各路技術的迅猛發展,在哪些方面取得了矚目的成績?

近年來,隨著半導體技術、電子自動化技術、嵌入式技術和通信技術的迅猛發展,智能傳感器日趨活躍,取得了令人矚目的發展。智能傳感器技術現已廣泛應用於軍事、航空、航天、石化工、礦山、機械、大壩、地質、水文等各個領域,用於測量各種氣體、流體和固體的壓力、流量、溫度、高度、重量、光強、成分、氣味等。

各路技術的迅猛發展,在哪些方面取得了矚目的成績?

(1)網絡化智能傳感器。網絡化智能傳感器是將通信技術、傳感器技術和計算機技術融合在一起,從而實現信息採集、傳輸和信息處理的統一與協同。網絡化智能傳感器不僅將敏感元件、轉換電路和變送器結合體實現了智能化,而且在內部嵌入了通信協議,具有強大的通信功能,實現了信息的網絡傳輸。

網絡化智能傳感器一般由信號採集模塊、數據處理模塊和網絡接口模塊組成,如圖3.8所示。

圖3.8 網絡化智能傳感器

其中,信號採集模塊通過敏感元件將信息採集下來,然後將信息送入調理電路;數據處理模塊將模擬信號通過A/D轉換變換為數字信號,然後將數字信號送入微處理器;網絡接口模塊通過通信協議可以將數據傳送到網絡中。

各路技術的迅猛發展,在哪些方面取得了矚目的成績?

(2)智能微塵。智能微塵(smart dust)是指具有電腦功能的一種超微型傳感器。智能微塵是以無線方式傳遞信息的傳感器,具有低成本、低功率(手機功率的1/1000)等特徵,尺寸可以小到1mm以下。智能微塵可以探測周圍諸多的環境參數,能夠收集大量數據,並進行適當的計算處理。近幾年由於硅片技術和生產工藝的飛速發展,集成有傳感器、計算電路、雙向無線通信技術和供電模塊的微塵器件的體積已經縮小到了沙粒般大小,但它卻包含了從信息收集、信息處理到信息發送所必需的全部部件。

各路技術的迅猛發展,在哪些方面取得了矚目的成績?

每一粒智能微塵都是由電池、傳感器、微處理器、雙向無線電接收裝置和軟件組成。其中,電池為傳感器提供正常工作所必需的能源;傳感器用於感知、獲取外界的信息;微處理器負責組織協調各個節點的工作,如對感知部件獲取的信息進行必要的處理和保存,控制感知部件和電源的工作模式等;雙向無線電接收裝置負責與其他微塵進行通信;軟件給傳感器提供必要的軟件支持,如嵌入式操作系統、嵌入式數據庫系統等,通過編程來實現各種不同的功能。目前絕大多數智能微塵為微機電系統(MEMS),智能微塵最終的目標是把無線部件、網絡部件、傳感器部件和處理器部件都集成在單塊芯片上。

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