|
【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狀態感知、信息分析處理和實時通信交換的一種新型傳感器，是實現智能制造和物聯網的基礎。 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，可以將自然界中的各種物理量、化學量、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，作為現代信息技術的三大支柱之一的傳感技術，獲得了飛速發展，普通傳感器只有感知——輸出的單一功能，以及失效后無法及時判定等問題，已經越來越制約信息技術和自動化技術的發展，已經不能滿足客戶的差異化需求。 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，目前傳感技術向智能化、網絡化、微型化、集成化發展。 智能傳感器作為網絡化、智能化、系統化的自主感知器件，是實現智能制造和物聯網的基礎。 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送溫度、位置、速度和姿態等數據信息，用一臺大型計算機很難同時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）公司開發出世界第一個智能傳感器，ST3000系列智能壓力傳感器。 1993年，IEEE（電氣與電子工程師協會）和NIST（美國國家技術標準局）提出了“智能傳感器接口標準（Smart Sensor Interface Standard）”。 2000年開始，隨著微電子機械系統MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，）技術的大規模使用，進一步推動傳感器向智能化、微型化、集成化發展。 2010年，機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所作為IEC/TC65的國內歸口單位，在充分調研國內外智能傳感器技術發展現狀的基礎上，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，服務于各相關應用領域，奠定我國物聯網體系建設的基礎。 2010年以后，隨著物聯網和智能制造的興起，智能傳感器得到廣泛的關注和迅猛的發展。 智能傳感器發展的三個主要方向是虛擬化、網絡化和信息融合技術。 ☆ 虛擬化是利用通用的硬件平臺充分利用軟件實現智能傳感器的特定硬件功能，虛擬化傳感器可縮短產品開發周期、降低成本、提高可靠性。 ☆ 網絡化智能傳感器是利用各種總線的多個傳感器組成系統并配備帶有網絡接口的微處理器。通過系統和網絡處理器可實現傳感器之間、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。 應用發展 智能傳感器屬于物聯網的神經末梢，成為人類全面感知自然的最核心元件，各類智能傳感器的大規模部署和應用是構成物聯網不可或缺的基本條件。對應不同的應用范圍會使用不同的傳感器，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，以及失效后無法及時判定等問題，智能傳感器本身具備的各類自主功能是“智能”的主要表現，包括針對安裝使用過程中的自主校零、自主標定、自校正功能，使用過程中應對各類環境干擾及變化的自動補償功能，工作狀態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，特別是面向更多無人值守應用環境，以及大數據分析數據采集產品中的自學習功能等，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網特征應用。 對于物聯網理念下的智能傳感器，其本身就是一個典型的物聯網智能終端，或者說目前的典型物聯網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，同時通過電池及太陽能等輔助供電方式，能夠真正做到無人值守應用，全天候完成賦予的監控使命，所以說傳感器智能化是物聯網理念下的必然趨勢，同時物聯網技術的推演將衍生出更多的智能傳感器發展成熟。 在工業生產過程中，需要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態�？梢哉f智能傳感器是實現智能制造的核心設備，它直接影響到智能制造的發展進程。 智能制造一個必備要素就是數據的自動化流動，而現場的數據獲取是第一個開始流動的地方。不管是數據的采集、存貯、顯示、監控還是其他信息的集成，在前端感知領域，智能傳感器就是實現智能化的關鍵。缺了它，智能制造將無從談起。 在智能制造的發展進程中，智能傳感器作為智能裝備感知外部環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技術牽引和場景升級的作用。 推動產業升級 智能傳感器作為廣泛地系統前端感知器件，既可以助推傳統產業的升級，例如，傳統工業的升級、傳統家電的智能化升級；又可以對創新應用進行推動，比如機器人、VR/AR（虛擬現實/增強現實）、無人機、智慧家庭、智慧醫療和養老等領域。 在工業領域，傳統企業面臨人力成本提高、市場需求下降等問題，傳統企業開始從勞動密集型轉向自動化、智能化。在整個轉型中，智能傳感器發揮著至關重要的作用，推動傳統工業的轉型升級。 2015年我國傳感器市場規模達1100億元，預計到2020年將達到2115億元，年復合增長率達到14%。但是由于國內傳感器企業技術水平、生產工藝、規模和盈利能力等方面的差距導致國內傳感器市場高度依賴進口。特別是高端傳感器方面，由于種類多、跨學科研發技術水平高、開發成本大，企業不愿承擔開發風險，造成我國高端傳感器基本依靠進口。2015 年，我國中高端傳感器進口比例達到80%。 智能傳感技術是智能制造和物聯網的先行技術，作為前端感知工具，具有非常重要的意義。 |
