智能傳感器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是在傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù) 、信號(hào)處理 、網(wǎng)絡(luò)控制等技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 ,并隨這些技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展 ,但不是這些技術(shù) 的簡(jiǎn)單合成。無(wú)論是微處理器還是網(wǎng)絡(luò)技術(shù),都不是原來(lái)一般技術(shù)的簡(jiǎn)單合成 ,下面針對(duì)網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)所涉及的一些問(wèn)題進(jìn)行分析。
首先,系統(tǒng)構(gòu)成。從計(jì)算機(jī)技術(shù)角度來(lái)看,一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號(hào), 且是直接通過(guò)外部設(shè)備輸入的,這些信號(hào)本身會(huì)受到外部設(shè)備限制 。但是對(duì)于傳感器系統(tǒng)來(lái)說(shuō)所面對(duì)的是與外界環(huán)境相關(guān)的模擬信號(hào), 信號(hào)與外界的一些物理量相關(guān)。這意味著信號(hào)的存在和信號(hào)的出現(xiàn)是受到環(huán)境限制的,為了滿足控制實(shí)時(shí)性的需要 ,信號(hào)的采樣必須保證實(shí)時(shí)性。
其次,信號(hào)處理方法。在網(wǎng)絡(luò)化使用環(huán)境中,即插即用是對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備最基本的要求。但是由于每個(gè)被測(cè)物理量通過(guò)傳感器時(shí)輸入輸出的關(guān)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(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別被測(cè)對(duì)象,一方面要能夠確定探測(cè)器信號(hào)的位置,另一方面要能夠確定傳感器輸入輸出之間的關(guān)系以及物理量(一般被測(cè)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(tǒng)傳感器設(shè)計(jì)時(shí)涉及到的標(biāo)定問(wèn)題,但是不完全一樣。因?yàn)橐话銈鞲衅髟O(shè)計(jì)中無(wú)須考慮輸入輸出物理量,僅僅只考慮它們之間的關(guān)系。
再次,需要考慮外部接口。從網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器的應(yīng)用來(lái)說(shuō),其一般使用在 自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制級(jí),相互之間需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連接在一起。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合, 現(xiàn)在已經(jīng)有很多不同的總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 。要保證所設(shè)計(jì)的傳感器完全滿足這些協(xié)議比較困難,這就必須考慮接口問(wèn)題。這是智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器與普通傳感器最大的區(qū)別。
最后 ,軟件工具的開發(fā)。由于過(guò)去傳感器完全是由硬件所組成, 因此研究 的對(duì)象主要局限在傳感機(jī)理 、材料 、結(jié)構(gòu) 、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(chǔ)上通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)其價(jià)值的,軟件在智能傳感器中占據(jù)了主要的成分 。而且智能化的程度是與軟件的開發(fā)水平成正比的 ,相 信在不久的將來(lái), 基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)完全通過(guò)軟件開發(fā)的虛擬傳感器會(huì)有十分廣泛的應(yīng)用。軟件開發(fā)工具包括設(shè)計(jì) 、管 理和通訊管理等不同方面。目前這類工具已經(jīng)開始出現(xiàn),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(fā)水平成正比的,用以實(shí)現(xiàn)傳感器模型建立 、標(biāo)定參數(shù)建立 、最佳標(biāo)定模型選擇等。盡管智能傳感器的構(gòu)成方法并非在所有 的場(chǎng)合使用都是合理的 ,但是在許多的應(yīng)用中 ,其相對(duì)與傳 統(tǒng)傳感器的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)法抗拒的。在大多數(shù)情況下 ,智能傳感器價(jià)格便宜 、使用方便 、性能優(yōu)越 、維護(hù)簡(jiǎn)單 、功能擴(kuò)展容易的優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)的傳感器所無(wú)法比擬的 。特別是在一些應(yīng)用傳感器較多的場(chǎng)合 ,無(wú)疑智能傳感器將是最為合理的選擇。
目前來(lái)說(shuō) ,考慮到投資因素,由于在過(guò)程測(cè)量控制領(lǐng)域中系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命一般都有幾十年,盡管傳統(tǒng)所使用的測(cè)量控制主要是模擬量傳輸?shù)?,而符合現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的智能傳感器有很多優(yōu)點(diǎn) ,但是更換這些傳感器執(zhí)行器需要花 費(fèi)很多的時(shí)間和增加很大的投資,這種系統(tǒng)還會(huì)存在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。過(guò)去這類系統(tǒng)功能的擴(kuò)展比較困難 ,因此多種系統(tǒng)共存的局面將維持一段時(shí)間。
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