智能傳感器是一種從物理環(huán)境獲取輸入并使用內置計算資源在檢測到特定輸入時(shí)執行預定義功能然后在傳遞數據之前處理數據的設備。
智能傳感器可以更準確、更自動(dòng)化地收集環(huán)境數據，并在準確記錄的信息中減少錯誤噪音。這些設備用于各種環(huán)境中的監視和控制機制，包括智能電網(wǎng)、戰場(chǎng)偵察、探索和許多科學(xué)應用。
智能傳感器也是物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 中不可或缺的重要元素，物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)日益普遍的環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，幾乎任何可以想象的東西都可以配備唯一標識符，并能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或類(lèi)似網(wǎng)絡(luò )傳輸數據。智能傳感器的一種實(shí)現方式是作為無(wú)線(xiàn)傳感器和執行器網(wǎng)絡(luò ) (WSAN) 的組件，其節點(diǎn)數量可以達到數千個(gè)，每個(gè)節點(diǎn)都與一個(gè)或多個(gè)其他傳感器和傳感器集線(xiàn)器以及單個(gè)執行器相連。計算資源通常由低功耗移動(dòng)微處理器提供。智能傳感器至少由傳感器、微處理器和某種通信技術(shù)組成。計算資源必須是物理設計不可或缺的一部分——僅發(fā)送其數據以進(jìn)行遠程處理的傳感器不被視為智能傳感器。
智能傳感器包含三個(gè)組件：捕獲數據的傳感器，以及通過(guò)編程和通信功能計算傳感器輸出的微處理器。
除了主傳感器之外，智能傳感器還可能包括其他幾個(gè)組件。這些組件可以包括傳感器、放大器、勵磁控制、模擬濾波器和補償。智能傳感器還包含軟件定義元素，可提供數據轉換、數字處理和與外部設備通信等功能。
智能傳感器如何工作？
智能傳感器將原始基礎傳感器與集成計算資源聯(lián)系起來(lái)，使傳感器的輸入能夠得到處理。
基礎傳感器是提供傳感能力的組件。它可能被設計用來(lái)感應熱、光或壓力。通常，基礎傳感器會(huì )產(chǎn)生一個(gè)模擬信號，在使用之前必須對其進(jìn)行處理。這就是智能傳感器的集成技術(shù)發(fā)揮作用的地方。板載微處理器濾除信號噪聲并將傳感器信號轉換為可用的數字格式。
智能傳感器還包含集成通信功能，使它們能夠連接到專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )或互聯(lián)網(wǎng)。這使得能夠與外部設備進(jìn)行通信。
智能傳感器有什么用？
智能傳感器有無(wú)數的用例。它們在工業(yè)環(huán)境中非常常用，并且是工業(yè) 4.0背后的驅動(dòng)力。
工廠(chǎng)經(jīng)常使用智能溫度傳感器來(lái)確保機器不會(huì )過(guò)熱，并使用振動(dòng)傳感器來(lái)確保機器不會(huì )因振動(dòng)而松動(dòng)。智能傳感器還可以實(shí)現過(guò)程控制，例如監控過(guò)程（例如制造物品），并進(jìn)行可能需要的任何調整以滿(mǎn)足質(zhì)量或生產(chǎn)目標。這曾經(jīng)是一個(gè)手動(dòng)過(guò)程，但智能傳感器可用于自動(dòng)化過(guò)程控制。
智能傳感器在現代安全系統中也發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。熱成像傳感器可用于檢測入侵者的體溫。同樣，智能鎖、運動(dòng)傳感器和門(mén)窗傳感器等設備通常連接到公共網(wǎng)絡(luò )。這使安全傳感器能夠協(xié)同工作，繪制出當前安全狀態(tài)的綜合圖。
有哪些不同類(lèi)型的智能傳感器？
工業(yè)環(huán)境中使用的智能傳感器主要有五種類(lèi)型。盡管當今使用的專(zhuān)用傳感器有很多種，但它們通?；谖宸N傳感器中的一種。
液位傳感器。液位傳感器用于測量容器中占用的空間體積。車(chē)輛的燃油表可能連接到液位傳感器，用于監控油箱中的燃油液位。
溫度傳感器。溫度傳感器是一種可以監控組件溫度的傳感器，因此可以在必要時(shí)采取糾正措施。例如，在工業(yè)環(huán)境中，可以使用溫度傳感器來(lái)確保機器不會(huì )過(guò)熱。
壓力傳感器。壓力傳感器通常用于監測管道中氣體或液體的壓力。壓力突然下降可能表明存在泄漏或流量控制問(wèn)題。
紅外傳感器。一些紅外傳感器，例如用于熱像儀或非接觸式紅外溫度計的傳感器，用于溫度監測。其他紅外傳感器是光學(xué)傳感器，調諧到使它們能夠看到紅外光譜中的光的頻率。這些類(lèi)型的傳感器用于醫療設備，例如脈搏血氧儀，以及設計用于遠程控制的電子設備。
接近傳感器。接近傳感器用于檢測人或物體相對于傳感器的位置。在零售環(huán)境中，接近傳感器可以跟蹤顧客在整個(gè)商店的移動(dòng)。
智能傳感器與基礎傳感器有何不同？
智能傳感器包括嵌入式數字運動(dòng)處理器 (DMP)，而基礎傳感器則沒(méi)有。DMP 本質(zhì)上只是一個(gè)集成到傳感器中的微處理器。它使傳感器能夠執行傳感器數據的板載處理。這可能意味著(zhù)對數據進(jìn)行歸一化、過(guò)濾噪聲或執行其他類(lèi)型的信號調節。在任何情況下，智能傳感器都會(huì )在與外部設備進(jìn)行任何通信之前執行數據轉換數字處理。
基本傳感器只是一個(gè)傳感器，它沒(méi)有配備 DMP 或其他使其能夠處理數據的計算資源。智能傳感器產(chǎn)生隨時(shí)可用的輸出，而基礎傳感器的輸出是原始的，通常必須轉換成可用格式。
智能傳感器通常優(yōu)于基礎傳感器，因為它們包括本地處理能力。即便如此，在某些情況下使用基礎傳感器可能更有利。如果工程師正在設計設備并需要完全控制傳感器輸入，那么使用基礎傳感器可能比使用智能傳感器更有意義?；緜鞲衅鞯某杀疽驳陀谥悄軅鞲衅?，因為它們包含的組件更少。
盡管智能傳感器通常與工業(yè)設備相關(guān)聯(lián)，但沒(méi)有智能傳感器就不可能存在物聯(lián)網(wǎng)。
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