智能(néng)传感器

2021-05-22

智能(néng)传感器

什么是智能(néng)传感器？

智能(néng)传感器是一种设备，它从物(wù)理(lǐ)环境中获取输入，并使用(yòng)内置的计算资源在检测到特定输入时执行预定义的功能(néng)，然后在传递数据之前对其进行处理(lǐ)。
智能(néng)传感器可(kě)在准确记录的信息中实现更准确和自动化的环境数据收集，同时减少错误噪声。这些设备用(yòng)于多(duō)种环境中的监视和控制机制，包括智能(néng)電(diàn)网，战场侦察，探索和许多(duō)科(kē)學(xué)应用(yòng)。

智能(néng)传感器还是物(wù)联网（IoT）中日益重要的组成部分(fēn)，物(wù)联网是一种日益普遍的环境，在其中几乎可(kě)以想象得到的任何事物(wù)都可(kě)以配备唯一的标识符，并具有(yǒu)通过互联网或类似网络传输数据的能(néng)力。智能(néng)传感器的一种实现方式是作為(wèi)无線(xiàn)传感器和执行器网络（WSAN）的组件，其节点数可(kě)以达到数千个，每个节点都与一个或多(duō)个其他(tā)传感器和传感器集線(xiàn)器以及各个执行器连接。
计算资源通常由低功耗移动微处理(lǐ)器提供。至少，智能(néng)传感器由传感器，微处理(lǐ)器和某种通信技术组成。计算资源必须是物(wù)理(lǐ)设计不可(kě)或缺的一部分(fēn)-仅将其数据一起发送以进行遠(yuǎn)程处理(lǐ)的传感器不被视為(wèi)智能(néng)传感器。

智能(néng)传感器除主要传感器外还可(kě)能(néng)包括其他(tā)几个组件。这些组件可(kě)以包括换能(néng)器，放大器，激励控制，模拟滤波器和补偿。智能(néng)传感器还包含软件定义的元素，这些元素提供诸如数据转换，数字处理(lǐ)以及与外部设备的通信之类的功能(néng)。

智能(néng)传感器如何工作？

智能(néng)传感器将原始基础传感器与集成计算资源联系在一起，从而可(kě)以处理(lǐ)传感器的输入。

基本传感器是提供传感功能(néng)的组件。它可(kě)能(néng)被设计為(wèi)感测热，光或压力。通常，基本传感器会产生一个模拟信号，在使用(yòng)之前必须对其进行处理(lǐ)。这是智能(néng)传感器的集成技术发挥作用(yòng)的地方。板载微处理(lǐ)器可(kě)以滤除信号噪声，并将传感器的信号转换為(wèi)可(kě)用(yòng)的数字格式。

智能(néng)传感器还包含集成的通信功能(néng)，使它们能(néng)够连接到专用(yòng)网络或Internet。这使得能(néng)够与外部设备进行通信。

智能(néng)传感器有(yǒu)什么作用(yòng)？

智能(néng)传感器的使用(yòng)案例数不胜数。它们在工业环境中非常常用(yòng)，并且是工业4.0背后的驱动力。

工厂经常使用(yòng)智能(néng)温度传感器来确保机器不会过热，而振动传感器则用(yòng)来确保机器不存在松动的风险。智能(néng)传感器还可(kě)以实现过程控制，例如监视过程（例如制造物(wù)品），并进行可(kě)能(néng)需要进行的调整才能(néng)达到质量或生产目标。这曾经是一个手动过程，但是智能(néng)传感器可(kě)以用(yòng)于自动化过程控制。

智能(néng)传感器在现代安全系统中也起着关键作用(yòng)。热成像传感器可(kě)用(yòng)于检测入侵者的體(tǐ)热。类似地，诸如智能(néng)锁，运动传感器以及窗户和门传感器之类的设备通常连接到公共网络。这使安全传感器可(kě)以一起工作，以绘制当前安全状态的全面图像。

有(yǒu)哪些不同类型的智能(néng)传感器？

工业环境中使用(yòng)的智能(néng)传感器主要有(yǒu)五种。尽管当今有(yǒu)许多(duō)类型的专用(yòng)传感器在使用(yòng)，但它们通常基于五种类型的传感器之一。

液位传感器。液位传感器用(yòng)于测量容器中占用(yòng)的空间量。車(chē)辆的燃油表可(kě)能(néng)连接至液位传感器，该液位传感器可(kě)监控油箱中的燃油液位。

温度传感器。温度传感器是一种可(kě)以监视组件温度的传感器，因此可(kě)以在必要时采取纠正措施。例如，在工业环境中，可(kě)以使用(yòng)温度传感器来确保机械不会过热。

压力传感器。压力传感器通常用(yòng)于监视管道中的气體(tǐ)或流體(tǐ)的压力。压力突然下降可(kě)能(néng)表示泄漏或流量控制问题。

红外传感器。一些红外传感器（例如，热像仪或非接触式红外温度计中使用(yòng)的红外传感器）用(yòng)于温度监控。其他(tā)红外传感器是光學(xué)传感器，其频率已调整到使它们能(néng)够看到红外光谱中的光的频率。这些类型的传感器用(yòng)在医疗设备中，例如脉搏血氧饱和度测量仪，以及用(yòng)于通过遥控操作的電(diàn)子设备。

接近传感器。接近传感器用(yòng)于检测人或物(wù)體(tǐ)相对于传感器的位置。在零售环境中，接近传感器可(kě)以跟踪整个商(shāng)店(diàn)中顾客的移动。

智能(néng)传感器与基本传感器有(yǒu)何不同？

智能(néng)传感器包括嵌入式数字运动处理(lǐ)器（DMP），而基本传感器则没有(yǒu)。DMP本质上只是一个集成在传感器中的微处理(lǐ)器。它使传感器能(néng)够执行传感器数据的机载处理(lǐ)。这可(kě)能(néng)意味着标准化数据，过滤噪声或执行其他(tā)类型的信号调节。在任何情况下，智能(néng)传感器都会在与外部设备进行任何通信之前执行数据转换数字处理(lǐ)。

基本传感器就是没有(yǒu)配备DMP或其他(tā)能(néng)够使其处理(lǐ)数据的计算资源的传感器。智能(néng)传感器产生的输出可(kě)供使用(yòng)，而基本传感器的输出是原始的，通常必须转换為(wèi)可(kě)用(yòng)格式。

通常，智能(néng)传感器优于基本传感器，因為(wèi)它们具有(yǒu)本地处理(lǐ)功能(néng)。即使这样，在某些情况下使用(yòng)基本传感器可(kě)能(néng)更有(yǒu)利。如果工程师正在设计设备并且需要对传感器输入进行完全控制，那么使用(yòng)基本传感器比使用(yòng)智能(néng)传感器可(kě)能(néng)更有(yǒu)意义。基本传感器的成本也比智能(néng)传感器低，因為(wèi)它们包含的组件更少。

尽管智能(néng)传感器最常与工业设备相关联，但没有(yǒu)智能(néng)传感器就不可(kě)能(néng)存在物(wù)联网。了解有(yǒu)关物(wù)联网智能(néng)传感器的使用(yòng)案例和优势的更多(duō)信息。