單一的封裝減小了整體的成本,但是沒有妨礙增加系統(tǒng)的可靠性。
另外一種方法是給元件增加更多的自我檢測機(jī)制,以便它可以執(zhí)行不同的自檢功能。例如,如果這個(gè)智能傳感器通過檢查自身的讀入數(shù)據(jù)、輸入/輸出、變化的速率或者其他因素,認(rèn)為自身出現(xiàn)了故障,就可以驅(qū)動(dòng)自己的輸出到一個(gè)特定的數(shù)值和安全模式。
最后,軟件和算法開發(fā)人員必須在代碼中智能地評估傳感器得到的數(shù)值,判斷哪些是有意義的哪些不是。就如Allegro公司的Doogue所說,在傳送的過程中,你使用一個(gè)傳感器來獲得輸入軸的速度和方向,使用另一個(gè)傳感器來監(jiān)控輸出軸,“這個(gè)輸入/輸出對必須彼此關(guān)聯(lián),否則一定是哪里出了問題,你可能得走回家去”。Melexis公司的PeterRiendeau則表示,傳感器元件提供商正在日益將板級解決方案封裝到IC當(dāng)中,“將處理器、驅(qū)動(dòng)電路、電子保護(hù)、總線接口甚至固件都裝在一個(gè)芯片內(nèi)”。
這是一個(gè)小小的世界,但也可能不是
工業(yè)設(shè)計(jì)和制造的全球化已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),但并不絕對。許多傳感器相關(guān)的特征正在變得標(biāo)準(zhǔn)化而不管來自什么車輛,例如燃油電子控制和點(diǎn)火系統(tǒng)就是主要的樣例,但也有一些并不標(biāo)準(zhǔn)。
世界上同時(shí)存在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)了美國汽車市場超過90%的份額,而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在歐洲更加強(qiáng)勢。[z4>為了增強(qiáng)美國市場的接受度,汽車制造商添加了更多的傳感器和控制器,提升柴油動(dòng)力車輛的起步與冷起步性能、發(fā)動(dòng)機(jī)的平滑性和整體駕乘感受。
自動(dòng)化傳動(dòng)在歐洲的普及率不如美國,因?yàn)樵谙M(fèi)者眼中,它的可靠性、油耗和成本都有待商榷。但是隨著這些相關(guān)指標(biāo)的改進(jìn),這一概念在歐洲也正變得日益受到關(guān)注。這種情況是因?yàn)樘砑恿烁郊拥膫鞲衅鳎軌蛱峁?shù)據(jù)給先進(jìn)的32位微處理器。
未來會怎樣?
對于車用傳感器而言,未來有兩個(gè)發(fā)展方向。設(shè)計(jì)人員可以在每一個(gè)縫隙和隱蔽處添加更多現(xiàn)有類型的傳感器,也可以考慮那些他們以前想要測量,但是限于沒有能符合嚴(yán)格技術(shù)要求或者強(qiáng)制成本因素的傳感器而未能實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域。在那些還沒有圓滿解決的領(lǐng)域中,就包括用于測定發(fā)動(dòng)機(jī)后座的傳感器和算法,它常常和正常的振動(dòng),特別是啟動(dòng)時(shí)候的瞬時(shí)狀態(tài)混淆起來。
汽車制造商也希望能夠測定旋轉(zhuǎn)部件,例如凸輪軸、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)軸的絕對位置,而不是相對位置。這種傳感能力在停步-起步的狀態(tài)下特別有用,因?yàn)楝F(xiàn)有的傳感器都是增量式的,在下一次經(jīng)過標(biāo)記點(diǎn)之前不可以重新同步。更好的凸輪軸感應(yīng),例如絕對輸出,將會減小讀數(shù)的突然跳變,這個(gè)跳變無法使用軟件糾正。
更加有趣的是,F(xiàn)reescale公司的Hendry表示他們想要直接測量氣缸壓力,以便改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射和點(diǎn)火時(shí)間。這要求使用能夠忍受高溫和振動(dòng)的陶瓷部件。他也指出廠商希望可以測量傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵壓力,并且通過安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的加速計(jì)來測量發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng),這使得人們可以洞察發(fā)動(dòng)機(jī)爆震(點(diǎn)火之前)的情況,發(fā)動(dòng)機(jī)爆震會損害發(fā)動(dòng)機(jī)并增大油耗。
另外一個(gè)改進(jìn)領(lǐng)域是感應(yīng)傳動(dòng)系統(tǒng)中的扭矩,這個(gè)參數(shù)的測量在更大的在位(in-place)工業(yè)機(jī)械中也是一個(gè)挑戰(zhàn)。目前,汽車控制使用速度數(shù)據(jù)來間接地推算扭矩,但是我們希望使用更加直接和精確的解決方案。一個(gè)可能的解決方法是使用SAW(表面聲波,surfaceacousticwave)設(shè)備、磁阻設(shè)備或者霍爾效應(yīng)傳感器,所有這些都必須在性能和成本之間進(jìn)行一定的折中,盡管通過正確的設(shè)計(jì)和安裝,他們都可以在嘈雜的環(huán)境中工作。
就是在現(xiàn)有的傳感器參數(shù)上,也存在提升的空間。自檢或稱自校驗(yàn)傳感器當(dāng)然會提高整體的可靠性,但在目前只有加速計(jì)具備完整的自檢功能,它可以對自己的校驗(yàn)集合進(jìn)行激勵(lì)并查看響應(yīng)。與此相對的是,普遍存在的壓力傳感器除了零點(diǎn)以外,都很難校準(zhǔn)和測試;溫度傳感器只能通過對它們的數(shù)據(jù)進(jìn)行可信度評估來測試,而不能直接確認(rèn)。目前,冗余或者自校驗(yàn)傳感器僅僅被用于安全系統(tǒng)或者防鎖死剎車系統(tǒng)(antilockbrakesystems,ABS),沒有應(yīng)用在傳動(dòng)系統(tǒng)中。
【附文】
什么是霍爾效應(yīng)?
