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【中文條目】智能傳感器 【英文條目】smart Sensor 詞條正解：智能傳感器是具備自動(dòng)狀態(tài)感知、信息分析處理和實(shí)時(shí)通信交換的一種新型傳感器，是實(shí)現智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的基礎。 據羿戓設計所了解，傳感器是一種檢測裝置，能夠感知被測物的信息和狀態(tài)，可以將自然界中的各種物理量、化學(xué)量、生物量轉化為可測量的電信號的裝置與元件。 二十世紀80年代以來(lái)，作為現代信息技術(shù)的三大支柱之一的傳感技術(shù)，獲得了飛速發(fā)展，普通傳感器只有感知——輸出的單一功能，以及失效后無(wú)法及時(shí)判定等問(wèn)題，已經(jīng)越來(lái)越制約信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)不能滿(mǎn)足客戶(hù)的差異化需求。 智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器，集感知、信息處理與通信于一體；能提供以數字量方式傳播具有一定知識級別的信息；具有自診斷、自校正、自補償等功能，目前傳感技術(shù)向智能化、網(wǎng)絡(luò )化、微型化、集成化發(fā)展。 智能傳感器作為網(wǎng)絡(luò )化、智能化、系統化的自主感知器件，是實(shí)現智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的基礎。 第一數據才是根基 1978年，美國宇航局（NASA）最早提出智能傳感器（Smart Sensor）的概念，航天器上大量的傳感器不斷向地面發(fā)送溫度、位置、速度和姿態(tài)等數據信息，用一臺大型計算機很難同時(shí)處理如此龐雜的數據，要不丟失數據，并降低成本，必須有能實(shí)現傳感器與計算機一體化的智能傳感器。 1983年，美國霍尼韋爾（Honeywell）公司開(kāi)發(fā)出世界第一個(gè)智能傳感器，ST3000系列智能壓力傳感器。 1993年，IEEE（電氣與電子工程師協(xié)會(huì )）和NIST（美國國家技術(shù)標準局）提出了“智能傳感器接口標準（Smart Sensor Interface Standard）”。 2000年開(kāi)始，隨著(zhù)微電子機械系統MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，）技術(shù)的大規模使用，進(jìn)一步推動(dòng)傳感器向智能化、微型化、集成化發(fā)展。 2010年，機械工業(yè)儀器儀表綜合技術(shù)經(jīng)濟研究所作為IEC/TC65的國內歸口單位，在充分調研國內外智能傳感器技術(shù)發(fā)展現狀的基礎上，初步建立智能傳感器系統標準體系構架，以規范國內智能傳感器市場(chǎng)，服務(wù)于各相關(guān)應用領(lǐng)域，奠定我國物聯(lián)網(wǎng)體系建設的基礎。 2010年以后，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)和智能制造的興起，智能傳感器得到廣泛的關(guān)注和迅猛的發(fā)展。 智能傳感器發(fā)展的三個(gè)主要方向是虛擬化、網(wǎng)絡(luò )化和信息融合技術(shù)。 ☆ 虛擬化是利用通用的硬件平臺充分利用軟件實(shí)現智能傳感器的特定硬件功能，虛擬化傳感器可縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低成本、提高可靠性。 ☆ 網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器是利用各種總線(xiàn)的多個(gè)傳感器組成系統并配備帶有網(wǎng)絡(luò )接口的微處理器。通過(guò)系統和網(wǎng)絡(luò )處理器可實(shí)現傳感器之間、傳感器與執行器之間、傳感器與系統之間數據交換和共享。 ☆ 多傳感器信息融合是智能處理的多傳感器信息經(jīng)元素級、特征級和決策級組合，形成更為精確的被測對象特性和參數。 應用發(fā)展 智能傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，成為人類(lèi)全面感知自然的最核心元件，各類(lèi)智能傳感器的大規模部署和應用是構成物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的基本條件。