智能傳感器的發(fā)展以應(yīng)用

傳感器是一種檢測裝置，能夠感知被測物的信息和狀態(tài)，可以將自然界中的各種物理量、化學(xué)量、生物量轉(zhuǎn)化為可測量的電信號的裝置與元件。

二十世紀(jì)80年代以來，作為現(xiàn)代信息技術(shù)的三大支柱之一的傳感技術(shù)，獲得了飛速發(fā)展，普通傳感器只有感知——輸出的單一功能，以及失效后無法及時(shí)判定等問題，已經(jīng)越來越制約信息技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)不能滿足客戶的差異化需求。

智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器，集感知、信息處理與通信于一體；能提供以數(shù)字量方式傳播具有一定知識級別的信息；具有自診斷、自校正、自補(bǔ)償?shù)裙δ?，目前傳感技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、集成化發(fā)展。

智能傳感器作為網(wǎng)絡(luò)化、智能化、系統(tǒng)化的自主感知器件，是實(shí)現(xiàn)智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。

第一數(shù)據(jù)才是根基

1978年，美國宇航局（NASA）最早提出智能傳感器（Smart Sensor）的概念，航天器上大量的傳感器不斷向地面發(fā)送溫度、位置、速度和姿態(tài)等數(shù)據(jù)信息，用一臺大型計(jì)算機(jī)很難同時(shí)處理如此龐雜的數(shù)據(jù)，要不丟失數(shù)據(jù)，并降低成本，必須有能實(shí)現(xiàn)傳感器與計(jì)算機(jī)一體化的智能傳感器。

智能傳感器發(fā)展的三個(gè)主要方向是虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和信息融合技術(shù)。

☆ 虛擬化是利用通用的硬件平臺充分利用軟件實(shí)現(xiàn)智能傳感器的特定硬件功能，虛擬化傳感器可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低成本、提高可靠性。

☆ 網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器是利用各種總線的多個(gè)傳感器組成系統(tǒng)并配備帶有網(wǎng)絡(luò)接口的微處理器。通過系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)處理器可實(shí)現(xiàn)傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間、傳感器與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享。

☆ 多傳感器信息融合是智能處理的多傳感器信息經(jīng)元素級、特征級和決策級組合，形成更為精確的被測對象特性和參數(shù)。

應(yīng)用發(fā)展

智能傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，成為人類全面感知自然的最核心元件，各類智能傳感器的大規(guī)模部署和應(yīng)用是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的基本條件。對應(yīng)不同的應(yīng)用范圍會使用不同的傳感器，其覆蓋范圍包括智能制造、智慧城市、智能安保、智能家居、智能運(yùn)輸、智能醫(yī)療等。

相較于普通傳感器的感知——輸出的單一功能，以及失效后無法及時(shí)判定等問題，智能傳感器本身具備的各類自主功能是“智能”的主要表現(xiàn)，包括針對安裝使用過程中的自主校零、自主標(biāo)定、自校正功能，使用過程中應(yīng)對各類環(huán)境干擾及變化的自動補(bǔ)償功能，工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)采集及自主分析、數(shù)據(jù)處理及執(zhí)行干預(yù)等本地邏輯功能，數(shù)據(jù)采集后的上傳及系統(tǒng)指令的決策處理功能等，特別是面向更多無人值守應(yīng)用環(huán)境，以及大數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品中的自學(xué)習(xí)功能等，這些都是傳感器智能化的表現(xiàn)，這其中多數(shù)都屬于典型的物聯(lián)網(wǎng)特征應(yīng)用。

在智能制造的發(fā)展進(jìn)程中，智能傳感器作為智能裝備感知外部環(huán)境信息的自主輸入裝置，要兼顧監(jiān)控、測量、分析評估等一系列的工作，對智能裝備的應(yīng)用起著技術(shù)牽引和場景升級的作用。