針對網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)所涉及的問題分析

智能傳感器系統(tǒng)的實現(xiàn)是在傳感器技術(shù)、計算機技術(shù) 、信號處理 、網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 ，并隨這些技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展 ，但不是這些技術(shù) 的簡單合成。無論是微處理器還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，都不是原來一般技術(shù)的簡單合成 ，下面針對網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)所涉及的一些問題進行分析。

首先，系統(tǒng)構(gòu)成。從計算機技術(shù)角度來看，一般計算機系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號， 且是直接通過外部設(shè)備輸入的，這些信號本身會受到外部設(shè)備限制 。但是對于傳感器系統(tǒng)來說所面對的是與外界環(huán)境相關(guān)的模擬信號， 信號與外界的一些物理量相關(guān)。這意味著信號的存在和信號的出現(xiàn)是受到環(huán)境限制的，為了滿足控制實時性的需要 ，信號的采樣必須保證實時性。

其次，信號處理方法。在網(wǎng)絡(luò)化使用環(huán)境中，即插即用是對網(wǎng)絡(luò)中的每個設(shè)備最基本的要求。但是由于每個被測物理量通過傳感器時輸入輸出的關(guān)系是不定的，有些是線性的，但更多的是非線性的 ，必須保證系統(tǒng)能夠準確識別被測對象，一方面要能夠確定探測器信號的位置，另一方面要能夠確定傳感器輸入輸出之間的關(guān)系以及物理量（一般被測物理量和傳感器輸出物理量不一定一樣。例如電容式壓力傳感器輸入為壓力， 輸出為電容）。這類似于傳統(tǒng)傳感器設(shè)計時涉及到的標定問題，但是不完全一樣。因為一般傳感器設(shè)計中無須考慮輸入輸出物理量，僅僅只考慮它們之間的關(guān)系。

再次，需要考慮外部接口。從網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器的應(yīng)用來說，其一般使用在 自動化現(xiàn)場的測量控制級，相互之間需要通過現(xiàn)場總線連接在一起。對于不同的應(yīng)用場合， 現(xiàn)在已經(jīng)有很多不同的總線標準協(xié)議 。要保證所設(shè)計的傳感器完全滿足這些協(xié)議比較困難，這就必須考慮接口問題。這是智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器與普通傳感器最大的區(qū)別。

最后 ，軟件工具的開發(fā)。由于過去傳感器完全是由硬件所組成， 因此研究 的對象主要局限在傳感機理 、材料 、結(jié)構(gòu) 、工藝等物理方面。而智能傳感器的智能性則是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件實現(xiàn)其價值的，軟件在智能傳感器中占據(jù)了主要的成分 。而且智能化的程度是與軟件的開發(fā)水平成正比的 ，相 信在不久的將來， 基于計算機平臺完全通過軟件開發(fā)的虛擬傳感器會有十分廣泛的應(yīng)用。軟件開發(fā)工具包括設(shè)計 、管 理和通訊管理等不同方面。目前這類工具已經(jīng)開始出現(xiàn)，一般 C，LabView，ActiVeX等工具軟件都可以完成。軟件的功能主是與軟件的開發(fā)水平成正比的，用以實現(xiàn)傳感器模型建立 、標定參數(shù)建立 、最佳標定模型選擇等。盡管智能傳感器的構(gòu)成方法并非在所有 的場合使用都是合理的 ，但是在許多的應(yīng)用中 ，其相對與傳 統(tǒng)傳感器的優(yōu)點是無法抗拒的。在大多數(shù)情況下 ，智能傳感器價格便宜 、使用方便 、性能優(yōu)越 、維護簡單 、功能擴展容易的優(yōu)點是傳統(tǒng)的傳感器所無法比擬的 。特別是在一些應(yīng)用傳感器較多的場合 ，無疑智能傳感器將是最為合理的選擇。

目前來說 ，考慮到投資因素，由于在過程測量控制領(lǐng)域中系統(tǒng)設(shè)計壽命一般都有幾十年，盡管傳統(tǒng)所使用的測量控制主要是模擬量傳輸?shù)?，而符合現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)標準的智能傳感器有很多優(yōu)點 ，但是更換這些傳感器執(zhí)行器需要花 費很多的時間和增加很大的投資，這種系統(tǒng)還會存在相當(dāng)長的一段時間。過去這類系統(tǒng)功能的擴展比較困難 ，因此多種系統(tǒng)共存的局面將維持一段時間。