【摘 要】智能傳感器技術(shù)是綜合多種學科的復合型技術(shù)，是一門正在飛速發(fā)展的現(xiàn)代傳感器技術(shù)。隨著國內(nèi)各領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，各行業(yè)對傳感器的性能要求越來越高。傳統(tǒng)傳感器在各領(lǐng)域的應用具有很大的局限性，具有創(chuàng)新以及各技術(shù)領(lǐng)域交叉結(jié)合特性的智能傳感器有了巨大的發(fā)展空間。為此，本文就智能傳感器的在各領(lǐng)域的應用以及發(fā)展趨勢作出了簡要闡述。

【關(guān)鍵詞】智能傳感器 應用研究 發(fā)展趨勢

一、智能傳感器的基本概念

智能傳感器是由傳統(tǒng)傳感器和微處理器相結(jié)合而構(gòu)成的。它充分利用微處理器的計算和存儲能力，對傳感器的數(shù)據(jù)進行處理。并能對它的內(nèi)部行為進行調(diào)節(jié)，使采集的數(shù)據(jù)最佳。微處理器是智能傳感器的核心。它不但可以對傳感器的測量數(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(diào)節(jié)。由于微處理器充分發(fā)揮了各種軟件的功能，可以完成硬件難以完成的任務，從而降低了傳感器制造的難度。提高了傳感器的性能，減少了傳感器的成本。需要指出的是。除微處理器以外，智能傳感器相對于傳統(tǒng)傳感器的另一顯著特征是其信號調(diào)理電路，被測的物理量轉(zhuǎn)換成相應的電信號后，送到信號調(diào)理電路中。再送入微處理器中進行處理。

二、智能傳感器的應用現(xiàn)狀

（一）智能傳感器的應用方向

在工業(yè)生產(chǎn)中，利用傳統(tǒng)的傳感器無法對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標進行快速直接測量并在線控制。而利用智能傳感器可直接測量與產(chǎn)品質(zhì)量指標有函數(shù)關(guān)系的生產(chǎn)過程中的某些量，利用神經(jīng)網(wǎng)絡或?qū)＜蚁到y(tǒng)技術(shù)建立的數(shù)學模型進行計算，可推斷出產(chǎn)品的質(zhì)量。虛擬化、網(wǎng)絡化和信息融合技術(shù)是智能傳感器發(fā)展完善的三個主要方向。虛擬化是利用通用的硬件平臺充分利用軟件實現(xiàn)智能傳感器的特定硬件功能，虛擬化傳感器可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低成本，提高可靠性。網(wǎng)絡化智能傳感器是將利用各種總線的多個傳感器組成系統(tǒng)并配備帶有網(wǎng)絡接口的微處理器。通過系統(tǒng)和網(wǎng)絡處理器可實現(xiàn)傳感器之間、傳感器與執(zhí)行器之間、傳感器與系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享。多傳感器信息融合是智能處理的多傳感器信息經(jīng)元素級、特征級和決策級組合，形成更為精確的被測對象特性和參數(shù)。

（二）智能傳感器當前應用領(lǐng)域

1.在汽車領(lǐng)域的應用。到目前為止，最成功的智能傳感器足為規(guī)模化生產(chǎn)的汽車工業(yè)開發(fā)的智能傳感器，在汽車女全行駛系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)等領(lǐng)域的應用己經(jīng)比較廣泛。例如：輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)用來監(jiān)測汽車輪胎壓力和溫度的一種監(jiān)測系統(tǒng)。一個TPMS有4至5個RTPM模塊；中央監(jiān)視器接收到RTPM模塊發(fā)射的信號，并將各個輪胎的溫度和壓力數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，以供駕駛者參考。如果輪胎的溫度或壓力出現(xiàn)異常，中央監(jiān)視器可根據(jù)異常情況，發(fā)出不同的報警信號，提醒駕駛者采取一定的措施。

2.在氣體分析方而的應用。在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，智能傳感器己經(jīng)有了不少典型的應用案例。在2010年召開的的DARPA微系統(tǒng)技術(shù)研討會的會議海報上介紹了一種微氣體分析儀，通過微型、快速、超低功耗、芯片級尺度微氣體分析儀，能夠檢測270種分析物和干擾物，用于邊境預警用傳感器網(wǎng)絡的構(gòu)建。儀器也非常節(jié)能，每次分析能耗2.6J。

3.在航天航空領(lǐng)域的應用。用于制造航天飛機和飛機的材料是有使用壽命的，因此NASA經(jīng)常要檢查運載火箭、乘員艙、燃料箱和其它結(jié)構(gòu)件的健康狀況。它的工作原理是：傳感器產(chǎn)生的電磁波在結(jié)構(gòu)部件中傳播，電磁波被其它的傳感器接收，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中進行處理，提供了一種結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的實現(xiàn)方法。

4.在通信方而的應用。智能傳感器的一個技術(shù)突破就是通信功能采用標準化接口。IEEE1451系列變送器接口標準使變送器到網(wǎng)絡的連接和設備間的相互更加地便利，有研究者將IEEE 1451與其他標準結(jié)合，取得了很好的效果。劉龍等將IEEE 1451.2標準與射頻技術(shù)結(jié)合，以A-DUC812單片機為核心，應用射頻芯片Nrf24e1、振動傳感器ADXL210與溫度傳感器DS18B20設計無線智能傳感器節(jié)點；蔡永娟等把IEEE 1451和SWE兩個標準的長處進行結(jié)合，總結(jié)出一個新型的傳感器標準化架構(gòu)。

三、智能化傳感器技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）向高精度發(fā)展

隨著自動化生產(chǎn)程度的提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動化的可靠性。

（二）向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展

傳感器的可靠性直接影響到電子設備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永久性的方向。

（三）向微型化發(fā)展

各種控制儀器設備的功能越來越強，要求各個部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。如傳統(tǒng)的加速度傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩(wěn)定性差、壽命也短，而利用激光等各種微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好。目前，智能傳感器主要應用在工業(yè)生產(chǎn)過程參數(shù)的測量中，如智能溫度傳感器、智能壓力傳感器、智能流量傳感器和智能液位傳感器，最典型的產(chǎn)品當屬ST-3000智能傳感器，它在電力、化工和冶金等工業(yè)部門有較多的應用。

智能化傳感器的出現(xiàn)與發(fā)展改變了傳統(tǒng)傳感器的設計理念，以及現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)方式，它為用戶提供了一種嶄新的獲取信息以及處理信息的方式，實現(xiàn)的現(xiàn)代化工業(yè)以高度集成，提升了生產(chǎn)效率，同時為人們的生活帶來了很多新的改變。同時智能化傳感器的發(fā)展與工業(yè)水平的發(fā)展息息相關(guān)，兩者相互促進，在解決大型機械自動化進程的同時，自動化傳感器逐漸向更精密的微元方向進一步發(fā)展，這會推動更多的自動化領(lǐng)域的發(fā)展與健全，極大的改善人類的生產(chǎn)以及生活水平。因此，全力推動智能化傳感器的發(fā)展是擴大工業(yè)生產(chǎn)，提升生產(chǎn)效率的重要前提，并且需要國家根據(jù)當今國家發(fā)展現(xiàn)狀，合理規(guī)劃發(fā)展布局，推動智能化及自動化的全面發(fā)展，相信在不久的將來，智能化傳感器能為我們的生活帶來更多的變化。

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