傳感器在建筑智能化中的應用研究

侯雅波

摘 要：傳感器就是將實測物理量或者是相關的化學量進行轉化，將其確定為相互對應關系的電信號輸出裝置，傳感器的組成有敏感元件、傳感元件。本文主要是對傳感器在建筑智能化中的應用進行了分析，并且提出了相關的建議。

關鍵詞：傳感器；建筑智能化；應用；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.120

0 前言

傳感器能夠較為靈活的感受被測變量，同時也會做出響應。同時，傳感器具有靈敏性、選擇性以及穩(wěn)定性等特點。材料的質量將會直接影響到傳感器的性能。因此必須選擇材料較為先進的傳感器，應用在智能建筑中。

1 傳感器的主要特征

對于傳感器的主要特征有兩種：分別是動態(tài)特征以及靜態(tài)特征，以下主要是對靜態(tài)特征中的靈敏度、選擇性、線性度以及遲滯性進行了介紹。首先對于靈敏度來說，指的是傳感器輸出變化量以及被測輸入變化量之比，其中主要是依靠傳感器結構中的相關技術。目前很多氣體傳感器的設計都是利用生物化學、電化學、物理以及相關光學進行設計[1]。在設計中必須要考慮其中的敏感技術，要保證其具有足夠的靈敏性。其次就是選擇性，也就是所謂的交叉靈敏度，可以經(jīng)過測量來由某一種濃度的干擾氣體產(chǎn)生的傳感器響應進行確定，這種響應也就是等價于一定濃度目標氣體所產(chǎn)生的傳感器響應。傳感器必須要具備較高的靈敏性以及選擇性。再者就是線性度，傳感器實際靜態(tài)特性輸出的是曲線，在進行工作的過程中，為了保證儀表具備較為均勻的讀數(shù)，會利用一條與直線相似的特性曲線，而線性度則是達標這個近似程度的指標。最后就是遲滯性，傳感器在進行輸入的過程中是由小到大以及輸入量由大到小，變化期間輸入輸出的特性曲線不會出重合為遲滯。

2 智能傳感器的性能分析

一般來講，傳感器只是被當作敏感元件使用，而且設置變換儀表，進而獲得相應的化學量和物理數(shù)值。在微電子技術的改革中，逐漸開始應用智能儀表。對于這些智能儀表，一般都是應用規(guī)模較大的集成電路，同時使用嵌入式的軟件進行操作，不僅可以進行對相應信號的故障判斷、溫度補償、零點錯誤、非線性的補償，還能夠有效的控制工業(yè)流程，較大程度的分散控制系統(tǒng)功能。這種智能傳感器有著有益的性能，集合了智能儀表和傳感器的優(yōu)秀功能，同時還具備一定的控制功能，實際的溫度漂移較低而且線性度較高。在較大程度上精簡了系統(tǒng)的架構并且簡化了整個系統(tǒng)。具有以下幾個方面的特征：第一，相關的軟件和硬件部分具備一定的人工智能水平，可以進行自主學習。在各種測量要求下，可以自主選取最佳方案，綜合處理多方面信息，預測后續(xù)的系統(tǒng)狀態(tài)。第二，智能傳感器可以結合相互獨立并且分散的單敏傳感器，這樣以來，就可以有效的測量多種化學量和物理數(shù)值，進而全方位的反應相關物體物體的全面信息。第三，實際測量范圍較大、精度非常高而且可以實時得到檢測結構，準確的反映被檢測物體的變化情況，同時進行多方面的運算，最終可以得到精確的信號，相應的量程比能夠達到100比1甚至400比1。所以說這種傳感器有著較大的測量范圍。通過實際應用智能傳感器，可以分散處理較為復雜的信號，一方面確保了處理數(shù)據(jù)的質量，有效提升抗干擾性能，還可能極大的降低系統(tǒng)資金投入。以往的傳感器只能進行單一檢測而且功能比較局限，如今的智能傳感器可以進行多種變量的檢測，同時具有多元化功能，相應的傳感器可以主動處理和控制相應的信息，這些傳感器已經(jīng)具有網(wǎng)絡化和系統(tǒng)化的特征。

3 現(xiàn)場總線的體系結構

現(xiàn)場總線是與智能現(xiàn)場設備與自動化系統(tǒng)相連接的通信網(wǎng)絡，可以有效實現(xiàn)數(shù)字化、雙向傳輸以及多分支的特點。通常被用在自動化系統(tǒng)的基層，也就是現(xiàn)場儀表和設備中，其中有效集成了控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡通信系統(tǒng)。現(xiàn)場總線把我們熟悉的網(wǎng)絡管理和通信理念導入了控制領域中，這可以說是將來自動化控制體系結構的長遠發(fā)展目標。對于現(xiàn)場總線主要以IOS以及OSI為基本的框架進行展現(xiàn)，同時也要結合和實際的狀況來進行有效的簡化，從而來保證系統(tǒng)的合理應用[2]。

相應的體系被極大的精簡，其中包括用戶層面、應用層面、數(shù)據(jù)鏈路層面以及物理層面。對于物理層，連接了介質和數(shù)據(jù)鏈路層，同時指定了相應的信號種類、實際傳輸距離、傳輸?shù)乃俣纫约皞鬏斒褂玫慕橘|（其中包括光纖介質、無線傳輸以及雙絞線傳輸?shù)鹊龋Ｔ谶M行發(fā)送時，使用物理層的編碼來調制相應的數(shù)據(jù)內容。在進行接收時，使用合理的控制信息來解碼和解調相應的數(shù)據(jù)信息，并且傳導給鏈路層。對相關信息進行命令，而用戶層則是利用一些信息進行軟件的查詢，對應用程序進行全面的規(guī)定[3]。

4 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

在工業(yè)化不斷發(fā)展的局勢下，工業(yè)過程控制對現(xiàn)場信號的收集以及處理等提出了更高的要求。因此利用數(shù)字通信技術。傳感器技術以及微處理技術相互融合，從而來將傳統(tǒng)的數(shù)字信號以及模擬信號相混合，以此來產(chǎn)生新的控制系統(tǒng)。利用現(xiàn)場總線對現(xiàn)場進行控制，建立一個具有較高可靠性的數(shù)據(jù)通信線路，以此來充分實現(xiàn)傳感器之間以及智能傳感器與主控機之間的數(shù)據(jù)通信，將單個分散的智能傳感器變成有效的網(wǎng)絡節(jié)點，以此來充分降低工作的負擔，對大量信息進行有效的處理，降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信容量。現(xiàn)場總線智能傳感器主要是以現(xiàn)場總線為基礎，微處理器為核心，并且堅持以數(shù)字化通信為傳輸方式，該傳感器以一條總線進行信息的傳遞，具有計算以及數(shù)據(jù)處理功能等，有效降低了主機的負擔，同時也提升了主機的可靠性。

5 結語

在建筑智能化中，傳感器具有十分重要的作用以及地位，在科學技術不斷進步的過程中，將會在很大程度上保證設備的穩(wěn)定運行，為人們提供舒適的工作環(huán)境以及生活環(huán)境。

參考文獻：

[1]楊熊，于軍琪，趙安軍.BIM技術在建筑智能化中的應用[J].現(xiàn)代建筑電氣，2016（10）：40-41.

[2]鄭振洞.探究建筑智能化過程中的電氣節(jié)能問題[J].科學中國人，2016（33）：55-56.

[3]馬艷華.展望中國建筑智能化行業(yè)的未來與發(fā)展[J].中國建設信息化，2016（14）：30-31.