對應不同的應用范圍會(huì )使用不同的傳感器，其覆蓋范圍包括智能制造、智慧城市、智能安保、智能家居、智能運輸、智能醫療等。 相較于普通傳感器的感知——輸出的單一功能，以及失效后無(wú)法及時(shí)判定等問(wèn)題，智能傳感器本身具備的各類(lèi)自主功能是“智能”的主要表現，包括針對安裝使用過(guò)程中的自主校零、自主標定、自校正功能，使用過(guò)程中應對各類(lèi)環(huán)境干擾及變化的自動(dòng)補償功能，工作狀態(tài)下的數據采集及自主分析、數據處理及執行干預等本地邏輯功能，數據采集后的上傳及系統指令的決策處理功能等，特別是面向更多無(wú)人值守應用環(huán)境，以及大數據分析數據采集產(chǎn)品中的自學(xué)習功能等，這些都是傳感器智能化的表現，這其中多數都屬于典型的物聯(lián)網(wǎng)特征應用。 對于物聯(lián)網(wǎng)理念下的智能傳感器，其本身就是一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)智能終端，或者說(shuō)目前的典型物聯(lián)網(wǎng)智能終端也是一種智能傳感器。 自身具備數據采集、數據處理、數據上傳、指令執行等功能，同時(shí)通過(guò)電池及太陽(yáng)能等輔助供電方式，能夠真正做到無(wú)人值守應用，全天候完成賦予的監控使命，所以說(shuō)傳感器智能化是物聯(lián)網(wǎng)理念下的必然趨勢，同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推演將衍生出更多的智能傳感器發(fā)展成熟。 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，需要用各種傳感器來(lái)監視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)�？梢哉f(shuō)智能傳感器是實(shí)現智能制造的核心設備，它直接影響到智能制造的發(fā)展進(jìn)程。 智能制造一個(gè)必備要素就是數據的自動(dòng)化流動(dòng)，而現場(chǎng)的數據獲取是第一個(gè)開(kāi)始流動(dòng)的地方。不管是數據的采集、存貯、顯示、監控還是其他信息的集成，在前端感知領(lǐng)域，智能傳感器就是實(shí)現智能化的關(guān)鍵。缺了它，智能制造將無(wú)從談起。 在智能制造的發(fā)展進(jìn)程中，智能傳感器作為智能裝備感知外部環(huán)境信息的自主輸入裝置，要兼顧監控、測量、分析評估等一系列的工作，對智能裝備的應用起著(zhù)技術(shù)牽引和場(chǎng)景升級的作用。 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級 智能傳感器作為廣泛地系統前端感知器件，既可以助推傳統產(chǎn)業(yè)的升級，例如，傳統工業(yè)的升級、傳統家電的智能化升級；又可以對創(chuàng )新應用進(jìn)行推動(dòng)，比如機器人、VR/AR（虛擬現實(shí)/增強現實(shí)）、無(wú)人機、智慧家庭、智慧醫療和養老等領(lǐng)域。 在工業(yè)領(lǐng)域，傳統企業(yè)面臨人力成本提高、市場(chǎng)需求下降等問(wèn)題，傳統企業(yè)開(kāi)始從勞動(dòng)密集型轉向自動(dòng)化、智能化。在整個(gè)轉型中，智能傳感器發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，推動(dòng)傳統工業(yè)的轉型升級。 2015年我國傳感器市場(chǎng)規模達1100億元，預計到2020年將達到2115億元，年復合增長(cháng)率達到14%。但是由于國內傳感器企業(yè)技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝、規模和盈利能力等方面的差距導致國內傳感器市場(chǎng)高度依賴(lài)進(jìn)口。特別是高端傳感器方面，由于種類(lèi)多、跨學(xué)科研發(fā)技術(shù)水平高、開(kāi)發(fā)成本大，企業(yè)不愿承擔開(kāi)發(fā)風(fēng)險，造成我國高端傳感器基本依靠進(jìn)口。2015 年，我國中高端傳感器進(jìn)口比例達到80%。 智能傳感技術(shù)是智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的先行技術(shù)，作為前端感知工具，具有非常重要的意義。 |
