第14章传感器新枝术及应用 14.1智能传感器 14.2模糊传感器 14.3网络传感器 14.4多传感器数据融合 14.5虚拟仪器 14.6物联网 14.7MEMS技术与微型传感器
第14章 传感器新技术及应用 14.1 智能传感器 14.2 模糊传感器 14.3 网络传感器 14.4 多传感器数据融合 14.5 虚拟仪器 14.6 物联网 14.7 MEMS技术与微型传感器
14.1 智能传感器 ■传感器技术随着信息处理技术的飞速发展而快速地发展着，智能传 感器是现代传感器的发展方向，它涉及机械、控制工程、仿生学、 微电子学、计算机科学、生物电子学等多学科领域。它是一门现 代综合技术，也是当今世界正在迅速发展的高新技术至今还没有 形成规范化的定义。简单地说，智能传感器就是将一个或几个敏 感元件和微处理器组合在一起，使他成为一个具有信息处理功能 的传感器。他自身带有微处理器，具有信息采集、处理、鉴别和 判断、推理的能力，式传感器与微处理器结合的产物
14.1 智能传感器 ◼ 传感器技术随着信息处理技术的飞速发展而快速地发展着,智能传 感器是现代传感器的发展方向，它涉及机械、控制工程、仿生学、 微电子学、计算机科学、生物电子学等多学科领域。它是一门现 代综合技术，也是当今世界正在迅速发展的高新技术至今还没有 形成规范化的定义。简单地说，智能传感器就是将一个或几个敏 感元件和微处理器组合在一起，使他成为一个具有信息处理功能 的传感器。他自身带有微处理器，具有信息采集、处理、鉴别和 判断、推理的能力，式传感器与微处理器结合的产物
14.1.1 智能传感器的典型结构 智能传感器主要由敏感元件、微处理器及其相关电路组成。其典型结构 如图14-1所示。智能传感器的敏感元件将被测的物理量转换成相应的电 信号，送到信号处理电路中进行滤波、放大，然后经过模数转换后，送 到微处理器中。微处理器是智能传感器的核心，他不但可以对敏感元件 测量的数据进行计算、存储、数据处理，还可以通过通信接口对敏感元 件测量结果进行输出。由于微处理器可充分发挥各种软件的功能，可以 完成硬件难以完成的任务，从而大大降低了传感器的制造难度，提高了 传感器的性能，降低了成本。 如果从结构上划分，智能传感器可以分为集成式、混合式和模块式三种。 集成式智能传感器是将一个或多个敏感元件与信号处理电路和微处理器 集成在同一块芯片上，他集成度高，体积小，使用方便，是智能传感器 的一个重要发展方向：但由于技术水平所限，目前这类智能传感器的种 类还比较少。混合式智能传感器是将传感器和信号处理电路及微处理器 做在不同的芯片上，目前这类结构比较多。模块式智能传感器是将许多 相互独立的模块（如微计算机模块、信号处理电路模块、数据转换电路 模块及显示电路模块等)和普通传感器装配在同一壳体内完成某一传感 器功能，他是智能传感器的雏形
14.1.1 智能传感器的典型结构 ◼ 智能传感器主要由敏感元件、微处理器及其相关电路组成。其典型结构 如图14-1所示。智能传感器的敏感元件将被测的物理量转换成相应的电 信号，送到信号处理电路中进行滤波、放大，然后经过模数转换后，送 到微处理器中。微处理器是智能传感器的核心，他不但可以对敏感元件 测量的数据进行计算、存储、数据处理，还可以通过通信接口对敏感元 件测量结果进行输出。由于微处理器可充分发挥各种软件的功能，可以 完成硬件难以完成的任务，从而大大降低了传感器的制造难度，提高了 传感器的性能，降低了成本。 ◼ 如果从结构上划分，智能传感器可以分为集成式、混合式和模块式三种。 集成式智能传感器是将一个或多个敏感元件与信号处理电路和微处理器 集成在同一块芯片上，他集成度高，体积小，使用方便，是智能传感器 的一个重要发展方向；但由于技术水平所限，目前这类智能传感器的种 类还比较少。混合式智能传感器是将传感器和信号处理电路及微处理器 做在不同的芯片上，目前这类结构比较多。模块式智能传感器是将许多 相互独立的模块（如微计算机模块、信号处理电路模块、数据转换电路 模块及显示电路模块等）和普通传感器装配在同一壳体内完成某一传感 器功能，他是智能传感器的雏形
MPU ROM RAM 计算机总线 A-D转换器 通信接口 多路开关 信号调理1 信号调理n 系统总线 敏感元件1 敏感元件n
14.1.2 智能传感器的主要功能 智能传感器是一个以微处理器为内核，并扩展了外围部件的计算 机检测系统。它与一般传感器相比具有以下功能： (1)自我完善能力 (2)自我管理与自适应能力 (3)自我辨别与运算处理能力 (4)具有双向通信、标准化数字输出功能
14.1.2 智能传感器的主要功能 ◼ 智能传感器是一个以微处理器为内核，并扩展了外围部件的计算 机检测系统。它与一般传感器相比具有以下功能： （1）自我完善能力 （2）自我管理与自适应能力 （3）自我辨别与运算处理能力 （4）具有双向通信、标准化数字输出功能