智能傳感器放大招 未來前景大有可為
點擊次數(shù):5232 更新日期:2014-08-07
摘要:在與時俱進的今天,智能化傳感器應孕而生。傳感器被廣泛應用于汽車、工業(yè)自動化、航天技術、軍事工程、環(huán)境探測等領域,現(xiàn)下智能傳感器的出現(xiàn),更是把涉及的范圍進一步擴大,智能傳感器未來可有大用途。
什么是智能傳感器
智能傳感器不僅具有視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺功能,且應具有記憶、學習、思維、推理和判斷等大腦能力。前者由傳統(tǒng)的傳感器來完成。智能處理器應對ADC輸出的數(shù)字信號進行智能處理,主要智能處理功能有4個方面:
1、自補償功能
根據(jù)給定的傳統(tǒng)傳感器和環(huán)境條件的先驗知識,處理器利用數(shù)字計算方法,自動補償傳統(tǒng)傳感器硬件線性、非線性和漂移以及環(huán)境影響因素引起的信號失真,以*地恢復被測信號。計算方法用軟件實現(xiàn),達到軟件補償硬件缺陷的目的。
2、自計算和處理功能
根據(jù)給定的間接測量和組合測量數(shù)學模型,智能處理器利用補償?shù)臄?shù)據(jù)可計算出不能直接測量的物理量數(shù)值。利用給定的統(tǒng)計模型可計算被測對象總體的統(tǒng)計特性和參數(shù)。利用已知的電子數(shù)據(jù)表,處理器可重新標定傳感器特性。
3、自學習與自適應功能
傳感器通過對被測量樣本值學習,處理器利用近似公式和迭代算法可認知新的被測量值,即有再學習能力。同時,通過對被測量和影響量的學習,處理器利用判斷準則自適應地重構結構和重置參數(shù)。例如,自選量程,自選通道、自動觸發(fā)、自動濾波切換和自動溫度補償?shù)取?br />
4、自診斷功能
因內(nèi)部和外部因素影響,傳感器性能會下降或失效,分別稱為軟、硬故障。處理器利用補償后的狀態(tài)數(shù)據(jù),通過電子故障字典或有關算法定位故障。
隨著智能傳感器技術的不斷提升,智能傳感器正逐漸融入我們的日常生活中。而隨著材料科學、納米技術、微電子等領域前沿技術的突破以及經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。
以下四大領域可能成為智能傳感器技術未來發(fā)展的重點。
一是可穿戴式應用。據(jù)美國ABI調(diào)查公司,2017年可穿戴式傳感器的數(shù)量將會達到1.6億。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設備是zui受關注的硬件創(chuàng)新。谷歌眼鏡內(nèi)置多達10余種的傳感器,包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線性加速傳感器等,實現(xiàn)了一些傳統(tǒng)終端無法實現(xiàn)的功能,如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。
二是無人駕駛。在該領域,谷歌公司的無人駕駛車輛項目開發(fā)取得了重要成果,通過車內(nèi)安裝的照相機、雷達傳感器和激光測距儀,以每秒20次的間隔,生成汽車周邊區(qū)域的實時路況信息,并利用人工智能軟件進行分析,相關路況未來動向,同時結合谷歌地圖來進行道路導航。奧迪、奔馳、寶馬和福特等汽車*均已展開無人駕駛技術研發(fā),有的車型已接近量產(chǎn)。
三是醫(yī)護和健康監(jiān)測。國內(nèi)外眾多醫(yī)療研究機構,包括的醫(yī)療行業(yè)*在傳感器技術應用于醫(yī)療領域方面已取得重要進展,一些研究機構在能夠嵌入或吞入體內(nèi)的材料制造傳感器方面已取得進展。
四是工業(yè)控制。2012年,GE公司在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):突破智慧與機器的界限》報告中提出,通過智能傳感器將人機連接,并結合軟件和大數(shù)據(jù)分析,可以突破物理和材料科學的限制,并將改變世界的運行方式。報告同時指出,美國通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),各行業(yè)可實現(xiàn)1%的效率提升,15年內(nèi)能源行業(yè)將節(jié)省1%的燃料。
