智能傳感器及其融合技術(shù)簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

人工智能時(shí)代的到來(lái)，激發(fā)了傳感器更為廣泛的應用，《智能傳感器及其融合技術(shù)》以大視角對傳感器及其融合技術(shù)進(jìn)行了系統且全面的介紹，可幫助讀者迅速概覽傳感器行業(yè)現狀，展望未來(lái)，掌握新技術(shù)！

《智能傳感器及其融合技術(shù)》是一本全面介紹當今智能傳感器及其融合技術(shù)的著(zhù)作，以24章內容從4個(gè)方面對當今 傳感器及其融合技術(shù)進(jìn)行了全面且細致的介紹，內容涵蓋了微流體技術(shù)及生物傳感器、化學(xué)及 環(huán)境傳感器、汽車(chē)及工業(yè)傳感器以及與傳感器相關(guān)的軟件和傳感器系統。這些內容深入展示了 智能傳感器及其融合領(lǐng)域豐富多彩的開(kāi)發(fā)工作。通過(guò)《智能傳感器及其融合技術(shù)》希望讀者能夠及時(shí)、深入地了解未來(lái) 傳感器的工作，并能夠繼續開(kāi)發(fā)自己的新型智能傳感器及系統。

凱文·亞魯(KevinYallup)博士是加拿大艾伯塔（Alberta）省ACAMP的首席技術(shù)官，其致力于將基于技術(shù)的新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。ACAMP正在與一些開(kāi)發(fā)傳感器的公司合作開(kāi)發(fā)各種商業(yè)應用，如生物醫學(xué)、能源、導航和跟蹤等。
凱文·亞魯博士在多個(gè)行業(yè)擁有超過(guò)15年的MNT產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗。他曾在Technology for Industry （TFI）公司、CDT公司、Kymata公司，BCO Technologies（NI）公司、National Semiconductor和Analog Devices等公司擔任工程管理職位。他曾與多家大學(xué)和公司合作開(kāi)展技術(shù)的全面商業(yè)化轉化工作。凱文·亞魯博士畢業(yè)于英國劍橋大學(xué)固體物理學(xué)專(zhuān)業(yè)，獲得自然科學(xué)學(xué)位，并在比利時(shí)魯汶大學(xué)（University of Leuven）獲得博士學(xué)位。
在進(jìn)入ACAMP之前，凱文·亞魯博士是TFI公司的技術(shù)總監，專(zhuān)門(mén)為諸如微米和納米技術(shù)等新興技術(shù)的商業(yè)化提供服務(wù)和咨詢(xún)服務(wù)，從而將其技術(shù)轉化經(jīng)驗從從大學(xué)擴展到了商用領(lǐng)域。在為T(mén)FI公司工作期間，凱文·亞魯博士是艾伯塔省MNT商業(yè)化研究的項目負責人，并為ACAMP開(kāi)發(fā)了商業(yè)案例。他職業(yè)生涯的早期是在半導體行業(yè)中從事前沿的模擬CMOS和BiCMOS工藝的開(kāi)發(fā)和商業(yè)化工作。

克日什托夫·印紐斯基（Krzysztof（Kris）Iniewski）博士負責管理加拿大溫哥華創(chuàng )業(yè)公司Redlen Technologies公司的研發(fā)工作。該公司革命性的先進(jìn)半導體材料生產(chǎn)工藝使新一代的全數字輻射成像解決方案成為可能。印紐斯基還是CMOS Emerging Technologies Research(wwwcmosetrcom)公司的總裁，該公司是一個(gè)涵蓋通信、微系統、光電子和傳感器的高科技組織。在他的職業(yè)生涯中，印紐斯基博士在多倫多大學(xué)、艾伯塔大學(xué)、SFU和PMCSierra公司擔任過(guò)眾多教學(xué)和管理職位。他在期刊和會(huì )議上發(fā)表了100多篇研究論文。他擁有在美國、加拿大、法國、德國和日本授予的18項專(zhuān)利。他也經(jīng)常受邀演講，并為多個(gè)組織提供咨詢(xún)。他為CRC Press、Cambridge University Press、IEEE Press、Wiley、McGrawHill、Artech House和Springer等多家出版社編寫(xiě)和編輯過(guò)多本著(zhù)作。他的個(gè)人目標是通過(guò)創(chuàng )新工程解決方案為健康生活和可持續發(fā)展做出貢獻。在閑暇的時(shí)間里，人們可以在不列顛哥倫比亞省迷人的風(fēng)景中發(fā)現Kris遠足、航海、滑雪或騎自行車(chē)的身影。讀者可以通過(guò)krisiniewski@gmailcom與他聯(lián)系。

