摘要：從智能傳感器的發(fā)展歷史，對智能傳感器的內(nèi)涵進行了定義。分析了智能傳感器的特點，指出與傳統(tǒng)傳感器及其所構(gòu)成的系統(tǒng)相比，智能傳感器及其系統(tǒng)的設(shè)計方法產(chǎn)生了深刻變化。其末來的發(fā)展方向是智能網(wǎng)絡(luò)化，與傳統(tǒng)的儀器表之間已經(jīng)沒有明顯的界限。文章最后分析指出智能傳感器的接口是傳感器智能網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵。標準IEEE1451的通過，將加速智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器的發(fā)展進程。

    關(guān)鍵詞：智能傳感器 網(wǎng)絡(luò)化 系統(tǒng)

硅微電子技術(shù)的成熟使得在單個芯片中實現(xiàn)復雜結(jié)構(gòu)的微電子機械系統(tǒng)成為現(xiàn)實，也給傳感器的微型化提供了基礎(chǔ)。同時采用了IC技術(shù)將信號處理和控制電路集成了到單個的芯片中，大大提高了傳感器的性能并擴展了傳感器的功能，即實現(xiàn)所謂的智能化。同過去的IC技術(shù)給經(jīng)濟技術(shù)帶來的的影響一樣，這種集成技術(shù)的應(yīng)用的同樣經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展帶來新的機遇。對于傳感器來說，不僅是簡單的改變了加工制造的方法,同時對傳統(tǒng)的基一傳感器測量的控制系統(tǒng)的的設(shè)計也帶來了深刻的影響。并且對傳感器本身的設(shè)計的方法也帶來了變革，使得傳感器的設(shè)計的測量控制系統(tǒng)的設(shè)計及構(gòu)成變得簡單容易。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，更加可靠、便宜，并且擴展性更好。很顯然，這些特的實現(xiàn)主要得益于在傳感器內(nèi)部嵌入微處理芯片。與傳統(tǒng)的傳感器輸出模擬原始信號不同，這種傳感器可以在內(nèi)總實現(xiàn)對原始數(shù)據(jù)的加工處理。并可以通過標準的接口與外界實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而實現(xiàn)了傳感器的智能化。更為重要的是這種智能嘩傳感器可以根據(jù)實際的需要通過軟件控制改變設(shè)計，給系統(tǒng)的擴帶來了很大的發(fā)展余地，減少了研發(fā)費用。

從使用角度來說，傳感器的準確性、穩(wěn)定性和可靠性是主要的。過去的研究工作主要集中在硬件方面，研究內(nèi)容主要有探測機理、材料、制造工藝，以及傳感器的補償方法。通過外部電路來研究實現(xiàn)傳感器的校準、溫度補償，改善傳感器的漂移、線性的性待方面。因此總體來說傳統(tǒng)的傳感器設(shè)計要求經(jīng)驗豐富的工程師能夠根據(jù)實際的需要來完成。這給測量系統(tǒng)中所使用的傳感器數(shù)量帶來一定的限制。因為這種傳感器任何一個功能的擴展在硬件上需要相應(yīng)的空間。多功能的傳感器系統(tǒng)受到空間的限制，且性能上同樣受到后續(xù)處理電路（濾波、調(diào)零、補償?shù)龋┲萍s�？傮w來說，這種硬件上的限制，使得單個的系統(tǒng)中傳感器使用數(shù)量有限，無法實現(xiàn)一些相關(guān)量的測量。為了保證系統(tǒng)的性能，需要增加更多的處理電路。比如說溫度補償，需要在傳感器的研制過程中經(jīng)過大量的實驗來保證，且其中的電路是專用的，無法將其直接移植應(yīng)用到其他的傳感器中去。增加了傳感器開發(fā)人員的工作，使得傳感器價格昂貴。同樣的道理，這種專用的傳感器的使用，將使測量系統(tǒng)的功能很難擴展。其維護和修理同樣需要專門技術(shù)人員來無成，代價較高，無疑也增加了系統(tǒng)的維護成本。

基于半導體技術(shù)的傳感器將改變了這種現(xiàn)狀，其所提供的價格便宜、使用方便的傳感器，特別是傳感器本身的智能化更加方便系統(tǒng)和集楊。并使得在計算機輔助設(shè)計的幫助下完成系統(tǒng)的開發(fā)，實現(xiàn)更加復雜的功能。與傳統(tǒng)的設(shè)計相比，不同的應(yīng)用系統(tǒng)無須采用不同的傳感器。可以在單一的傳感器基礎(chǔ)上通過軟件設(shè)計來改變傳感器的功能，以滿足不同客戶的需求。這樣，低成本、大批量的智能傳感器可以快捷、低成本的實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計、維護或功能擴展。從在改變過去傳感器僅僅應(yīng)用在工業(yè)、軍事及自動輪控制等領(lǐng)域的情況。更加方便用戶的使用，擴大其應(yīng)用范圍。現(xiàn)在溫度傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用到家用電器中，這僅僅是開始。隨著更多使用方便的傳感器投入市場，更多的關(guān)于家庭安全、報警、環(huán)境監(jiān)測等方面的的傳感器將進入普通的家庭。

本文將根據(jù)智能傳感器的特點給出智能傳感器的設(shè)計方法，并將其與一般傳感器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法相比，分析其優(yōu)點。在此基礎(chǔ)上，指出智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器將是未來傳感器發(fā)展的必然方向，給出智能網(wǎng)絡(luò)化的傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型和基于現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò)的測量控制系統(tǒng)模型。

1 什么是智能傳感器