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.pdf

智能传感技术

——第四章智能传感器及网络接口标准

2024-07-231

目录

4.1智能传感器概述

4.2智能传感器网络

4.3智能传感器网络接口标准

4.4多传感器网络信息的融合

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4.1智能传感器概述

•4.1.1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。

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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

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4.1智能传感器概述

•4.1.1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。

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4.1智能传感器概述

•4.1.1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。

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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

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4.1智能传感器概述

•4.1.1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(Microcontroller

Unit,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。

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4.1智能传感器概述

•4.1.2智能传感器的特性

首先，通过图4