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第3章 常用传感器的工作原理 智能式传感器 1 智能传感器的特点 2 智能传感器的实现 3 智能传感器的应用 4 智能传感器的设计思想 智能传感器作为一种新型传感器发展起来。它是基于人工智能、信息处理技术实现的具有分析、判断，量程自动转换，漂移、非线性和频率响应等自动补偿，对环境影响量的自适应，自学习以及超限报警、故障诊断等功能的传感器。 智能传感器就是一个最小的微机系统，其中作为控制核心的微处理器通常采用单片机，其基本结构框图如图示。 1 智能传感器的特点 （1）精度高 （2）可靠性与高稳定性强 （3）高信噪比与高分辨率 （4）自适应性强 （5）性能价格比高 2 智能传感器的实现 （1）集成化实现 这种智能传感器系统是采用微机械加工技术和大规模集成电路工艺技术，利用半导体材料硅作为基本材料来制作敏感元件，将信号调理电路、微处理器单元等集成在一块芯片上构成的。故又可称为集成智能传感器。其外形如图所示。 （2）非集成化实现 非集成化智能传感器是将传统传感器(采用非集成化工艺制作的传感器，仅具有获取信号的功能)、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个智能传感器系统。其框图如图所示。 （3）混合实现 混合实现是指根据需要与可能，将系统各个集成化环节，如敏感单元、信号调理电路、微处理器单元、数字总线接口等，以不同的组合方式集成在两块或三块芯片上，并装在一个外壳里为混合实现的几种方式。 集成化敏感单元包括弹性敏感元件及变换器；信号调理电路包括多路开关、仪用放大器、基准、A/D转换器等；微处理器单元包括数字存储(EPROM、ROM、RAM)、I/O接口、微处理器、D/A转换器等。 3 智能传感器的应用 （1） ST-3000系列智能压力传感器 图示为ST-3000系列智能压力传感器图，它是由检测和变送两部分组成。 （2） 固体图像传感器 固体图像传感器主要有三种类型：第一种是电荷耦合器件(CCD)；第二种是MOS图像传感器，又称为自扫描光电二极管阵列(SSPA)；第三种是电荷注入器件(CID) 图 为这种三维结构智能化传感器的一种形式。 图为一由多个智能图像传感器组成的图像识别系统。这个系统由光学透镜系统、多个智能图像传感器和一个主计算机组成。 4 智能传感器的设计思路 下面以智能压力传感器的设计为例介绍一下智能传感器的设计思路： （1）智能压力传感器的结构设计 智能压力传感器由半导体力敏元件（制作力敏元件时,同时制作两只温敏二极管）、放大器、转换开关、双积分A／D转换器、单片机、接口电路、IEEE-488标准接口、存储器和部分外围电路组成 （3） 传感器工艺设计 （4）软件设计 主要构成的智能压力传感器软件有控制程序、数据处理程序及辅助程序。 微型传感器 MEMS（Micro Electro-Mechanical System）通常称微机电系统，在欧洲和日本又常称微系统（Micro System）和微机械（Micro Machine），是当今高科技发展的热点之一。1994年原联邦德国教研部（BMBF）给出了微系统的定义，即：若将传感器、信号处理器和执行器以微型化的结构形式集成一个完整的系统，而该系统具有“敏感”、“决定”和“反应”的能力。 微机电系统通常具有以下典型的特性： （1）微型化零件； （2）由于受制造工艺和方法的限制，结构零件大部分为两维的、扁平零件； （3）系统所用材料基本上为半导体材料，但也越来越多地使用塑料材料； （4）机械和电子被集成为相应独立的子系统，如传感器、执行器和处理器等。 与一般传感器比较，微传感器具有以下特点： （1）空间占有率小。 （2）灵敏度高，响应速度快。 （3）便于集成化和多功能化。 （4）可靠性提高。 （5）消耗电力小，节省资源和能量。 （6）价格低廉。 必威体育精装版动态（关于传感器） 1、物联网的概念 物联网是指通过各种传感器、射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 2、物联网的起源和发展 物联网的概念最初来源于美国麻省理工学院(MIT) 在 1999 年建立的自动识别中心( Auto- ID Labs)提出的网络无线射频识别(RFID)系统，把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来， 实现智能化识别和管理. 2005 年 ITU （国际电信联盟）在突尼斯举行的信息社会世界峰会(WSIS)上正式确定了物联网的概念， 并随后发布了 ITU Internet reports 2005 the Internet of things， 介绍了物联网的特征相关的技术面临