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传感器芯片选型与系统设计实战
📚 30章 · 完整体系
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01
传感器概述
定义 · 分类 · 性能指标 · 选型原则
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02
MEMS加速度计
电容/压阻 · 量程噪声 · ADXL345/MPU6050/LSM6DSO
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03
MEMS陀螺仪
科里奥利 · 角速度范围 · 零偏稳定性 · 选型要点
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04
磁力计 (电子罗盘)
霍尔/磁阻 · 硬磁软磁校准 · HMC5883L / MMC5983MA
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05
惯性测量单元 (IMU)
加速度+陀螺+磁力融合 · 选型策略 · 时间戳管理
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06
温度传感器
热电偶 · RTD · 热敏电阻 · DS18B20 / SHT30
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07
湿度传感器
电容/电阻 · 精度迟滞 · SHT30/DHT22/BME280 · 防凝露
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08
压力传感器
压阻/电容/谐振 · 绝压/表压/差压 · BMP280 / MS5611
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09
气体传感器
电化学/半导体/红外 · 选择性 · MQ系列 / SGP30 / CCS811
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10
光电传感器
光电二极管/三极管 · 光谱响应 · TSL2561 / BH1750
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11
距离传感器
超声波HC-SR04 · 红外GP2Y0A21 · 激光VL53L1X
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12
霍尔效应传感器
开关/锁存/线性 · 灵敏度磁滞 · A3144 / SS49E
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13
生物传感器
心率MAX30102 · 血氧 · 生物电势ADS1292
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14
传感器接口协议
I2C · SPI · UART · 单总线 · 模拟/数字输出
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15
信号调理电路
运放选型 · 滤波器设计 · ADC选型 · 参考电压
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16
噪声分析与抑制
热噪声 · 闪烁噪声 · 量化噪声 · PCB布局降噪
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17
电源管理
LDO/DC-DC · 低功耗模式 · 电源噪声影响
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18
校准与标定
零偏/灵敏度校准 · 温度补偿 · 多传感器融合校准
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19
数据采集系统设计
采样率 · 抗混叠滤波 · DMA · 实时性保证
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20
传感器驱动开发
Linux I2C/SPI · RTOS驱动 · 裸机驱动 · 寄存器操作
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21
传感器数据融合
卡尔曼滤波 · 互补滤波 · Mahony · 姿态解算
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22
无线传感器网络
BLE nRF52840 · ZigBee · LoRa · WiFi ESP32
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23
传感器故障诊断
自检 · 异常值检测 · 冗余设计 · 故障树 · 可靠性
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24
环境适应性设计
温度范围 · 湿度防护 · 振动冲击 · EMC/EMI · IP
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25
实战案例一：无人机姿态检测
加速度+陀螺+磁力+气压计 · 系统设计
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26
实战案例二：智能穿戴设备
心率+血氧+加速度+温度 · 健康监测
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27
实战案例三：工业环境监测
温度+湿度+压力+气体+颗粒物 · 工业现场
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28
实战案例四：自动驾驶感知
激光雷达+毫米波+摄像头+IMU · 融合感知
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29
传感器系统成本分析
BOM成本 · 开发/测试/量产成本 · 性价比优化
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30
未来趋势与新技术
柔性传感器 · 量子/AI传感器 · 边缘计算 · MEMS趋势
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