目錄

譯者序
原書(shū)前言
第1部分微流體技術(shù)及生物傳感器
第1章用于生物樣本制備和分析的基于微滴的微流體技術(shù)1
1.1引言1
1.2基于微滴的操作2
1.2.1微滴的產(chǎn)生2
1.2.2微滴內試劑的組合及混合4
1.2.3微滴的培養6
1.2.4微滴的讀出策略6
1.3基于微滴的微流體的前景9
1.3.1基于LC/MS的蛋白質(zhì)組增強分析9
1.3.2單細胞化學(xué)分析13
1.4結論13
參考文獻13
第2章微流控技術(shù)中被動(dòng)流體控制的裁剪潤濕性17
2.1引言17
2.2潤濕理論18
2.2.1熱力學(xué)平衡18
2.2.2潤濕遲滯19
2.2.3動(dòng)態(tài)潤濕21
2.3微通道的潤濕性裁剪22
2.4微通道中的流體控制25
2.4.1毛細管流25
2.4.2毛細管拉普拉斯閥28
2.4.3潤濕性流導引30
2.4.4分散相微流體34
2.5總結與展望38
參考文獻39
第3章用于自動(dòng)多步驟過(guò)程即時(shí)診斷的二維紙網(wǎng)絡(luò )46
3.1低資源環(huán)境下性能改進(jìn)試驗的需求46
3.2紙基的診斷是一個(gè)潛在的解決方案46
3.3用于自動(dòng)多步樣品處理的紙網(wǎng)絡(luò )47
3.4紙流體工具箱:紙網(wǎng)絡(luò )中的泵控制和閥48
3.5二維紙網(wǎng)絡(luò )（2DPN）的應用52
3.5.1樣本稀釋和混合53
3.5.2小分子提取53
3.5.3信號擴增54
3.5.4與紙基微流體技術(shù)互補的特定技術(shù)進(jìn)展55
3.6總結57
參考文獻57
第4章碳納米纖維作為硅兼容平臺上的電流生物傳感器60
4.1引言60
4.2背景60
4.2.1第一代電流傳感器61
4.2.2第二代電流傳感器61
4.2.3第三代電流傳感器61
4.3碳納米纖維作為生物傳感器的電極62
4.3.1碳納米纖維生長(cháng)技術(shù)62
4.3.2納米纖維電極的功能化64
4.4基于碳納米纖維的生物傳感器的具體應用67
4.5與傳感器結構的集成68
4.6硅的兼容性68
4.7相關(guān)挑戰69
4.8結論69
參考文獻70
第5章傳感器技術(shù)到醫療器械環(huán)境的轉化73
5.1引言73
5.2醫療器械的FDA監管控制過(guò)程73
5.2.1器械如何使用74
5.2.2安全性和有效性74
5.2.3實(shí)質(zhì)等效比較的建立74
5.2.4監管途徑75
5.2.5獨立的器械測試76
5.2.6引起監管決策點(diǎn)的傳感器特性的一些具體實(shí)例76
5.3葡萄糖傳感器78
5.4膠囊內窺鏡80
5.5人工耳蝸植入80
5.6FDA監管的當前趨勢81
5.7總結83
參考文獻83
第2部分化學(xué)及環(huán)境傳感器
第6章多區域表面等離子體諧振光纖傳感器85
6.1引言85
6.2平面SPR理論概述85
6.3光纖標準90
6.4光纖SPR理論91
6.5建模結果93
6.6實(shí)驗94
6.6.1纖維制備94
6.6.2MATLAB算法97
6.6.3GAS樣品生成97
6.7結果97
6.7.1Pd/H297
6.7.2Ag/H2S98

