智能傳感器把“感知”與“認(rèn)知”結(jié)合起來(lái)，起到人體的“五感”功能的作用，要感知各種現(xiàn)象，并實(shí)現(xiàn)判斷、推理、鑒別功能，最終完成各種動(dòng)作與任務(wù)，全程自動(dòng)化。

　　智能傳感器，指具有信息檢測(cè)、信息處理、信息記憶、邏輯思維和判斷功能的傳感器。不僅具有傳統(tǒng)傳感器的各種功能，而且還具有數(shù)據(jù)處理、故障診斷、非線性處理、自校正、自調(diào)整以及人機(jī)通信等多種功能。

　　智能傳感器由什么組成？

　　經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，智能傳感器已進(jìn)化到第四代智能傳感器，一般由傳感器模塊、計(jì)算模塊、通信模塊與電源模塊組成。如果把智能傳感器類比人體系統(tǒng)，可以更好地理解智能傳感器的結(jié)構(gòu)組成。傳感模塊（相當(dāng)于耳鼻等感覺(jué)器官）接受被測(cè)量信號(hào)；然后通過(guò)通信模塊（相當(dāng)于人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）傳遞給計(jì)算模塊（相當(dāng)于人體大腦），進(jìn)行一系列的信號(hào)處理；最后把處理結(jié)果輸出給執(zhí)行器（相當(dāng)于肢體）做出相應(yīng)動(dòng)作。

　　即：

　　傳感器模塊負(fù)責(zé)信息采集，類比人體的感覺(jué)器官；

　　通信模塊負(fù)責(zé)信號(hào)傳輸，類比人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

　　計(jì)算機(jī)模塊負(fù)責(zé)信息處理，類比人體的大腦。

　　智能傳感器把“感知”與“認(rèn)知”結(jié)合起來(lái)，起到人體的“五感”功能的作用，要感知各種現(xiàn)象，并實(shí)現(xiàn)判斷、推理、鑒別功能，最終完成各種動(dòng)作與任務(wù)，全程自動(dòng)化。

　　智能傳感器都有哪些特點(diǎn)？

　　與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器有著精度高、可靠性強(qiáng)、微型化和低功耗等特點(diǎn)。

　　精度高：智能傳感器可以通過(guò)自動(dòng)校零去除零點(diǎn)誤差，與標(biāo)準(zhǔn)參考基準(zhǔn)實(shí)時(shí)對(duì)比以自動(dòng)進(jìn)行整體系統(tǒng)標(biāo)定，自動(dòng)進(jìn)行整體系統(tǒng)的非線性等系統(tǒng)誤差的校正，通過(guò)對(duì)采集的大量數(shù)據(jù)的處理以消除偶然誤差，保證智能傳感器有較高的精度。

　　可靠性高和穩(wěn)定性強(qiáng)：智能傳感器能自動(dòng)補(bǔ)償因工作條件與環(huán)境參數(shù)變化引起的系統(tǒng)特性的漂移，比如溫度變化產(chǎn)生的零點(diǎn)與靈敏度的漂移；在被測(cè)參數(shù)變化后能自動(dòng)改換量程；能實(shí)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的自我檢驗(yàn)，分析判斷數(shù)據(jù)的合理性，并給出異常情況的應(yīng)急處理方案等。

　　高信噪比和高分辨率：智能傳感器具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、記憶與信息處理的功能，可通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)分析等，故可以除去數(shù)據(jù)中的噪聲，提取出有效信號(hào)；也可通過(guò)數(shù)據(jù)融合和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，消除多參數(shù)狀態(tài)下交叉靈敏度的影響，從而保證對(duì)特定參數(shù)的測(cè)量有較高的分辨能力。

　　自適應(yīng)能力強(qiáng)：智能傳感器可根據(jù)系統(tǒng)工作的情況來(lái)決策各部分的供電情況、優(yōu)化與上位計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳送速率，保證系統(tǒng)工作在最優(yōu)低功耗狀態(tài)。

　　性價(jià)比高：智能傳感器不像傳統(tǒng)傳感器那樣追求傳感器本身的完美，對(duì)傳感器各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心設(shè)計(jì)與調(diào)試，而是結(jié)合微處理器和微計(jì)算機(jī)，采用低價(jià)的集成電路工藝和MEMS工藝，加上強(qiáng)大的軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，所以相對(duì)于傳統(tǒng)傳感器，智能傳感器具有很高的性能價(jià)格比。

　　微型化：隨著微電子技術(shù)的迅速推廣，智能傳感器正朝著小和輕的方向發(fā)展，以滿足航空、航天、國(guó)防、小型化工業(yè)與民用設(shè)備的需求。

　　低功耗：智能傳感器普遍采用大規(guī)模或超大規(guī)模的CMOS電路，使傳感器的耗電量大為降低，有的可用疊層電池甚至紐扣電池供電，而待機(jī)模式的設(shè)計(jì)更是讓智能傳感器的功耗降至更低。