霍爾效應(yīng)在1879年被E.H.Hall發(fā)現(xiàn),它定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系,這種效應(yīng)和傳統(tǒng)的感應(yīng)效果完全不同。當(dāng)電流通過一個(gè)位于磁場中的導(dǎo)體的時(shí)候,磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)橫向的作用力,從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電壓差。
雖然這個(gè)效應(yīng)多年前就已經(jīng)被大家知道并理解,但基于霍爾效應(yīng)的傳感器在材料工藝獲得重大進(jìn)展前并不實(shí)用,直到出現(xiàn)了高強(qiáng)度的恒定磁體和工作于小電壓輸出的信號調(diào)節(jié)電路。根據(jù)設(shè)計(jì)和配置的不同,霍爾效應(yīng)傳感器可以作為開/關(guān)傳感器或者線性傳感器。
【附文】
擺動(dòng)但不要翻轉(zhuǎn)
不管是被動(dòng)式還是主動(dòng)式的車輛底盤控制系統(tǒng),都是傳感器密集的場所。被動(dòng)式控制是一個(gè)很成熟的體系,通過在設(shè)計(jì)中使用抑制控制、預(yù)緊式安全帶和氣囊,在事故發(fā)生后降低傷害。現(xiàn)在許多新的主動(dòng)式系統(tǒng)被設(shè)計(jì)出來,通過周密的狀況評估以及到底盤控制以及剎車系統(tǒng)的連接,用于預(yù)測危險(xiǎn)的情況,避免事故的發(fā)生。防鎖死剎車系統(tǒng)(antilockbrakesystems,ABS)已經(jīng)證明了這種主動(dòng)式系統(tǒng)的價(jià)值,也使公眾習(xí)慣了由電子系統(tǒng)接管車輛某些控制的觀念。iMEMSInertialSensors公司的產(chǎn)品市場經(jīng)理DavidKrakauer指出,穩(wěn)定性控制已經(jīng)在歐洲廣泛采用,但是“在美國,駕駛員非常不愿意放棄控制權(quán)”。
隨著低成本、精確的陀螺儀和加速計(jì)可以按照標(biāo)準(zhǔn)的IC封裝提供,設(shè)計(jì)者可以將它們組合起來使用,配合上靈活的算法,可以獲得車輛的慣性數(shù)據(jù)。對于基本的翻轉(zhuǎn)保護(hù)器來說,僅僅一個(gè)運(yùn)行在翻轉(zhuǎn)軸線上的翻轉(zhuǎn)感應(yīng)陀螺儀就足夠了,但也只是勉強(qiáng)夠。在陀螺儀以外添加加速計(jì),算法可以發(fā)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的前兆,這些測定要求傳感器具有很高的精度。系統(tǒng)和算法必須能夠判定翻轉(zhuǎn)的前兆,例如轉(zhuǎn)向過度的時(shí)候車輛的后部會大幅擺動(dòng),有可能引起翻轉(zhuǎn)。
在這些傳感器的配置和互聯(lián)中,安裝占了很主要的位置。碰撞檢測加速計(jì)安裝在車輛的外圍,監(jiān)測不同的碰撞角度。翻轉(zhuǎn)慣性傳感器——陀螺儀和加速計(jì)——可以安裝在一個(gè)包含其他電氣部件(例如氣囊系統(tǒng)的其他組件)的中央模塊中。通過傳感器對信號的數(shù)字化處理,以及一級提供商定義的總線格式,與分散的傳感器的互連越來越多地開始使用數(shù)字輸出。數(shù)字信號理所當(dāng)然地提供了更好的抗噪能力,并且在IC供電下降的時(shí)候也能維持信號的穩(wěn)定性,與此相對的模擬輸出信號在這種環(huán)境下的分辨率和SNR都很有限。
