智能传感器综述

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1、智能传感器综述摘要：作为人类获取信息的工具，传感器是现代信息技术的重要组成部分。传统意义上的传感器输出的多是模拟量信号，本身不具备信号处理和组网功能，需连接到特定测量仪表才能完成信号的处理和传输功能。智能传感器能在内部实现对原始数据的加工处理，并且可以通过标准的接口与外界实现数据交换，以及根据实际的需要通过软件控制改变传感器的工作，从而实现智能化、网络化。由于使用标准总线接口，智能传感器具有良好的开放性、扩展性，给系统的扩充带来了很大的发展空间。关键字：智能传感器；单片机；智能化；网络化0引言传感器技术是信息技术的三大基础之一，自80年代起就得到了世界各国的重视，

2、在今后的发展中，新材料的开发、集成化、多功能化、智能化、加工技术微精细化、指标高精度化、性能高稳定、高可靠及网络化将成为传感器技术的研究重点。其中智能化和网络化体现了多种技术的结合，是当今国际研究热点之一。随着网络时代的进步和信息化程度的不断提高，计算机网络技术和智能传感技术的结合日趋紧密，并由此产生了智能传感器网络技术。“智能传感器网络”技术主要研究智能传感器的网络通信功能，将传感器技术、通信技术和计算机技术融合起来，以实现信息的“采集”、“传输”和“处理”的真正统一。智能传感器网络的最终目标是使智能传感器的处理单元实现网络通信协议，从而构成一个分布式智能传感器

3、网络系统。在该网络中．传感器作为一个可存取节点，在该网络上可对智能传感器数据和信息进行远程访问、对功能进行在线编程。它的研究将对工业控制、智能建筑、远程医疗和数学等领域带来重大的影响，从而改变传统的布线方式和信息处理技术，不仅可以节约大量现场布线．而且可以实现现场信息共享和远程控制。1智能传感器概述智能传感器是美国宇航局(NASA)在开发宇宙飞船的过程中产生的。宇宙飞船需要速度、加速度、位置和姿态等传感器，宇航员的生活环境需要温度、气压、空气成份和微量气体传感器，科学观测也要用大量的各种传感器。宇宙飞船观测到的各种数据是很庞大的，处理这些数据需要用超大型计算机。要

4、不丢失数据，并降低成本，就必须有能实现传感器与计算机一体化的灵巧传感器，以便实现数据处理由集中处理变为分散处理，从而避免使用超大型计算机，由此产生了智能传感器。智能传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物，具备学习、推理、感知、通信以及管理等功能，这种功能相当于一个具备知识与经验丰富的专家的能力。一般而言，智能传感器是指具有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能的传感器。它不仅具有传统传感器的各种功能，而且还具有数据处理、故障诊断、非线性处理、自校正、自调整以及人机通讯等能力。早期的智能传感器是将传感器的输出信号经处理和转化后由接口送

5、到微处理机进行运算处理。80年代智能传感器主要以微处理器为核心，把传感器信号调节电路、微电子计算机存贮器及接口电路集成到一块芯片上，使传感器具有一定的人工智能。90年代智能化测量技术有了进一步的提高，使传感器实现了微型化、结构一体化、阵列式、数字式，使用方便、操作简单，并具有自诊断功能、记忆与信息处理功能、数据存贮功能、多参量测量功能、联网通信功能、逻辑思维以及判断功能。2智能传感器的功能与特点2.1智能传感器的功能:(一)自我完善能力方面:(1)具有改善静态性能，提高静态测量精度的自校正、自校零、自校准功能;(2)具有提高系统响应速度，改善动态特性的智能化频率自

6、动补偿功能;(3)具有抑制交叉敏感，提高系统稳定性的多信息融合功能。(二)在自我管理与自适应能力方面(1)具有自检验、自诊断、自寻故障、自恢复功能;(2)具有判断、决策、自动量程切换与控制功能。(三)自我识别与运算处理能力方面(1)具有从噪声中辨识微弱信号与消噪功能;(2)具有多维空间的图像识别与模式识别功能;(3)具有数据自动采集、存储、记忆与信息处理功能。(四)在交互信息能力方面具有双向通信、标准化数字输出以及拟人类语言符号等多种输出功能。2.2智能传感器的特点(一)精度高智能传感器可通过自动校零去除零点，与标准参考基准实时对比自动进行整体系统标定、非线性等系

7、统误差的校正，实时采集大量数据进行分析处理，消除偶然误差影响，保证智能传感器的高精度。(二)高可靠性与高稳定性智能传感器能自动补偿因工作条件与环境参数发生变化而引起的系统特性的漂移，如环境温度、系统供电电压波动而产生的零点和灵敏度的漂移;在被测参数变化后能自动变换量程，实时进行系统自我检验、分析、判断所采集数据的合理性，并自动进行异常情况的应急处理。(三)高信噪比与高分辨力由于智能传感器具有数据存储、记忆与信息处理功能，通过数字滤波等相关分析处理，可去除输入数据中的噪声，自动提取有用数据;通过数据融合、神经网络技术，可消除多参数状态下交叉灵敏度的影响。(四)强自适

8、应性智能传