智能傳感器系統的實現是在傳感器技術、計算機技術 、信號處理 、網絡控制等技術的基礎上發展起來的 ,并隨這些技術的發展而發展 ,但不是這些技術 的簡單合成。無論是微處理器還是網絡技術,都不是原來一般技術的簡單合成 ,下面針對網絡化傳感器系統所涉及的一些問題進行分析。
首先,系統構成。從計算機技術角度來看,一般計算機系統所處理的數據是數字信號, 且是直接通過外部設備輸入的,這些信號本身會受到外部設備限制 。但是對于傳感器系統來說所面對的是與外界環境相關的模擬信號, 信號與外界的一些物理量相關。這意味著信號的存在和信號的出現是受到環境限制的,為了滿足控制實時性的需要 ,信號的采樣必須保證實時性。
其次,信號處理方法。在網絡化使用環境中,即插即用是對網絡中的每個設備最基本的要求。但是由于每個被測物理量通過傳感器時輸入輸出的關系是不定的,有些是線性的,但更多的是非線性的 ,必須保證系統能夠準確識別被測對象,一方面要能夠確定探測器信號的位置,另一方面要能夠確定傳感器輸入輸出之間的關系以及物理量(一般被測物理量和傳感器輸出物理量不一定一樣。例如電容式壓力傳感器輸入為壓力, 輸出為電容)。這類似于傳統傳感器設計時涉及到的標定問題,但是不完全一樣。因為一般傳感器設計中無須考慮輸入輸出物理量,僅僅只考慮它們之間的關系。
再次,需要考慮外部接口。從網絡化智能傳感器的應用來說,其一般使用在 自動化現場的測量控制級,相互之間需要通過現場總線連接在一起。對于不同的應用場合, 現在已經有很多不同的總線標準協議 。要保證所設計的傳感器完全滿足這些協議比較困難,這就必須考慮接口問題。這是智能網絡化傳感器與普通傳感器最大的區別。
最后 ,軟件工具的開發。由于過去傳感器完全是由硬件所組成, 因此研究 的對象主要局限在傳感機理 、材料 、結構 、工藝等物理方面。而智能傳感器的智能性則是在硬件的基礎上通過軟件實現其價值的,軟件在智能傳感器中占據了主要的成分 。而且智能化的程度是與軟件的開發水平成正比的 ,相 信在不久的將來, 基于計算機平臺完全通過軟件開發的虛擬傳感器會有十分廣泛的應用。軟件開發工具包括設計 、管 理和通訊管理等不同方面。目前這類工具已經開始出現,一般 C,LabView,ActiVeX等工具軟件都可以完成。軟件的功能主是與軟件的開發水平成正比的,用以實現傳感器模型建立 、標定參數建立 、最佳標定模型選擇等。盡管智能傳感器的構成方法并非在所有 的場合使用都是合理的 ,但是在許多的應用中 ,其相對與傳 統傳感器的優點是無法抗拒的。在大多數情況下 ,智能傳感器價格便宜 、使用方便 、性能優越 、維護簡單 、功能擴展容易的優點是傳統的傳感器所無法比擬的 。特別是在一些應用傳感器較多的場合 ,無疑智能傳感器將是最為合理的選擇。
目前來說 ,考慮到投資因素,由于在過程測量控制領域中系統設計壽命一般都有幾十年,盡管傳統所使用的測量控制主要是模擬量傳輸的,而符合現場總線網絡標準的智能傳感器有很多優點 ,但是更換這些傳感器執行器需要花 費很多的時間和增加很大的投資,這種系統還會存在相當長的一段時間。過去這類系統功能的擴展比較困難 ,因此多種系統共存的局面將維持一段時間。
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