Krakauer指出,妨礙慣性傳感器成為汽車市場主流的最大問題,是一級提供商和OEM廠商更加偏愛傳統(tǒng)IC——使用標(biāo)準(zhǔn)的封裝,不需要校準(zhǔn),不需要特別的處理,從傳送帶上一下來就可以直接放置到PCB上。他補(bǔ)充說明,目前“他們需要對位置、安裝后的應(yīng)力以及溫度的校準(zhǔn)”。他指出在早先的日子里,“生產(chǎn)商會使用多個(gè)傳感器達(dá)到冗余,但是現(xiàn)在,主動(dòng)式控制要求具備[上電>自檢功能”。通過組合傳感器的數(shù)據(jù)和更好的分析算法進(jìn)行準(zhǔn)合理測試是確保系統(tǒng)可靠有效的下一個(gè)步驟。
雖然有著這些挑戰(zhàn),AnalogDevices公司近日仍然宣布他們已經(jīng)銷售了超過2億個(gè)慣性傳感器,其中絕大多數(shù)用于汽車工業(yè)。Krakauer指出,“在未來幾年,車輛將會具備三維的陀螺傳感器,配合著三個(gè)低重力加速度的加速計(jì),來進(jìn)行車輛翻轉(zhuǎn)和穩(wěn)定性控制,再加上一到三個(gè)高重力加速度的加速計(jì)來進(jìn)行不同角度的碰撞檢測英國反有害動(dòng)物公司蘭托基爾公司最近推出了一款007風(fēng)格的超級捕鼠器,當(dāng)老鼠進(jìn)入捕鼠器中后,里面的紅外線探測器立即就會得到感應(yīng),然后在一秒鐘內(nèi)迅速封死捕鼠器的兩扇門,并釋放出二氧化碳?xì)怏w,讓老鼠在24秒內(nèi)窒息而死。隨后,這種堪稱世界上最先進(jìn)的捕鼠器還會向主人發(fā)出一條電子郵件或手機(jī)短信,通知“老鼠已消滅”,提醒主人來移走老鼠的尸體。用紅外線“捕鼠”據(jù)報(bào)道,這種利用了最先進(jìn)科技的捕鼠器是由英國反有害動(dòng)物公司蘭托基爾公司發(fā)明出來的,這一捕鼠器有46厘米長,它的正式名稱叫做“老鼠激活禁閉和消滅設(shè)備”,它的外形看起來就仿佛是一個(gè)兩頭有洞的隧道,每一頭的孔洞都能允許一只大老鼠鉆進(jìn)去。一旦老鼠進(jìn)入捕鼠器兩頭的孔洞,踩到對壓力相當(dāng)敏感的墊子上,就會觸發(fā)紅外線傳感器,紅外線傳感器能夠探測到老鼠身體的熱量,捕鼠器立即就會知道有老鼠進(jìn)入了“陷阱”。接著,捕鼠器會立即啟動(dòng)兩扇詹姆斯·邦德電影風(fēng)格的滑門,迅速將捕鼠器兩端的通道封死,讓老鼠陷入絕境,無路可逃。隨后捕鼠器會釋放出二氧化碳?xì)怏w,讓老鼠在4秒鐘內(nèi)昏厥,并在24秒鐘內(nèi)死亡。還會發(fā)短信給主人一旦老鼠被消滅,捕鼠器還能連接到一臺電腦網(wǎng)絡(luò)上,通過互聯(lián)網(wǎng)向主人發(fā)出一封電子郵件或一條手機(jī)短信,告訴主人“老鼠已被消滅,速來處理尸體”。主人接到信息后,會將死老鼠移走,并重新更換捕鼠器中的二氧化碳筒。據(jù)悉,這種高科技捕鼠器每臺售價(jià)大約為75英鎊,如果顧客愿意支付250英鎊的費(fèi)用,那么還能接受一系列的打包服務(wù),包括反有害動(dòng)物專家上門進(jìn)行指導(dǎo)、建議將捕鼠器擺放到哪些最適合的地方等。蘭托基爾公司醫(yī)學(xué)博士杰德-肯里克說:“一旦老鼠進(jìn)入這個(gè)陷阱,就像是面臨電影《偷天陷阱》中的場景一樣,我們使用了和電影中相同的科技,但這只老鼠顯然不會有藝術(shù)大盜那么聰明?!蔽恼聛碓矗荷钲谒{(lán)月科技有限公司/,原文地址:/chanpinyingyong/45.html在美國出差的李先生收到了發(fā)自南京的兩條短信。一條來自于他位于新街口的辦公室里,信息顯示,辦公室被一竊賊闖入,竊賊正試圖打開他的保險(xiǎn)柜;另一條短信則讓他有些哭笑不得:遠(yuǎn)在鼓樓區(qū)的家中,尿尿之后的寶寶被凍得哇哇大哭。李先生沒有慌張,先是通過短信回復(fù),指示保險(xiǎn)柜“進(jìn)攻”,結(jié)果辣椒水噴出,連接110指揮中心的報(bào)警聲一并響起,竊賊落荒而逃;接著,李先生趕忙打電話給家中戴著耳機(jī)貪玩的小保姆,提醒她盡快給寶寶換紙尿褲。