6.7.3SiO2/H2O100
6.8多功能SPR纖維101
6.9結論103
參考文獻103
第7章有源纖芯光纖化學(xué)傳感器及應用105
7.1AC-OFCS和EW-OFCS的原理105
7.1.1用光纖芯作為傳感器的OFCS106
7.1.2用定制包層作為傳感器的OFCS106
7.2AC-OFCS與EW-OFCS的比較107
7.3AC-OFCS和應用107
7.3.1用裁剪定制的PSOF作為傳感器的AC-OFCS107
7.3.2用LCW作為傳感器的AC-OFCS111
7.3.3用HWG作為傳感器的AC-OFCS116
參考文獻117
第8章全聚合物柔性平板波裝置119
8.1引言119
8.1.1動(dòng)機119
8.1.2聲波微傳感器120
8.1.3重量測量1218.2柔性平板波121
8.2.1背景121
8.2.2靈敏度122
8.2.3低剛度襯底效應123
8.2.4傳感限制124
8.3制造124
8.3.1材料、制備和表征124
8.3.2封裝127
8.3.3噴墨打印127
8.3.4FPW設備測試128
8.4FPW設備性能128
8.4.1質(zhì)量加載129
8.4.2氣體傳感130
8.4.3聚合物表征131
8.4.4FPW設備的性能極限132
8.5結論132
參考文獻133
第9章耳語(yǔ)畫(huà)廊微腔傳感135
9.1引言135
9.2耳語(yǔ)畫(huà)廊微諧音器的基礎135
9.3微腔的材料138
9.4微腔的結構138
9.4.1二氧化硅微球140
9.4.2微盤(pán)140
9.4.3二氧化硅微型環(huán)芯141

9.4.4雙盤(pán)微型諧振器141
9.4.5硅環(huán)諧振器141
9.4.6液芯光環(huán)諧振器141
9.4.7瓶頸微諧振器141
9.4.8二氧化硅微泡諧振器142
9.5反應敏感142
9.6參考干涉儀檢測144
9.7分頻檢測145
9.8等離子體激增147
9.9光機械傳感148
9.10利用二次諧波生成進(jìn)行感測149
9.11結論和未來(lái)研究149
參考文獻150
第10章動(dòng)態(tài)納米約束的耦合化學(xué)反應:Ⅲ蝕刻軌道及其前體結構中Ag2O膜的電子表征153
10.1引言153
10.2試驗153
10.2.1形成具有嵌入式Ag2O膜的蝕刻軌道153
10.2.2電子表征154
10.3電子表征在PET箔蝕刻軌道內的Ag2O膜的形成過(guò)程:結果和討論155
10.3.1電流/電壓譜155
10.3.2伯德圖160
10.3.3傅里葉光譜161
10.3.4四極參數162
10.4總結165
參考文獻166
第11章走向無(wú)監督的智能化學(xué)傳感器陣列168
11.1引言168
11.2智能化學(xué)傳感器陣列169
11.2.1電位傳感器169
11.2.2電位傳感器的選擇性問(wèn)題169
11.2.3化學(xué)傳感器陣列170
11.3盲源分離170
11.3.1問(wèn)題描述171
11.3.2盲源分離的執行策略171
11.3.3非線(xiàn)性混合173
11.4盲源分離方法在化學(xué)傳感器陣列中的應用174
11.4.1第一個(gè)結果174
11.4.2不同價(jià)情況下的基于獨立成分分析的分析方法174
11.4.3使用先念信息估計電極的斜率176
11.4.4貝葉斯分離在化學(xué)傳感器陣列中的應用176
11.5實(shí)用問(wèn)題178
11.5.1尺度歧義的處理178
11.5.2ISEA數據庫179
11.6結論179
參考文獻179
第12章金屬氧化物半導體氣體鑒別傳感器中的沸石轉化層181
12.1引言181
12.1.1MOS簡(jiǎn)介181
12.1.2氣體相互作用模型:p型傳感器響應18212.1.3等效電路模型182
12.1.4絲網(wǎng)印刷183
12.1.5什么是沸石183
12.1.6在該領(lǐng)域工作的其他團體184
12.2實(shí)驗準備184
12.2.1材料的制作184
12.2.2材料表征185
12.2.3傳感器特性和測試186
12.2.4相關(guān)理論:擴散反應建模187
12.3測試結果188
12.3.1增加識別度188
12.3.2分析物調諧的氣體傳感器:乙醇189
12.3.3分析物調諧的氣體傳感器:二氧化氮190
12.3.4測試結果的擴散反應建模191
12.4討論192
12.4.1實(shí)驗結果192
12.4.2實(shí)驗結果的擴散反應建模194
12.5結論196
參考文獻196
第3部分汽車(chē)及工業(yè)傳感器
第13章微機械非接觸式懸浮裝置198
13.1引言198
13.2基于非接觸式懸浮的微機械動(dòng)力調諧陀螺儀201
13.2.1動(dòng)力學(xué)模型及工作原理201
13.2.2數學(xué)模型203
13.2.3特定情況下的模型分析205
13.3零性系數的懸浮209
13.3.1懸浮的運動(dòng)學(xué)特性及工作原理209
13.3.2數學(xué)模型210
13.3.3穩定懸浮的條件212
13.3.4彈性系數的補償215
參考文獻217
第14章汽車(chē)、消費和工業(yè)應用中的非接觸角度檢測219
14.1引言219
14.2非接觸式電位計的應用220
14.2.1汽車(chē)行業(yè)中的應用220
14.2.2工業(yè)應用22114.2.3消費應用221
14.3非接觸角度檢測技術(shù)222
14.3.1光學(xué)傳感器222

