什么是智能傳感器？到底有什么作用

信息社會已經步入智能發(fā)展階段，幾乎我們身邊的所有事物都加上了“智能”二字，智能手機、智能可穿戴設備、智能汽車、智能機器人等等，這一切都在悄然而迅速地改變著我們的生活，而作為智能時代發(fā)展的基礎技術之一，傳感器在其中扮演著不可或缺的角色。

傳感器像人的五官一樣，是獲取信息的重要工具。但與飛速發(fā)展的計算機相比，作為“五官”的傳感器遠遠趕不上作為“大腦”的計算機的發(fā)展速度，于是，智能傳感器應運而生。

我們目前所處的第四次工業(yè)革命，正在通過部署各種新興技術來變革所有行業(yè)。如今能夠實現萬物互聯，智能傳感器的功勞不可小覷。

智能傳感器是什么？

作為人類獲取信息的工具，傳感器是現代信息技術的重要組成部分。傳統傳感器輸出的多是模擬量信號，本身不具備信號處理和組網功能，需連接到特定測量儀表才能完成信號的處理和傳輸功能。

智能傳感器能在內部實現對原始數據的加工處理，并且可以通過標準的接口與外界實現數據交換，以及根據實際的需要通過軟件控制改變傳感器的工作，從而實現智能化、網絡化。

由于使用標準總線接口，智能傳感器具有良好的開放性、擴展性，給系統的擴充帶來了很大的發(fā)展空間。毫不夸張的說，未來物聯網有多大的市場，智能傳感器就能有多大的作為。

智能傳感器有什么功能？

智能傳感器大體上可以分三種類型：即具有判斷能力的傳感器；具有學習能力的傳感器；具有創(chuàng)造能力的傳感器。

一般來說，無論什么類型，智能傳感器都包括以下幾項基本功能：

自補償能力

通過軟件對傳感器的非線性、溫度漂移、時間漂移、響應時間等進行自動補償。

自校準功能

操作者輸入零值或某一標準量值后，自校準軟件可以自動地對傳感器進行在線校準。

自診斷功能

接通電源后，可對傳感器進行自檢，檢查傳感器各部分是否正常，并可診斷發(fā)生故障的部件。

數值處理功能

可以根據智能傳感器內部的程序，自動處理數據，如進行統計處理，剔除異常值等。

雙向通信功能

微處理器和基本傳感器之間構成閉環(huán)，微處理機不但接收、處理傳感器的數據，還可將信息反饋至傳感器，對測量過程進行調節(jié)和控制。

信息存儲和記憶功能

智能傳感器可以存儲大量信息數據，用戶可隨時查詢。這些信息可包括裝置的歷史信息。如，傳感器已工作多少小時，更換多少次電源等等。內容大小只受智能傳感器本身存儲容量的限制。

隨著科學技術的發(fā)展，智能傳感器的功能將逐步增強：它將利用人工神經網、人工智能、信息處理技術（如傳感器信息融合技術、模糊理論等），使傳感器具有更高級的智能，具有分析、判斷、自適應、自學習的功能，可以完成圖像識別、特征檢測、多維檢測等復雜任務。

智能傳感器的應用？

物聯網是將各種信息傳感設備和互聯網結合起來形成的一個巨大網絡。物聯網的發(fā)展需要智能感知、識別和通訊等技術支撐，而感知的關鍵就是傳感器及相關技術。傳感器技術的發(fā)展對于人類社會飛速發(fā)展的作用非同小可。

1.智能手機

智能手機之所以智能，離不開各種各樣的智能傳感器?，F在智能手機中比較常見的智能傳感器有距離傳感器、光線傳感器、重力傳感器、指紋識別傳感器、圖像傳感器、三軸陀螺儀和電子羅盤等。

比如指紋識別傳感器可以采集指紋數據，然后進行快速分析與認證，免去繁瑣的密碼操作，快速解鎖。

2.智能家居

傳感器是智能家居控制系統實現控制的基礎，隨著技術的發(fā)展，越來越多的傳感器被用到智能家居系統中。

智能家居領域需要使用傳感器來測量、分析與控制系統設置，家中使用的智能設備涉及位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制、環(huán)境監(jiān)測、安防感應等傳感器等技術。

例如，家里的空調不單單依靠溫濕度傳感器進行自我調節(jié)，還可以通過家庭成員的識別來自動選擇模式，針對小孩、老人自動進行溫度調節(jié)。這些新技術將帶來無限大的想象空間，再結合機器增強學習的算法，將為人類提供深度智能體驗。

3.智能汽車/自動駕駛

車聯網是物聯網發(fā)展的重大領域，智能汽車是車聯網的核心，正處于高速發(fā)展中。在智能汽車時代，主動安全技術成為備受關注的新興領域，需要改進現有的主動安全系統，比如側翻與穩(wěn)定性控制，這就需要加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態(tài)。

智能傳感器在汽車領域還有很多應用，包括安全氣囊（應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器）、汽車發(fā)動機（應用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器）等。

5.智能工業(yè)

在工業(yè)生產領域，傳感器應用非常廣泛，工業(yè)生產各個環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)測，并把數據反饋給控制中心，以便對出現異常節(jié)點進行及時干預，保證工業(yè)生產正常進行。

業(yè)界普遍認為，新一代的智能傳感器是智能工業(yè)的“心臟”，它讓產品生產流程持續(xù)運行，并讓工作人員遠離生產線和設備，保證人身安全和健康。

結語

2014年以來，我國政府出臺了多項戰(zhàn)略性、指導性政策文件，包括《中國制造2025》《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》《智能傳感器產業(yè)三年行動指南（2017-2019年）》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃（2018-2020年）》。

政策推動著我國傳感器產業(yè)向著融合化、創(chuàng)新化、生態(tài)化、集群化方向加快發(fā)展。由此可見，傳感器在國民經濟中所處的地位和重要性。

根據相關機構預測，2021年我國傳感器市場規(guī)模突破2000億元，在2023年我國傳感器市場規(guī)模增長至2580億元左右，2019-2023年均復合增長率約為11.65%。

智能傳感器是物聯網發(fā)展的最重要的技術之一，在為傳統行業(yè)注入新鮮血液的同時，也引領了傳感器產業(yè)的潮流，在醫(yī)學、工業(yè)、海洋、航天、軍事、農業(yè)等領域均發(fā)揮著核心作用。

隨著智能傳感器技術的發(fā)展，新一代智能傳感器將結合人工神經網絡、人工智能等技術不斷完善其功能，具有十分可觀的發(fā)展前景。傳感器將被安裝在越來越多的設備中，為人類社會向真正的智能化做出更多的貢獻。