淺談智能傳感器技術

張 巍，姜大成，楊培滋，張體磊

（陸軍航空兵軍事代表局駐哈爾濱地區(qū)軍事代表室，哈爾濱 150001）

傳感器一種檢測裝置，在自動控制系統(tǒng)具有至關重要的作用。人們對傳感器的性能要求越來越高了，于是智能傳感器就得到了人們的青睞。智能傳感器技術是現(xiàn)代傳感器技術，是涉及微機械、計算機技術、信號處理技術、傳感技術等多種學科的綜合性技術。

1 智能傳感器的特點及其功能

美國宇航局在開發(fā)宇宙飛船的時候創(chuàng)造性的提出了智能傳感器的概念，智能傳感器是帶微處理器、兼有信息檢測和信息具有可靠性與穩(wěn)定性好、感應精度高、自適應能力較強等優(yōu)點。所以智能傳感器技術已經(jīng)成為傳感器的主要發(fā)展方向之一。而對于智能傳感器的功能也是它能蓬勃發(fā)展起來的主要原因之一，智能傳感器是可根據(jù)給定的傳統(tǒng)傳感器的知識，通過軟件計算自動補償信號失真，以最快的速度恢復被測信號，提高了傳感器的應用靈活性。傳統(tǒng)的傳感器只是起到信息檢測與傳輸?shù)淖饔?，而智能傳感器還具備信息存儲與記憶功能，能夠進行數(shù)據(jù)存儲，另外智能傳感器自帶的存儲空間緩解了系統(tǒng)控制器的存儲壓力，大大提高了控制器性能。

1.1 智能傳感器的信號處理

對于智能傳感器的信號傳輸可以具體的描述為三個不同的領域了：物理領域、邏輯領域與人工智能領域。物理領域，借助于智能傳感技術或測量技術獲取信息，并且將信息輸出到邏輯領域。邏輯領域，主要是由邏輯代碼描述相出來的信息構成的邏輯規(guī)則，主要表現(xiàn)為控制信息處理系統(tǒng)，信息也會被繼續(xù)傳輸?shù)饺斯ぶ悄茴I域，但是這人工智能這一領域遵循的規(guī)則至今還不能明確回答。

2 智能傳感技術的發(fā)展及未來趨勢

2.1 豐富多樣的智能傳感器

由于智能傳感器的一些優(yōu)勢所以備受人們的青睞，智能傳感器也為了滿足更多人的需要變得更加多樣。如環(huán)境傳感器、磁性傳感器、模擬類傳感器等等。環(huán)境傳感器主要包括氣壓傳感器、濕度傳感器等，以上的傳感器功能都是不一樣的。氣體傳感器可以智能的凈化空氣，可以當做空氣凈化器使用，當然了也可以用于酒駕檢測器，還可以檢測家庭裝修完甲醛等有毒氣體的檢測器。對于家用電器則可以使用磁性傳感器，將傳感器安放在家用電器上，主要是用來檢測機器的角度或者行程多少，這些數(shù)據(jù)通常會顯示在儀表盤上。智能醫(yī)療箱則需要安裝模擬傳感器，模擬類傳感器將心電圖等信號進行輸出，這樣就可以使用戶第一時間了解健康數(shù)據(jù)。

2.2 智能傳感器未來發(fā)展趨勢

智能傳感器將向著集成化與微型化等方向發(fā)展，這是為了開辟更為開闊的發(fā)展空間。智能傳感器的發(fā)展方向主要有以下幾個：虛擬化、網(wǎng)絡化、納米生物技術、藍牙傳感器以及微電子加工技術和新型敏感智能材料。虛擬化，是通用的各種硬件平臺且充分利用軟件實現(xiàn)智能傳感器的特定硬件功能。傳感器的虛擬化可縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低制造成本，大幅度提高智能傳感器的可靠性。網(wǎng)絡化，對于智能傳感器的網(wǎng)絡化可以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，網(wǎng)絡化計算機網(wǎng)絡技術和智能傳感器相結合就形成了網(wǎng)絡化智能傳感器。智能傳感器如果實現(xiàn)了網(wǎng)絡化就可以實現(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，使測控系統(tǒng)的信息采取、數(shù)據(jù)處理等方式產(chǎn)生了質的飛躍，這樣就可以形成更加精準的參數(shù)。網(wǎng)絡化還可以實現(xiàn)多臺異地傳感器進行信息互換和瀏覽。傳感器生產(chǎn)廠家也可以直接與異地用戶進行信息交流，所以毫無疑問的就是網(wǎng)絡化系統(tǒng)將會獲得越來越廣的應用。藍牙傳感技術，藍牙傳感器是完全可以取代固定式或便攜式電子設備，藍牙傳感技術是一種電纜或連線的短距離無線通信技術，可以將任何的數(shù)字傳感器設備安裝在藍牙芯片，從而實現(xiàn)無阻隔的無線數(shù)據(jù)傳輸。藍牙技術被廣泛的應用在遙測遙控、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等方面。德國研制出的藍牙傳感技術可以用做操縱機器人、監(jiān)護病人。微電子機械加工技術，近些年我國的微電子機械加工技術得到了迅速的發(fā)展，可以將這一技術應用到智能傳感技術當中。該技術具有自動補償及校準的功能，并且精確度極高，可以將特征尺寸精確到微米，同時也具有小體積、低成本、高可靠性等優(yōu)點。新型敏感智能材料，對于智能材料的開發(fā)也是智能傳感器未來發(fā)展的趨勢，智能材料可以由敏感元件或傳感器等和傳統(tǒng)材料結合而形成。智能材料具有自我診斷并且自我修復的功能，另外智能材料還可以根據(jù)傳感器的實際情況實現(xiàn)控制功能的優(yōu)化。對于新型敏感材料就意味著感知范圍的擴大或感知可選擇性的增強。

智能傳感技術相對于傳統(tǒng)的傳感技術具備很多優(yōu)勢，它在很大的程度上改變了傳統(tǒng)傳感器的設計理念，所以智能傳感技術將對人類未來的生活產(chǎn)生深遠影響，并且將代表傳感器技術的發(fā)展趨勢。本文介紹了關于智能傳感器的概念、特點及功能，并且分析了已經(jīng)發(fā)展完成的智能傳感器，還有一些智能傳感器未來可能的發(fā)展方向。因為智能傳感器在21世紀信息化時代已經(jīng)扮演了很重要的角色，所以一定要提高智能傳感器的性能。