14.3.2電容傳感器222
14.3.3感應傳感器223
14.3.4霍爾效應傳感器223
14.3.5磁敏感晶體管和MAGFET223
14.3.6磁阻223
14.3.7各向異性磁阻傳感器224
14.3.8巨磁阻傳感器224
14.4案例研究:基于巨磁阻傳感器的非接觸式電位計224
14.4.1非接觸式電位計的物理布置225
14.4.2巨磁阻傳感器橋226
14.4.3傳感器誤差和溫度補償227
14.4.4放大和電氣誤差補償228
14.4.5傳感器信號線(xiàn)性化230
14.4.6測量結果和性能比較235
14.5結論238
參考文獻239
第15章用于安全應用的電容式傳感器241
15.1引言:目的、目標和現狀241
15.2電容測量242
15.2.1電容測量中的物理學(xué)特性242
15.2.2應用示例242
15.2.3在開(kāi)放環(huán)境中的寄生效應246
15.2.4屏蔽與耦合248
15.3測量電路及模式249
15.3.1應用示例中的測量系統250
15.3.2不同的方法:電容層析成像252
15.4測量系統254
15.4.1評估電路的設計254
15.4.2與最先進(jìn)的電容式傳感器的比較255
15.4.3機器手臂上高反應性接近度檢測傳感器的測量258
15.5結論260
參考文獻261
第16章保形微機電傳感器265
16.1引言265
16.2保形微機電傳感技術(shù)26616.3制造方法267
16.4封裝268
16.5設計和特殊考慮270
16.6保形微機電傳感器的例子270
16.6.1溫度傳感器270
16.6.2壓力/力/觸覺(jué)傳感器271
16.6.3絕對壓力傳感器273
16.6.4加速度計273
16.7結論和未來(lái)的方向275
參考文獻275
第17章射頻毫米波模擬電路的嵌入式溫度傳感器表征279
17.1引言279
17.2用于射頻電路測試的溫度監測的物理原理280
17.3模擬電路的電氣性能與溫升產(chǎn)生之間的關(guān)系285
17.4溫度感測策略:差分溫度傳感器287
17.5實(shí)驗例子291
17.6結論294
參考文獻295
第4部分軟件和傳感器系統
第18章多傳感器系統的集成可靠性298
18.1背景和相關(guān)工作299
18.2容錯篩選過(guò)程300
18.3最佳線(xiàn)性數據融合302
18.3.1問(wèn)題描述302
18.3.2問(wèn)題的確定解303
18.3.3精確度分析304
18.4實(shí)驗設置和結果305
18.4.1具有溫度傳感器的系統配置305
18.4.2具有加速度計的系統配置306
18.4.3溫度傳感器的校準306
18.4.4加速度計的校準309
18.4.5準確度比較310
18.5總結和討論313
參考文獻313
第19章非靜態(tài)干擾破壞信號模型的可用信號處理構建及干擾的檢測與消除315
19.1可用信號段的一般統計分析31519.1.1引言315
19.1.2段長(cháng)度建模315
19.1.3語(yǔ)音音素段相關(guān)性的建模320
19.1.4語(yǔ)音音素段的目標干擾比建模324
19.1.5結論328
19.2魯棒信號段干擾的物理建模實(shí)例328
19.2.1引言328
19.2.2語(yǔ)音的分類(lèi)329
19.2.3語(yǔ)音分割特征330
19.2.4主成分分析339
19.2.5語(yǔ)音音素段分類(lèi)342
19.2.6結論348
19.A附錄TIMIT數據庫348
參考文獻350
第20章用于實(shí)時(shí)觀(guān)測和遙感數據采集的集成地理信息系統352
20.1引言352
20.2相關(guān)工作353
20.3地理環(huán)境的建立354

