通信工程师考试监控系统的相关内容介绍

9.2.3 监控系统的相关内容介绍

1.常见监控硬件介绍

（1）传感器

传感器是在监控系统前端测量中的重要器件，它负责将被测信号检出、测量并转换成前端计算机能够处理的数据信息。由于电信号易于被放大、反馈、滤波、微分、存储以及远距离传输等，加之目前电子计算机只能处理电信号，所以通常使用的传感器大多是将被测的非电量（物理的、化学的和生物的信息）转换为一定大小的电量输出。

①温度传感器

温度是表示物体冷热程度的物理量。温度传感器是通过一些物体温度变化而改变某种特性来间接测量的。常用的温度传感器有热敏电阻传感器、热电偶温度传感器及集成温度传感器等。

热敏电阻是利用物体在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测A温度的，其主要材料有铂、铜和镍。一般热电阻测量精度高，但测量范围比较小。

热电偶测量范围较宽，一般为-loor+2000.热电偶基本工作原理来自物体的热点效应。

集成温度传感器，它的线性好，灵敏度高，体积小，使用简便。

②湿度传感器

湿度敏感器件是基于所用材料性能与湿度有关的物理效应和化学反应的基础上制造的。通过对湿度有关的电阻、电容等参数的测量，就可将相对湿度测量出来。下面对几种常用的湿度传感器进行简要介绍。

1）阻抗型湿敏元件组成的湿度传感器。其湿敏材料主要是金属氧化物陶瓷材料，一般采用厚薄膜结构，它们有较宽的工作湿度范围，并且有较小响应时间。缺点是阻抗的对数与相对湿度所成的线性度不够好。

2）电容式湿敏元件组成的湿度传感器。相对湿度的变化影响到内部电极上聚合物的介电常数，从而改变了元件电容值，由此引起相关电路输出电量的变化，其线性度较好，响应快。

3）热敏电阻式湿度传感器。它利用潮湿空气和干燥空气的热传导之差来测定湿度，般接成电桥式测量电路。

③感烟探测器

火灾探测器可分为感烟探测器、感温探测器和火焰探测器。感烟探测器分为离子感烟型和光电感烟型，感温探测器分为定温感温型和差温感温型，工程上使用最多的是感烟探测器。

离子感烟探测器利用放射性元素产生的射线，使空气电离产生微电流来检测。离子感烟器只有垂直烟才能使其报警，因此烟感应装在房屋的最顶部；灰尘会使感烟头的灵敏度降低，因此应注意防尘。离子感烟探测器使用放射性元素Csl37,应避免拆卸烟感，注意施工安全。

④红外传感器

1）被动式红外入侵探测器。目前安全防范领域普遍采用热释电传感器制造的被动式红外入侵探测器。

热释电材料（如锆钛酸铝等>,若其表上面的温度上升或下降，则该表面产生电荷，这种效应称热释电效应。

热释电红外探测器主要由热释电敏感元件、菲湼尔透镜及相关电子处理电路组成。菲涅尔透镜实际上是一个透镜组，它上面的每一个单元透镜一般都只有一个不大的视场角。面相邻的两个单元透镜的视场既不连续，更不交叠，却都相隔一个盲区，这些透镜形成一个总的监视区域，当人体在这一监视区域中运动时，依次地进入某一单元透镜的视场，又走出这一透镜的视场，热释电传感器对运动的人体就能间隔地检测到，并输出一串电脉冲信号，经相应的电路处理，输出告警信号。

2）微波、红外双鉴入侵探测器。红外告窖探测器是鉴于探测人体辐射的红外线来工作的，对外界热源的反映比较敏感，在有较强的发热源的环境中工作容易出现告警。微波探测器根据多普勒效应原理来探测移动物体。多普勒效应简言之就是当发射的波遇到移动的物体，其反射回来波的频率就会发生变化。同时运用微波和红外原理制作的探测器能有效地降低误告警率。目前使用的入侵探测器常加上智能防小动物电路，即三鉴入侵探测器，系统的可靠性得到进一步提高。

⑤液位传感器

1）瞥戒液位传感器。常用的警戒液位传感器是根据光在两种不同媒质界面发生反射和折射原理来测量液体的存在。常被用于测量是否漏水，俗称为水浸探测器。

2）连续液位传感器。连续液位传感器利用的测量压力（压降）或随液面变化带动线性可变电阻的变化，并经过一定的换算来测出液位的高度。在监控系统中常被用来测量柴油发电机组油箱油位的高度。

（2）变送器

由于传感器转换以后输出的电量各式各样，有交流也有直流，有电压也有电流，而且大小不一，而一般D/A转换器件的量程都在5V直流电压以下，所以有必要将不同传感器输出的电量变换成标准的直流信号，具有这样的功能的器件就是变送器。换句话说，变送器是能够将输入的被测的电量（电压、电流等）按照一定的规律进行调制、变换，使之成为可以传送的标准输出信号（一般是电信号）的器件。

变送器除了可以变送信号外，还具有隔离作用，能够将被测参数上的干扰信号排除在数据采集端之外，同时也可以避免监控系统对被测系统的反向干扰。

此外还有一种传感变送器，实际上是传感器和变送器的结合，即先通过传感部分将非电量转换为电S,再通过变送部分将这个电甩变换为标准电信号进行输出。

（3）协议转换器

对通信协议。原电信总局作了详细的规定，其内容包括通信机制、通信内容、命令及应答格式、数据格式和意义、通用及专用编码等。通信双方如果协议不一致，就会像两个语言不通的人一样难以进行相互交流。对于目前已经存在的大量智能设备通信协议与标准的通信协议不一致的情况，必须通过协议转换来保证通倍。实现协议转换的方法一般是采用协议转换器，将智能设备的通信协议转换成标准协议，再与局（站）中心监控主机进行通信。

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