智能传感器(smart sensor)指具有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维和判断功能的传感器。
相对于仅提供表征待测物理量的模拟电压信号的传统传感器,智能传感器充分利用集成技术和微处理器技术,集感知、信息处理、通信于一体,能提供以数字量方式传播的具有一定知识级别的信息。
自美国宇航局(NASA)在 20 世纪80年代提出智能传感器的概念以来,经过几十年的发展,智能传感器已成为传感器技术的一个主要发展方向,代表着一个国家的工业及技术科研能力。
在当前智能时代的推动下,传感器的重要性更加凸显,不仅在《中国制造2025》、《德国 2020 高技术战略》及欧盟、美国、韩国、新加坡等推进的智慧城市等战略方面发挥着重要的支撑作用,而且也在物联网、虚拟现实(VR)、机器人、智能家居、自动驾驶汽车等产业发展中发挥着关键作用。
高性能、高可靠性的多功能复杂自动、测控系统以及基于射频识别技术的物联网的兴起与发展,愈发凸显了具有感知、认知能力的智能传感器的重要性及其大力、快速发展的迫切性。
随着与 CMOS 兼容的MEMS技术的发展,微型智能传感器的发展得到了有力的技术支撑,智能传感器产业面临着一个非常重要的历史发展契机。
本文综述不同种类智能传感器技术及应用的发展现状,并对今后的发展趋势做出展望。
1 丰富多样的智能传感器
为满足各种智能化的应用需求,传感器类别非常多样化,例如:环境传感器、惯性传感器、模拟类传感器、磁性传感器、生物传感器、红外传感器、振动传感器、压力传感器、超声波传感器等。
其中,以下传感器比较常用。
环境传感器,主要有气体传感器、气压传感器、温度传感器、湿度传感器等。气体传感器可以应用于空气净化器、酒驾监测器、家装中甲醛等有毒气体的检测器以及工业废气的检测装置等。随着人们对环境问题的重视,环境传感器的重要性越来越凸显,未来有很大的发展空间。
推动传统工业的转型升级。
在工业领域,传统企业面临人力成本提高、市场需求下降等问题,传统企业开始从劳动密集型转向自动化、智能化。在整个转型中,传感器发挥着至关重要的作用,助力“中国制造”转向“中国智造”。
要提升工厂效能,需要在生产线上增加传感装置,进行产品、工序的全程追踪,同时利用机械臂、自动导航车系统等具有传感装置的设备加快生产速度、精度,全方位提升生产制造效率。