隨著智能傳感器技術的提升,智能傳感器越來越融入到我們的生活中,以人為本,讓生活更加美好。
什么是智能傳感器
智能傳感器不僅具有視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺功能,且應具有記憶、學習、思維、推理和判斷等大腦能力。前者由傳統(tǒng)的傳感器來完成。智能處理器應對ADC輸出的數(shù)字信號進行智能處理,主要智能處理功能有4個方面:
1、自補償功能
根據(jù)給定的傳統(tǒng)傳感器和環(huán)境條件的先驗知識,處理器利用數(shù)字計算方法,自動補償傳統(tǒng)傳感器硬件線性、非線性和漂移以及環(huán)境影響因素引起的信號失真,以*地恢復被測信號。計算方法用軟件實現(xiàn),達到軟件補償硬件缺陷的目的。
2、自計算和處理功能
根據(jù)給定的間接測量和組合測量數(shù)學模型,智能處理器利用補償?shù)臄?shù)據(jù)可計算出不能直接測量的物理量數(shù)值。利用給定的統(tǒng)計模型可計算被測對象總體的統(tǒng)計特性和參數(shù)。利用已知的電子數(shù)據(jù)表,處理器可重新標定傳感器特性。
3、自學習與自適應功能
傳感器通過對被測量樣本值學習,處理器利用近似公式和迭代算法可認知新的被測量值,即有再學習能力。同時,通過對被測量和影響量的學習,處理器利用判斷準則自適應地重構結構和重置參數(shù)。例如,自選量程,自選通道、自動觸發(fā)、自動濾波切換和自動溫度補償?shù)取?br />
4、自診斷功能
因內(nèi)部和外部因素影響,傳感器性能會下降或失效,分別稱為軟、硬故障。處理器利用補償后的狀態(tài)數(shù)據(jù),通過電子故障字典或有關算法定位故障。
隨著智能傳感器技術的不斷提升,智能傳感器正逐漸融入我們的日常生活中。而隨著材料科學、納米技術、微電子等領域前沿技術的突破以及經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。
以下四大領域可能成為智能傳感器技術未來發(fā)展的重點。
一是可穿戴式應用。據(jù)美國ABI調(diào)查公司,2017年可穿戴式傳感器的數(shù)量將會達到1.6億。以谷歌眼鏡為代表的可穿戴設備是zui受關注的硬件創(chuàng)新。谷歌眼鏡內(nèi)置多達10余種的傳感器,包括陀螺儀傳感器、加速度傳感器、磁力傳感器、線性加速傳感器等,實現(xiàn)了一些傳統(tǒng)終端無法實現(xiàn)的功能,如使用者僅需眨一眨眼睛就可完成拍照。
二是無人駕駛。在該領域,谷歌公司的無人駕駛車輛項目開發(fā)取得了重要成果,通過車內(nèi)安裝的照相機、雷達傳感器和激光測距儀,以每秒20次的間隔,生成汽車周邊區(qū)域的實時路況信息,并利用人工智能軟件進行分析,相關路況未來動向,同時結合谷歌地圖來進行道路導航。奧迪、奔馳、寶馬和福特等汽車*均已展開無人駕駛技術研發(fā),有的車型已接近量產(chǎn)。
三是醫(yī)護和健康監(jiān)測。國內(nèi)外眾多醫(yī)療研究機構,包括的醫(yī)療行業(yè)*在傳感器技術應用于醫(yī)療領域方面已取得重要進展,一些研究機構在能夠嵌入或吞入體內(nèi)的材料制造傳感器方面已取得進展。
四是工業(yè)控制。2012年,GE公司在《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng):突破智慧與機器的界限》報告中提出,通過智能傳感器將人機連接,并結合軟件和大數(shù)據(jù)分析,可以突破物理和材料科學的限制,并將改變世界的運行方式。報告同時指出,美國通過部署工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),各行業(yè)可實現(xiàn)1%的效率提升,15年內(nèi)能源行業(yè)將節(jié)省1%的燃料。
隨著智能傳感器技術的提升,智能傳感器越來越融入到我們的生活中,以人為本,讓生活更加美好。