　　智能傳感器是如何實(shí)現(xiàn)的？

　　目前智能傳感器實(shí)現(xiàn)的途徑主要有三種，分別是非集成化實(shí)現(xiàn)、混合實(shí)現(xiàn)和集成化實(shí)現(xiàn)。這三類傳感器的技術(shù)難度依次增加，集成化的程度越高，傳感器智能化的程度就越高。

　　非集成式智能傳感器

　　非集成化智能傳感器，也叫傳感器的智能化，指將傳統(tǒng)的傳感器（采用非集成化工藝制成的）與信號(hào)處理電路、帶數(shù)據(jù)總線接口的微處理器組合在一起而構(gòu)成的智能傳感器。因?yàn)槭窃趥鹘y(tǒng)傳感器后經(jīng)信號(hào)處理電路及有數(shù)據(jù)總線接口的微處理器而構(gòu)成，所以集成度較低，技術(shù)壁壘低，不適用于微型化產(chǎn)品領(lǐng)域，不屬于新型智能傳感器。

　　混合式智能傳感器

　　混合式智能傳感器指根據(jù)需求，將系統(tǒng)各集成化環(huán)節(jié)（敏感元件、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)字總線接口）以不同組合方式集成在不同的芯片上，并封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，是智能傳感器的主要種類，被廣泛應(yīng)用。

　　集成智能傳感器

　　集成化智能傳感器指利用集成電路工藝和MEMS微機(jī)技術(shù)將傳感器敏感元件、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)字總線接口等系統(tǒng)模塊集成到一芯片上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)的傳感器。它內(nèi)嵌了標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口，使用傳感器具有信號(hào)提取、信號(hào)處理、雙向通信、邏輯判斷和計(jì)算等多種功能。

　　集成智能傳感器是21世紀(jì)最具代表性的高新技術(shù)成果之一，也是當(dāng)今國(guó)際科技界研究的熱點(diǎn)。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和微米、納米技術(shù)的問(wèn)世，大規(guī)模集成電路工藝日臻完善，集成電路的集成度越來(lái)越高。集成智能傳感器現(xiàn)已成功使各種數(shù)字電路芯片、模擬電路芯片、微處理器芯片和存儲(chǔ)電路芯片等芯片的價(jià)格大幅下降，促進(jìn)了集成智能傳感器的落地應(yīng)用。

　　MEMS傳感器是目前智能化程度最高的傳感器。MEMS技術(shù)是在傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料和工藝基礎(chǔ)上，微米操作范圍內(nèi)，將在一個(gè)硅片基礎(chǔ)上將傳感器、機(jī)械元件、致動(dòng)器與電子元件結(jié)合在一起的技術(shù)，是目前前沿微型傳感器的主流方案。

　　集成智能傳感器具有多功能、一體化、精度高、適宜于大批量生產(chǎn)、體積小和便于使用等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)智能傳感器繼續(xù)發(fā)展的方向。

　　除了以上三種主流的實(shí)現(xiàn)途徑外，智能傳感器在技術(shù)上，還有以下5種實(shí)現(xiàn)途徑。

　　①采用新的檢測(cè)原理和結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)微機(jī)械精細(xì)加工工藝設(shè)計(jì)新型構(gòu)，使之能真實(shí)反映實(shí)測(cè)對(duì)象的完整信息，例如3D加速度傳感器和3D軸陀螺儀就是利用這種方式實(shí)現(xiàn)傳感器智能化。

　　②應(yīng)用人工智能材料實(shí)現(xiàn)。利用人工智能材料的自適應(yīng)、自診斷、自完善、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)和自學(xué)習(xí)的特性，制造智能傳感器，例如半導(dǎo)體陶瓷、記憶合金、氧化物薄膜等人工智能材料。

　　③采用軟件化技術(shù)實(shí)現(xiàn)。傳感器和微處理器相結(jié)合的智能傳感器，利用計(jì)算機(jī)軟件編程的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的信息處理功能。比如運(yùn)用軟件計(jì)算實(shí)現(xiàn)非線性校正、自補(bǔ)償、自校準(zhǔn)，提高傳感器的精度；用軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波，簡(jiǎn)化硬件、提高信噪比；運(yùn)用人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊理論等，使傳感器具有更高智能即分析、判斷、自學(xué)習(xí)等功能。

　　④通過(guò)多傳感器信息融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)。多傳感器系統(tǒng)通過(guò)多個(gè)傳感器獲得更多種類和數(shù)量的傳感數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理得到多種信息，從而對(duì)環(huán)境進(jìn)行更加全面和準(zhǔn)確的描述。

　　⑤通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)。智能傳感器與通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，可形成網(wǎng)絡(luò)化智能傳感器。網(wǎng)絡(luò)化傳感器使傳感器由單一功能、單一檢測(cè)向多功能和多點(diǎn)檢測(cè)發(fā)展；從被動(dòng)檢測(cè)向主動(dòng)進(jìn)行信息處理方向發(fā)展；從就地測(cè)量向遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)在線測(cè)控發(fā)展。