摘要：如今我国自动化水平不断提高，关于智能传感器技术研究也越来越多，该技术的发展不仅解决了传统传感器功能单一的问题，同时也很好的解决了信息处理能力较差的问题。此外，在一定程度上具有编程自动化，造价较低的特点，有利于广泛推广。基于此，从常见的几种智能传感器出发，介绍其研究进展和对智能传感器技术的应用展望，希望通过本文的分析可以给相关行业工作者提供一些参考。
关键词：智能传感器技术；自动化；物联网
1 智能传感器技术的概述
相较于传统传感器，智能传感器的集成技术、微处理技术与传感器技术相互融合，具有较高的智能性，符合智能化建设的理念。传感器领域，“智能化”的体现在于一种机器视觉，处理应用过程中自动收集、处理信息数据，提高反馈速度和质量。此外，智能传感器具有一定的自动编程能力，能够监控设备运行的每个环节。从智能传感器的工作本质来说，其功能的体现得益于嵌入式计算功能。研究初期，嵌入式技术发展不成熟，嵌入成本较高，但随着经济的发展和科技的进步，嵌入成本逐渐降低，为智能传感器技术在更多领域的应用提供了可行性。
实际上，智能传感器技术应用广泛，如模拟类传感器、环境检测传感器、惯性传感器等，为人们的生活提供了巨大便利。模拟类传感器的应用研究较为广泛，在医学领域有着显著作用。智能化建设进程较成熟的医院，医疗设备通常设置模拟类传感器。通过监测用户心跳、心电图等信息数据，为用户提供可视化图像，既使用户了解自身健康情况，还利于后续医疗工作的开展。惯性传感器一般应用于移动设备和运动设备。通过物体运动时显示的惯性数据，分析用户的运动步数、消耗的卡路里，并借助大数据技术为用户提供更优质的运动建议。环境检测传感器种类较多，如温度智能传感器、气体智能传感器、湿度智能传感器等，广泛应用于生活领域和工业领域。众所周知，新装修的家居环境中甲醇等危害气体较多，利用气体智能传感器可以分析测试范围内的气体数据，为用户安全入住提供可靠数据。交警酒驾检查工作中，可利用该类传感器检测驾驶员酒精含量。湿度传感器和温度传感器在生活中的应用较为广泛。
2当前我国智能传感器技术的研究进展
从本质上来说，智能传感器技术属于自动化领域。智能传感器的功能主要有自动收集处理数据、自动检测进程、选量程、寻找故障、自动补偿、存储记忆处理的数据、自主决策判断、自校正、标定和校零等。智能传感器的研究是向智能化、精准化、自动化方向进展。本文以惯性、温度、RFID等智能传感器为例，分析其研究进展。
2.1RFID传感器
RFID传感器的核心RFID技术。RFID技术属于物联网识别技术，通过简单的无线系统识别标志物，其全程为射频识别技术。上文提到传感器技术主要收集、处理被检测的信息，并将处理后的数据输出给用户，二者都属于信息技术，但RFID技术更注重于识别检测物。RFID传感器技术将标签设置在物体内，根据标签的不同分为主动式与半无源标签。利用该技术可实现远距离发射信号，且信号接收质量高，标志物对信号的反应速度快。另外，该技术可应用于身份识别、医疗、国防安全等领域。
2.2温度智能传感器
随着经济的不断发展，人们对于温度传感器提出了更高的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统的分立式温度传感器和模拟集成温度传感器已不能满足人们的需求，温度智能传感器凭借精度高、可靠性、功能多等优势得到广泛应用。现阶段，温度智能传感器主要研究可靠性、安全性设计、功能性、高精度等方面。提高智能温度传感器的可靠性与安全性是为了避免测试中受到外界不可控干扰时能够保持稳定性。传感器内部一般会安装编程性的故障排队计数器，测量超过稳定值的次数。此外，为了防止静电破坏温度智能传感器，一般在仪器内增添静电保护电路。随着传感器智能化的不断发展，温度传感器的功能不仅仅局限于开机、关机等一般模式，还增加了单次转换、多次转换、待机等模式，大大提高了温度智能传感器的使用频率。在提高温度传感器精度的研究中，国外研究人员采用A/D转换器或石英音叉谐振器作为传感器芯片，数字接口电路和基于现场可编程门阵列的传感器重置控制算法构成高智能温度传感器，大大提高了精度和分辨率。
2.3惯性智能传感器
惯性智能传感器广泛应用于生活。在移动设备、运动设备、工业级产品和军用级产品中被大量使用。惯性智能传感器主要包括加速度传感器、角速度传感器、AHRS和IMU等，根据性质分为角度率陀螺和线性加速度计。根据精度高低，惯性智能传感器的制造成本有较大差异。实际应用中需根据精度需求度选择相应精度的惯性智能传感器。低精度的惯性智能传感器应用于智能手机、运动手环、GPS导航仪和遥感类智能玩具等设备。中精度惯性智能传感器应用于工业级别设备，如汽车电子稳定系统、工业自动化生产、机械设备、机器人和姿态测量等。高精度惯性智能传感器应用于军用级别与航空级别产品，不仅对精度有较高要求，对抗冲击也有较高要求，导弹的导引头、瞄准系统、飞机导弹的姿态控制和战场机器人等都应用了惯性智能传感器。目前，惯性智能传感器主要注重研究陀螺仪的精密性和多传感器集成技术，多个陀螺仪集成使用，可大大提高整体的精密度。
3应用展望
目前，我国智能机器人、智慧医疗、智慧社区、人工智能和虚拟现实等领域发展较快，智能传感器在上述领域的发展中发挥了重要作用。未来发展中，智能传感器要注重研究集成化、无线能量、软件算法更新三方面。集成化可提高设备的精密度，增加智能传感器的功能种类。无线能量是将设备环境中的光能、风能等自然能源转化成设备的电能，促使传感器的工作模式更加智能，打破了环境限制，应用于更多领域。智能化传感器技术的发展十分迅速，用户的要求也越来越多，更新传感器中的软件算法、革新方案极其重要。不同领域的应用中，要注重扩宽数据采集，实现不同领域之间的数据共享，提高设备的智能化。我国智能传感器技术研究起步较晚，许多技术尚未成熟，希望中国智能传感器产业能够应对挑战，抓住机遇。
结语
总而言之，我国对智能传感器技术的研究、应用已取得较大成就，促进了传统产业的智能升级，为我国现代化建设提供了助力。但是，与西方国家相比，我国智能传感器技术的研究仍处于起步阶段，传感器的性能和应用领域等仍存在不足之处。未来研究中，不仅要注重开发智能传感器技术的新原理、技术、材料，提高智能传感器的性能，还要注重将智能传感器技术应用于更多领域，推进我国产业整体智能化、现代化建设的进程。
参考文献:
[1]郝旭欢,常博,郝旭丽.智能传感器技术在温室环境监测中的应用及展望[J].农民致富之友,2016(4):84-84.
[2]井云鹏,范基胤,王亚男,etal.智能传感器的应用与发展趋势展望[J].科学技术创新,2013(21):111-112.
论文作者:高原
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/10/18
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