什么是智能傳感器

硅微電子技術(shù)的成熟使得在單個(gè)芯片中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微電子機(jī)械系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)，也給傳感器的微型化提供了基礎(chǔ)。同時(shí)采用 IC技術(shù)將信號(hào)處理和控制電路集成到單個(gè)芯片中 ，大大提高了傳感器的性能并擴(kuò)展了傳感器的功能 ，即實(shí)現(xiàn)所謂的智能化。

所謂智能傳感器（intelligent sensor或smart sensor），就是一種帶有微處理器的兼有檢測(cè)、判斷與信息處理功能的傳感器。智能傳感器的最大特點(diǎn)就是將傳感器檢測(cè)信息的功能與微處理器的信息處理功能有機(jī)融合在一起，從一定意義上講，它具有類似于人工智能的作用。

一般來(lái)說(shuō) ，智能傳感器是能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，而并非 僅 僅 是 將 模 擬 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 信 號(hào) 。根 據(jù) EDC（Electronic Development Corporation）的定 義 ，智能傳感器應(yīng)具備如下的特征：

可以根據(jù)輸入信號(hào)值進(jìn)行判斷和制定決策

可以通過(guò)軟件控制作出多種的決定

可以與外部進(jìn)行信息交換 ，有 輸入輸出接口

具有自檢測(cè) 、自 修正和自保護(hù)功能

所謂的智能傳感器并非是簡(jiǎn)單的單片機(jī)嵌入傳感器中將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，其實(shí)際所包括的內(nèi)容要廣泛得多。從智能傳感器的概念產(chǎn)生和發(fā)展歷史來(lái)看， 其經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)涵不斷豐富的過(guò)程。 即使是傳統(tǒng)意義上的智能傳感器也并不具備這種功能。

正如上面所提到的 ，在80年代 ，將信號(hào)處理電 路（濾 波 、放 大 、調(diào) 零 ）與 傳 感 器 設(shè) 計(jì) 在 一 起 ，輸 出0~5V電壓或4~20mA電流，這樣的傳感器即為當(dāng)時(shí)意義上 的“ 智能傳感器 ”；在80年代末期到90年代中后期，隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ，將單片微處理器嵌入傳感器中實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償 、修正 、校準(zhǔn)，同 時(shí)A/D變換器直接將原來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) ，這樣一來(lái)將“ 智能傳感器” 所包含的含義推進(jìn)了一步。這種類型的傳感器在設(shè)計(jì)方法上已開(kāi)始有所轉(zhuǎn)變，不再象以前是簡(jiǎn)單的硬件構(gòu)成 ，需要通過(guò)軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理 ，相應(yīng)輸出的信號(hào)是數(shù)字信號(hào)；自“現(xiàn)場(chǎng)總線 ”概念提出以后，基于現(xiàn)場(chǎng)總線的測(cè)量控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用， 相應(yīng)對(duì)傳感器的設(shè)計(jì)又提出了新的要求。從發(fā)展的角度看，未來(lái)單個(gè)傳感器獨(dú)立使用的場(chǎng)合將越來(lái)越少 ，更多的是多傳感器系統(tǒng)的應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的測(cè)量和多對(duì)象的控制。測(cè)量和控制信息的交換在底層主要是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)完成。數(shù)據(jù)交換主要是通過(guò)Internet等網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為了滿 足這 種 多 傳 感 器 之 間 的 信 息 交換 ，傳感器設(shè)計(jì)上軟件占主要的地位，通過(guò)軟件將傳感器內(nèi)部各個(gè)敏感單元或與外部的智能傳感器單元聯(lián)系在一起。軟件對(duì)象不再是以前的單個(gè)對(duì)象，而是整個(gè)系統(tǒng) ，其輸出的數(shù)字信號(hào)是符合某種協(xié)議格式的。從而可以實(shí)現(xiàn)傳感器與傳感器之間 、傳感器與執(zhí)行器之間、傳 感器與系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和共享。因此智能網(wǎng)絡(luò)化是傳感器的未來(lái)發(fā)展方向。