智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器及其系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

從原理結(jié)構(gòu)上看來，智能傳感器結(jié)構(gòu)可以用下圖所示框圖來表示。

從上面的框圖可以發(fā)現(xiàn) ，一般意義上的傳感器（即敏感單元）在智能傳感器中僅僅占很少的一部分，信號處理電路占主要部分。與普通傳感器相比，智 能傳感器將傳感器使用過程中所涉及到的所有問題都包括了。

例如上圖所示的靈敏度、零點(diǎn)漂移 、標(biāo)定等 ，即使是單物理量測量傳感器，也必須有標(biāo)準(zhǔn)的接口獲取所，加 上輸出顯示單元 ，這種單智能傳感器系統(tǒng)已經(jīng)涵蓋了傳統(tǒng)的儀表概念。

基于分布式智能傳感器的測量控制系統(tǒng)是由一定的網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)控制節(jié)點(diǎn) 、傳 感器節(jié)點(diǎn)及中央控制單元共同構(gòu)成。其中傳感器節(jié)點(diǎn)是用來實(shí)現(xiàn)參數(shù)測量并將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)；控制節(jié)點(diǎn)是根需要的信息（如溫度 、濕度等）以實(shí)現(xiàn)對被測物理量的標(biāo)定和校準(zhǔn)。在很多場合下?lián)枰獜木W(wǎng)絡(luò)中獲取所需要 的數(shù)據(jù)并根據(jù)這些數(shù)據(jù)制訂相應(yīng)的控制方法和執(zhí)行控制輸出。在整個(gè)系統(tǒng)中 ，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)是相互獨(dú)立且能夠自治 。控制節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié) 點(diǎn)的數(shù)目可多可少，根據(jù)要求而定 。網(wǎng)絡(luò)的選擇可以是傳感器總線 、現(xiàn)場總線，也可以是企業(yè)內(nèi)部的Ethernet，也可以直接是 Internet。一個(gè)智能傳感 器節(jié)點(diǎn)是由三部分構(gòu) 成：傳統(tǒng)意義上的傳感器 、網(wǎng)絡(luò)接口和處理單元。根 據(jù)不同的要求，這三個(gè)部分可以是采用不同芯片共同組成合成式的 ，也可以是單片式的 。首先傳感器將被測量物理量轉(zhuǎn)換為電信號，通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，經(jīng)過微處理器的數(shù)據(jù)處理（濾波 、校準(zhǔn)）后將結(jié)果傳送給網(wǎng)絡(luò)，與 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換有網(wǎng)絡(luò)接口模塊完成。

控制節(jié)點(diǎn)由微處理器、網(wǎng)絡(luò)接口及人機(jī)接口的輸入輸出設(shè)備組成。用來收集傳感器節(jié)點(diǎn)所發(fā)送來的信息，并反饋給用戶和輸出到執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)一定的輸出。將所有的傳感器連接在一個(gè)公共的網(wǎng)絡(luò)上。為保證所有的傳感器節(jié)點(diǎn)和控制節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)即插即用，必須保證網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)能夠滿足共同的協(xié)議 。無論是硬件還是軟件都必須滿足一定的要求 ，只 要符合協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)點(diǎn)都能夠接入系統(tǒng)。因 此為了保證這種即插即用的功能 ，智能傳感器的節(jié)點(diǎn)內(nèi)部必須包含微處理芯片和存儲器 。一方面用來存儲傳感器的物理特征：偏移 、靈敏度 、校準(zhǔn)參數(shù) ，甚至傳感器的廠家信息（維護(hù)等）， 另一方面用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理和補(bǔ)償，以及輸出校準(zhǔn) 。由于這些功能的實(shí)現(xiàn)是在每個(gè)傳感器內(nèi)部完成 ，相應(yīng)的內(nèi)部參數(shù)在傳感器出廠的時(shí)候已經(jīng)寫入內(nèi)部寄存器中固定的單元，因此在更換和增加新的節(jié)點(diǎn)時(shí)候 ，無須對傳感器進(jìn)行標(biāo)定 、校準(zhǔn)。

在很多的情況下，微處理器需要根據(jù)實(shí)際的需要對傳感器的輸入進(jìn)行處理和變換。