這是8月30日中科院無錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心主任劉海濤向記者描述的一番情景。這位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家表示,上述情景并無夸張成分,或許不久它就會出現(xiàn)在我們的生活中間。那將是一個(gè)神奇的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。閱讀材料:有趣的傳感器世界
我搜集的關(guān)于傳感器的一些有趣的信息,供大家閱讀參考。
一、
變色衣變色原理:依靠傳感器感知環(huán)境色彩
美國科學(xué)家研制成功一種可如變色龍一樣快速改變顏色的衣服,穿衣者只要啟動(dòng)控制器,就能讓這種衣服的顏色變得和周邊環(huán)境一樣。制作變色衣的原料是一種叫做電致變色聚合物的高科技紡織材料,它是一種會隨電流改變色彩的聚合物。變色纖維之所以能變色,是因?yàn)槠渲杏胁簧賯鞲衅?,能夠感受到周圍環(huán)境的顏色,然后指揮材料中的電子排列發(fā)生改變,吸收特定波長的光線,從而改變衣服顯示出來的顏色。
二、
配有傳感器的“魔鏡”
由法國森哲技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研制出的智能魔鏡可以清楚地告訴你未來的長相究竟如何。這面“魔鏡”是由一個(gè)液晶顯示屏、多個(gè)數(shù)碼相機(jī)、傳感器和圖像處理器組合而成。如果你希望通過魔鏡預(yù)知未來的模樣,就必須做好隨時(shí)面對這面鏡子的準(zhǔn)備
。說是鏡子,實(shí)際上是安裝在各處的電子眼,它們會記錄你的日常行為,比如看了多長時(shí)間電視,做了多長時(shí)間運(yùn)動(dòng)等等。另外,還需要輸入你的一些個(gè)人資料,如生活方式、是否飲酒以及飲食習(xí)慣等。隨后,電子系統(tǒng)會對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,計(jì)算出未來一定時(shí)期內(nèi)你的體重變化幅度、皮膚老化程度,最后形成具體的圖像。這樣一來,你就可以清楚地看到自己未來的模樣了。這種鏡子將根據(jù)個(gè)體差異提出合理的建議,比如經(jīng)常喝啤酒和咖啡的人們,隨著年齡變老,黑眼圈會越發(fā)嚴(yán)重。這時(shí)候,魔鏡就會建議人們用果汁來代替咖啡作為日常飲品。
三、
配有紅外傳感器的數(shù)碼墓碑
一名荷蘭人發(fā)明了一種帶液晶顯示器能顯示圖像和視頻的數(shù)碼墓碑。
該墓碑具有紅外傳感器,每當(dāng)一有人接近墓碑,顯示器即被激活。墓碑屏幕開始以圖像和視頻顯示死者的生平介紹。
四、
可穿戴的柔性電子傳感器
英國Eleksen公司日前研制出了一批具有極高柔韌性的傳感器和電路開關(guān),可以與我們?nèi)粘J褂玫纳钣闷吠昝赖亟Y(jié)合在一起:從玩具熊到汽車座椅,并且能使它們具有全新的功能。這些傳感器即可以用作按鈕,也可起到各種感應(yīng)控制設(shè)備的作用(如監(jiān)測濕度和溫度等)。不過這種新型傳感器最大的優(yōu)勢在于--它們能夠與普通的紡織品相互搭配用于縫制衣物,或是非常隱蔽地埋設(shè)在家具中。此外,新型傳感器還可以直接放入洗衣機(jī)中進(jìn)行清新,并且能夠承受汽車的輾壓,而不會受到如何損壞。
五、
配有先進(jìn)傳感器的新型太陽鏡可預(yù)防中暑
美國GMI醫(yī)用儀器公司最近發(fā)明了一種新型太陽鏡,不僅能保護(hù)眼睛免受
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