智能信息感知技术 课件 第四章 智能传感器及网络接口标准.pptx

2024-07-231智能传感技术——第四章智能传感器及网络接口标准

目录智能传感器概述智能传感器网络智能传感器网络接口标准多传感器网络信息的融合2024-07-232

4.1智能传感器概述2024-07-234.1.1智能传感器的定义智能传感器在发展的同时，其功能、内涵得到不断的加强和完善，所以智能传感器至今尚无统一、确切的定义。但是，业界普遍认为智能传感器是利用传感技术和微处理器技术，在实现高性能检测的基础上，还具备记忆存储、信息处理、逻辑思维、推理判断等智能化功能的新型传感器。智能传感器与人类智能相类似，其传感器相当于人类的感知器官，其微处理器相当于人类大脑，可进行信息处理、逻辑思维与推理判断，存储设备存储知识、经验与采集的有用数据。简化的概念对比图可以参照图4-1。

4.1智能传感器概述4.1.1智能传感器的定义图4-1智能传感器与人类智能的对比2024-07-23

4.1智能传感器概述2024-07-234.1.1智能传感器的定义有以下几个定义被普遍应用：①、智能传感器是能够调节系统内部性能以优化对外界数据获取能力的传感器系统。在这一定义中，对环境的适应及补偿能力是智能化传感器的核心。②、智能传感器是将敏感元件及信号和处理器组合在单一集成电路中的器件。在这种定义中，对信号处理器的最低要求不是很明确。一般来说，系统中应包括基本的集成电路组件（信号调理、A/D转换器）、微处理器、逻辑功能以及得出结论的功能。

4.1智能传感器概述2024-07-234.1.1智能传感器的定义有以下几个定义被普遍应用：③、智能传感器是可提供比正确表达被测对象参量更多功能的传感器，符合这个定义的传感器通常也称为灵巧传感器。典型的例子就是可集成到网络环境中应用的传感器。尽管有很多不同的定义，但是智能传感器的主要组成部分是基本相同的。智能传感器的基本单元包括：①敏感元件或敏感元件阵列；②激励控制单元；③放大；④模拟滤波；⑤信号转换；⑥补偿；⑦数字信号处理；⑧数字通信。从其组成部分可以看出，这种智能传感器已经远远超出了普通概念上传感器所具有的功能。因此，智能传感器更像是一个具有敏感元件、数据获取、处理及传输功能的完整系统。

4.1智能传感器概述4.1.1智能传感器的定义图4-2智能传感器的基本结构框架图2024-07-23

4.1智能传感器概述2024-07-234.1.1智能传感器的定义如图4-2所示，智能传感器主要由传感器、微处理器及相关电路组成。传感器将被测物理量、化学量等转换为相应的电信号，送到信号调理电路中，经过滤波放大、数模转换等信号预调处理后送到微处理器。微处理器对接收的信号进行计算、存储、数据分析和处理后，一方面通过反馈回路对传感器与信号调理电路进行调节以实现对测量过程的调节和控制，另一方面将处理后的结果传送到输出接口，经过接口电路的处理后按照输出格式输出数字化的测量结果。其中微处理器可以是微控制器(MicrocontrollerUnit,MCU)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application-SpecificIntegratedCircuit,ASIC)、现场可编程逻辑门阵列(Field-ProgrammableGateArray,FPGA)、微型计算机。

4.1智能传感器概述USB等接口与微型计算机进行数字化双向通信。2024-07-234.1.2智能传感器的特性首先，通过图4-3所示的智能称重传感器系统来认识智能传感器技术的功能特点。称重传感器将被测目标的重量转换为电信号，经过模-数转换为数字信号后输入单片机，此时测量的目标重量电信号受温度、非线性等因素的影响，并不能较准确地反映目标的真正重量。所以，智能称重传感器可以加入温度传感器测量环境温度，同样通过模-数转换为电信号输入单片机。存储设备中存储有用于非线性校正的数据。称重传感器测得的目标重量数据经过单片机进行计算处理、消除非线性误差，同时根据温度传感器测得的环境温度进行温度补偿、零点自校正、数据校正，并将处理后的数据存人存储设备中，还可以在显示设备上显示，以及通过RS-232，

4.1智能传感器概述4.1.2智能传感器的特性图4-3智能称重传感器系统原理图2024-07-23

4.1智能传感器概述2024-07-234.1.2智能传感器的特性可见，由于智能传感器引入了微处理器进行信息处理、逻辑思维、推理判断，使其除了传统传感器的检测功能外，还具有数据处理、数据存储、数据通信等功能，其功能已经延伸至仪器的领域，具有如下功能特点。①补偿功能这是智能传感器最突出的功能。由于智能传感器内部集成有可用于对信号进行数字化处理