20.3.1傳感器網(wǎng)絡(luò )354
20.3.2網(wǎng)格計算355
20.3.3網(wǎng)絡(luò )實(shí)現356
20.4架構的必要性356
20.5環(huán)境網(wǎng)絡(luò )實(shí)現和遙感方案357
20.5.1空氣質(zhì)量監測系統359
20.5.2空氣污染預防模型360
20.6實(shí)驗結果362
20.7結論364
參考文獻364
第21章基于Haar-Like特征的人體感知多功能識別366
21.1引言366
21.1.1傳感器網(wǎng)絡(luò )366
21.1.2潛在的應用366
21.1.3上下文識別中的常規方法368
21.1.4方法概述:多功能識別371
21.2為聲音設計Haar-like特征373
21.2.1聲音信號的特征373
21.2.2設計一維Haar-Like特征373
21.2.3Haar-Like特征值的計算37721.2.4Haar-Like特征計算成本的降低378
21.2.5用于評估的聲音數據集378
21.3加速度信號的Haar-like特征的設計379
21.3.1引言379
21.3.2人類(lèi)活動(dòng)識別的傳統研究380
21.3.3傳感器的技術(shù)參數和人類(lèi)活動(dòng)數據集381
21.3.4評估標準381
21.3.5統計特征的集成381
21.4緊湊型分類(lèi)器的設計384
21.4.1引言384
21.4.2正向估計386
21.4.3冗余特征選擇388
21.4.4動(dòng)態(tài)查找表388
21.4.5性能評估390
21.5結論和討論393
參考文獻393
第22章遠程RF探測信息學(xué)398
22.1引言398
22.2背景398
22.2.1Shannon和Weaver的總體框架398
22.2.2互信息399
22.2.3可觀(guān)測量、觀(guān)測和邏輯推理400
22.3遠程RF探測模式402
22.3.1有效性問(wèn)題和查詢(xún)方403
22.3.2語(yǔ)義問(wèn)題是有效性和技術(shù)問(wèn)題之間的接口404
22.3.3技術(shù)問(wèn)題405
22.3.4應用信息理論來(lái)分析問(wèn)題的各個(gè)方面407
22.4討論408
22.5未來(lái)展望409
參考文獻410
第23章電磁污染環(huán)境中集成過(guò)溫傳感器的可靠性411
23.1引言411
23.2熱關(guān)斷過(guò)溫保護電路:正常工作狀態(tài)412
23.3無(wú)線(xiàn)電頻率干擾環(huán)境下的熱關(guān)斷過(guò)溫保護電路414
23.4試驗結果418
23.5結論420
參考文獻421
第24章動(dòng)態(tài)納米約束的耦合化學(xué)反應:Ⅱ蝕刻軌道中Ag2O膜的制備條件423
24.1引言423
24.2實(shí)驗:嵌入Ag2O膜蝕刻軌道的形成424
24.2.1預蝕刻步驟424
24.2.2膜形成步驟424
24.2.3電子表征424
24.2.4膜形成的細節425
24.3結果與討論426
24.3.1預蝕刻時(shí)間對蝕刻軌道內Ag2O膜形成的影響426
24.3.2PET箔蝕刻軌道中Ag2O膜的去除430
24.4總結430
參考文獻431