智能傳感器技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用場(chǎng)景

隨著物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。智能傳感器由傳感元件、信號(hào)調(diào)理電路控制器組成，具有數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、分析甚至決策功能。智能化可以提高傳感器的精度，降低功耗和體積，實(shí)現(xiàn)更輕松的組網(wǎng)，從而擴(kuò)大傳感器的應(yīng)用范圍，使其發(fā)展更加快速有效。

智能傳感器的概念：

智能傳感器是集成傳感器、執(zhí)行器和電子電路的智能設(shè)備，或集成傳感元件和微處理器，并具有監(jiān)控和處理功能的設(shè)備。智能傳感器比較大的特點(diǎn)就是輸出數(shù)字信號(hào)，方便后續(xù)計(jì)算處理。智能傳感器的功能包括信號(hào)感知、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)驗(yàn)證和解釋、信號(hào)傳輸和轉(zhuǎn)換等。主要部件包括A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、收發(fā)器、微控制器、放大器等。

什么是傳感器和智能傳感器?

傳感器是將特定物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以檢測(cè)、測(cè)量或指示它們的設(shè)備。當(dāng)傳感器感應(yīng)到并發(fā)送信息時(shí)，執(zhí)行器開始工作。執(zhí)行器接收信號(hào)并設(shè)置其所需的動(dòng)作，以便它可以在環(huán)境中動(dòng)作。

智能傳感器是指能夠感知、收集判斷、分析和處理外部環(huán)境信息的智能傳感器設(shè)備。智能傳感器是具有信息采集、處理、交換、存儲(chǔ)和傳輸功能的多元件集成電路。它們是集成傳感器、通信模塊、微處理器、驅(qū)動(dòng)程序和接口以及軟件算法的系統(tǒng)級(jí)設(shè)備。診斷和自我補(bǔ)償能力，以及感官融合和靈活的溝通能力。

智能傳感器的優(yōu)勢(shì)是什么?

自檢、自校準(zhǔn)和自診斷：自診斷功能在開機(jī)時(shí)執(zhí)行自檢，并使用診斷測(cè)試來(lái)確定組件是否出現(xiàn)故障。

可根據(jù)使用時(shí)間在線修正，微處理器利用存儲(chǔ)的測(cè)量特性數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。

感應(yīng)融合：智能傳感器可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)物理和化學(xué)量，給出反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的信息。例如，聚變液體傳感器可以同時(shí)測(cè)量介質(zhì)的溫度、流量、壓力和密度。機(jī)械傳感器如何同時(shí)測(cè)量物體某一點(diǎn)的三維振動(dòng)加速度、速度、位移等。

精度高：智能傳感器具有信息處理功能，不僅可以通過(guò)軟件修正各種確定性系統(tǒng)誤差，還能對(duì)隨機(jī)誤差進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償，降低噪聲，從而提高傳感器的精度。

高可靠性：集成傳感器系統(tǒng)消除了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一些不可靠因素，提高了整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性能。同時(shí)還具有診斷、校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，穩(wěn)定性好。

性價(jià)比：同等精度要求下，多功能智能傳感器的性價(jià)比明顯高于單一功能的普通傳感器，尤其是在集成了更便宜的微控制器之后。

功能多樣化：智能傳感器可實(shí)現(xiàn)多傳感器、多參數(shù)綜合測(cè)量，通過(guò)編程擴(kuò)展測(cè)量和使用范圍。它具有一定的自適應(yīng)能力，可以根據(jù)檢測(cè)對(duì)象或條件的變化，從輸出數(shù)據(jù)中相應(yīng)地改變范圍。

具有數(shù)字通訊接口功能，可直接發(fā)送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。具有多種數(shù)據(jù)輸出形式，適用于各種應(yīng)用系統(tǒng)。信號(hào)歸一化：傳感器的模擬信號(hào)由放大器歸一化，然后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

微處理器還以串行、并行、頻率、相位和脈沖等各種數(shù)字傳輸形式進(jìn)行數(shù)字歸一化。

智能傳感器的需求增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力：物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的日益普及汽車電氣化和智能化趨勢(shì)可穿戴消費(fèi)電子產(chǎn)品的普及傳感器技術(shù)和MEMS制造工藝的進(jìn)步在智能手機(jī)中越來(lái)越多地使用各種傳感器工業(yè)自動(dòng)化和智能制造需求旺盛智慧城市、交通和樓宇智能。