智能傳感器，成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智慧中心

來源：AGV網(wǎng)

智能傳感器，一種集成了處理功能的傳感器，能對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、轉(zhuǎn)換、及/或分析。

編輯：感知芯視界

與傳統(tǒng)的傳感器不同，智能傳感器不僅僅是將測量結(jié)果發(fā)送到中央處理單元，而是在數(shù)據(jù)采集后進(jìn)行一定的本地處理。這樣的設(shè)計(jì)能提供更高的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，也能簡化和?yōu)化系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)。

智能傳感器的主要特點(diǎn)

自校正和自調(diào)整：能自動(dòng)校正數(shù)據(jù)和調(diào)整參數(shù)，以適應(yīng)環(huán)境變化。

數(shù)據(jù)預(yù)處理：能進(jìn)行噪聲消除、濾波或其他數(shù)據(jù)清理活動(dòng)。

多功能性：可以測量多個(gè)參數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

自診斷和監(jiān)控：能檢測自身是否正常運(yùn)作，或者是否需要維修或替換。

低功耗和高效性：由于在傳感器級進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，因此可以減少數(shù)據(jù)傳輸，從而減少能量消耗。

應(yīng)用場景

工業(yè)自動(dòng)化：例如，在工廠中用于監(jiān)控機(jī)器狀態(tài)，預(yù)測維護(hù)需求。

醫(yī)療健康：用于持續(xù)監(jiān)測患者的生命體征，并提供實(shí)時(shí)反饋。

智能家居：例如，溫濕度傳感器，煙霧報(bào)警器等。

環(huán)境監(jiān)測：用于監(jiān)測空氣質(zhì)量、水質(zhì)等環(huán)境參數(shù)。

交通和物流：例如，在智能車輛和智能交通系統(tǒng)中用于導(dǎo)航和監(jiān)控。

農(nóng)業(yè)：用于土壤水分、氣候條件等的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

通過集成先進(jìn)的計(jì)算和通信技術(shù)，智能傳感器正在逐漸改變各個(gè)領(lǐng)域，包括工作場所安全、健康監(jiān)測、環(huán)境保護(hù)等。

我們知道，傳感器多年來一直是各領(lǐng)域里不受關(guān)注的基礎(chǔ)設(shè)備，負(fù)責(zé)忠實(shí)地捕捉和傳遞信息，以供后續(xù)解讀和行動(dòng)。然而，科技的快速演進(jìn)正在改變這一現(xiàn)狀，賦予了傳感器在本地或近距離進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的新功能。這種轉(zhuǎn)變主要是應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)的邊緣計(jì)算需求，以降低對云端集中處理系統(tǒng)的依賴。

微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）傳感器展現(xiàn)了這一智能化趨勢的一種引人注目的變化。MEMS傳感器由夾在兩塊電容板之間的浮動(dòng)物質(zhì)組成，一直是工業(yè)、交通等多個(gè)場景的重要組成部分。近年來，這些設(shè)備在能耗、噪音以及體積方面有了顯著改進(jìn)，并且應(yīng)用范圍也更加廣泛。

促成這一轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素之一是在傳感器本身集成了應(yīng)用特定集成電路（ASIC）。這意味著傳感器現(xiàn)在可以直接執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，具備了喚醒、自由落體識別、六軸方向感知和數(shù)據(jù)融合等本地功能。因此，不需要將這些任務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送到獨(dú)立的處理單元，從而簡化了系統(tǒng)并減少了響應(yīng)時(shí)間。隨著物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，邊緣計(jì)算的優(yōu)越性變得更為明顯，這種本地處理能力變得越來越關(guān)鍵。

功效是這種集成方案的另一個(gè)明顯優(yōu)點(diǎn)。降低能量消耗能夠延長這些傳感器所集成設(shè)備的電池使用壽命。此外，這也為更高效的能量回收創(chuàng)造了條件，從而進(jìn)一步提升了能效。

隨著更多的機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)被融入MEMS傳感器中，我們可以預(yù)見這些設(shè)備將變得更加智能化。它們將提升對環(huán)境、情境和任務(wù)的感知水平，以便能夠更加智慧地作出獨(dú)立決策。這種對異常狀況的識別、對自身定位的了解以及獨(dú)立決策的能力，將徹底改變我們?nèi)绾尾渴鸷屠脗鞲衅鳌?/p>

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，智能傳感器已經(jīng)站在了變革的前線。這些裝備了內(nèi)嵌式iSIM集成電路的傳感器正在重新塑造物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理和決策的局面。

與傳統(tǒng)的傳感器不同，這些被動(dòng)地捕獲然后再轉(zhuǎn)交給外部處理單元的數(shù)據(jù)。iSIM的集成改變了這一局面，使得傳感器現(xiàn)在能夠進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)處理，從而減少了響應(yīng)延時(shí)和對遠(yuǎn)端云處理器的依賴。

微機(jī)電系統(tǒng)傳感器在這里尤其受益。這些在工業(yè)和交通應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，現(xiàn)在在能耗降低、噪音減小和尺寸縮小方面都有了顯著進(jìn)步。iSIM的加入進(jìn)一步增強(qiáng)了這些優(yōu)勢，使得喚醒、自由落體識別以及六軸方向感知等功能能夠直接在傳感器上進(jìn)行。

iSIM推動(dòng)的智能傳感器將成為物聯(lián)網(wǎng)的決策中樞。這些先進(jìn)的傳感器不僅能夠感知所處環(huán)境，還能識別異常狀態(tài)并做出自主決策，為物聯(lián)網(wǎng)的高效、靈活和智能未來鋪平了道路。

總體來說，智能傳感器的快速發(fā)展和逐漸普及標(biāo)志著一個(gè)新的科技時(shí)代的到來。作為物聯(lián)網(wǎng)的決策中樞，它們不僅優(yōu)化了數(shù)據(jù)處理和傳輸，也推動(dòng)了邊緣計(jì)算的廣泛應(yīng)用。這些傳感器憑借其能力，如對環(huán)境和情境的敏感識別，異常檢測，以及自主決策，正在深刻地影響我們與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的互動(dòng)方式。進(jìn)一步地，它們也有可能為我們在可持續(xù)性、健康醫(yī)療、交通管理等多個(gè)重要領(lǐng)域里解決復(fù)雜問題提供關(guān)鍵支持。因此，我們可以斷言，智能傳感器不僅僅是物聯(lián)網(wǎng)的大腦，更是構(gòu)建更高效、更可持續(xù)、更智能未來世界的關(guān)鍵技術(shù)。這是一個(gè)我們?nèi)w應(yīng)當(dāng)密切關(guān)注和積極參與的創(chuàng)新領(lǐng)域。

審核編輯：湯梓紅