傳感器像人的五官一樣，是獲取信息的重要工具。它在工業(yè)生產(chǎn)、國防建設和科學技術領域發(fā)揮著巨大的作用。但與飛速發(fā)展的計算機相比較，作為“五官”的傳感器遠遠趕不上作為“大腦”的計算機的發(fā)展速度。

       隨著測控系統(tǒng)自動化、智能化的發(fā)展，要求傳感器準確度高、可靠性高、穩(wěn)定性好，而且具備一定的數(shù)據(jù)處理能力，并能夠自檢、自校、自補償。傳統(tǒng)的傳感器已不能滿足這樣的要求。

      另外，為制造高性能的傳感器，光靠改進材料工藝也很困難，需要利用計算機技術與傳感器技術相結合，彌補其性能的不足，計算機技術使傳感器技術發(fā)生了巨大的變革，微處理器(或微計算機)和傳感器相結合，產(chǎn)生功能強大的智能傳感器。國外稱為Intelligentsensor(智能傳感器)或Smartsensor(靈巧的、機敏的、智能傳感器)。另外，傳統(tǒng)的傳感器一般只能測量一個參數(shù)，有些場合需要同時測量多個參數(shù)的體積小的多功能傳感器?，F(xiàn)在多國科學家已重視這一方向的開拓，并已研制出一些多功能傳感器。

      01 智能傳感器

      智能傳感器是當今國際科技界研究的熱點，尚無統(tǒng)一的、確切的定義。本文不討論(Intelligentsensor或Smartsensor)兩個術語的區(qū)別，統(tǒng)稱為智能傳感器。 目前國內外學者普遍認為，智能傳感器是由傳統(tǒng)的傳感器和微處理器(或微計算機)相結合而構成的，它充分利用計算機的計算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理，并能對它的內部行為進行調節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)準確無誤。智能傳感器的功能如下：

      (1）自補償能力： 通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應時間等進行自動補償。

      (2)自校準功能： 操作者輸入零值或某一標準量值后，自校準軟件可以自動地對傳感器進行在線校準。

      (3)自診斷功能： 接通電源后，可對傳感器進行自檢，檢查傳感器各部分是否正常，并可診斷發(fā)生故障的部件。

      (4)數(shù)值處理功能： 可以根據(jù)智能傳感器內部的程序，自動處理數(shù)據(jù)，如進行統(tǒng)計處理，剔除異常值等。

      (5)雙向通信功能： 微處理器和基本傳感器之間構成閉環(huán)，微處理機不但接收、處理傳感器的數(shù)據(jù)，還可將信息反饋至傳感器，對測量過程進行調節(jié)和控制。

      (6)信息存儲和記憶功能。

       (7)數(shù)字量輸出功能： 輸出數(shù)字信號，可方便的和計算機或接口總線相連。

     目前研制的智能傳感器只具有上述功能中的一部分。傳統(tǒng)的傳感器只能作為敏感元件，檢測物理量的變化，而智能傳感器則包括測量信號調理(如濾波、放大、A/D轉換等)、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)顯示等。它幾乎包括了儀器儀表的全部功能。可見智能傳感器的功能已延伸到儀器的領域。 早期的智能傳感器是將傳感器的輸出信號經(jīng)處理和轉化后由接口送到微處理機進行運算處理。80年代智能傳感器主要以微處理器為核心，把傳感器信號調節(jié)電路、微電子計算機存貯器及接口電路集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測量技術有了進一步的提高，使傳感器實現(xiàn)了微型化、結構一體化、陣列式、數(shù)字式，使用方便、操作簡單，并具有自診斷功能、記憶與信息處理功能、數(shù)據(jù)存貯功能、多參量測量功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能、邏輯思維以及判斷功能。

       隨著科學技術的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強，它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(如傳感器信息融合技術、模糊理論等)，使傳感器具有良好的智能，具有分析、判斷、自適應、自學習的功能，可以完成圖象識別、特征檢測、多維檢測等復雜任務。 智能傳感器大體上可以分三種類型：即具有判斷能力的傳感器；具有學習能力的傳感器；具有創(chuàng)造能力的傳感器。

      02 智能傳感器的結構

      智能傳感器主要由傳感器、微處理器(或微計算機)及相關電路組成。 傳感器將被測的物理量轉換成相應的電信號，送到信號調理電路中，進行濾波、放大、模-數(shù)轉換后，送到微計算機中。計算機是智能傳感器的核心，它不但可以對傳感器測量數(shù)據(jù)進行計算、存儲、數(shù)據(jù)處理，還可以通過反饋回路對傳感器進行調節(jié)。由于計算機充分發(fā)揮各種軟件的功能，可以完成硬件難以完成的任務，從而大大降低傳感器制造的難度，提高傳感器的性能，降低成本。

       智能傳感器的結構可以是集成的，也可以是分離式，按結構可以分為集成式、混合式和模塊式三種形式。集成智能傳感器是將一個或多個敏感器件與微處理器、信號處理電路集成在同一硅片上，集成度高，體積小。這種集成的傳感器在目前的技術水平下還很難實現(xiàn)。將傳感器和微處理器、信號處理電路作在不同的芯片上，則構成混合式的智能傳感器(HybridSmart2Sensor)。 目前這類結構較多。初級的智能傳感器也可以有許多互相獨立的模塊組成，如將微計算機、信號調理電路模塊、輸出電路模塊、顯示電路模塊和傳感器裝配在同一殼體內，則組高，體積較大，但在目前的技術水平下，仍不失為一種實用的結構形式。

       智能傳感器的應用領域廣泛

     01 在智慧農(nóng)業(yè)中的運用

      由于環(huán)境的特殊性，農(nóng)業(yè)項目大多都在田間進行，校正操作非常的不方便，人工成本也非常高，因此對傳感器數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的要求非常高，智能傳感器是及有效的一種傳感器。

      02 在工業(yè)自動化中的應用

      在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù)，使設備工作在正常狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到及好的質量。可以說，沒有了優(yōu)良的智能傳感器，工業(yè)自動化也就無從談起。

     03 在機器人中的應用

     如今的機器人已具有類似人一樣的肢體及感官功能，有一定程度的智能，動作程序靈活，在工作時可以不依賴人的操縱，而這一切都少不了傳感器的功勞，傳感器是機器人感知外界的重要幫手。

      04  智慧醫(yī)療中的應用

      隨著智能傳感器的發(fā)展，醫(yī)學智能傳感器作為拾取生命體征信息的五官，它的作用日益顯著，并得到廣泛應用。如：在圖像處理、臨床化學檢驗、生命體征參數(shù)的監(jiān)護監(jiān)測、呼吸、神經(jīng)、心血管疾病的診斷與治療等方面，智能傳感器的作用不可替代，未來它在現(xiàn)代醫(yī)學儀器設備中幾乎無所不在。

     05 在智能家電中的應用

      智能家居是未來的一大趨勢，而智能家電將是很多家庭的必備產(chǎn)品，智能傳感器未來在很多家電中均可應用，如電視劇、風扇、空調、洗衣機、晾衣機、冰箱、衣柜等，它是實現(xiàn)人與家電交流的基本器件，也是構成家居物聯(lián)網(wǎng)的基礎。

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