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Zusammenfassung:Im Laufe der Zeit sind intelligente Sensoren geboren. Sensoren werden weit verbreitet in den Bereichen Automobil, industrielle Automatisierung, Raumfahrttechnologie, Militärtechnik, Umweltprüfung und anderen Bereichen verwendet, und das Auftreten intelligenter Sensoren erweitert den Umfang der Beteiligung weiter.
Was ist ein intelligenter Sensor?
Intelligente Sensoren haben nicht nur Seh-, Berührungs-, Hör-, Geruch- und Geschmacksfunktionen, sondern sollten auch Gehirnfähigkeiten wie Gedächtnis, Lernen, Denken, Vernunft und Urteil haben. Ersteres wird durch herkömmliche Sensoren durchgeführt. Der intelligente Prozessor sollte das digitale Signal des ADC-Ausgangs intelligent verarbeiten, die Hauptfunktionen der intelligenten Verarbeitung umfassen vier Aspekte:
1. Selbstkompensationsfunktion
Basierend auf Vorkenntnissen über die gegebenen herkömmlichen Sensoren und Umgebungsbedingungen kompensiert der Prozessor automatisch durch digitale Berechnungsmethoden die Signalverzerrung durch die lineare, nicht-lineare und driftige Hardware der herkömmlichen Sensoren sowie durch Umweltauswirkungen, um das gemessene Signal wiederherzustellen. Die Berechnungsmethode wird mit Software implementiert, um den Zweck der Software zu erreichen, Hardwarefehler zu kompensieren.
2. Selbstberechnungs- und Verarbeitungsfunktionen
Auf der Grundlage eines gegebenen mathematischen Modells für indirekte und kombinierte Messungen berechnet der intelligente Prozessor mit kompensierten Daten physikalische Größenwerte, die nicht direkt gemessen werden können. Mit dem gegebenen statistischen Modell können die statistischen Eigenschaften und Parameter des gesamten Messobjekts berechnet werden. Mit bekannten Datenblättern kann der Prozessor die Sensoreigenschaften neu skalieren.
Selbstlernen und Anpassungsfunktion
Durch das Lernen der gemessenen Probenwerte kann der Prozessor neue gemessene Werte erkennen, d. h. erneut lernen. Gleichzeitig kann der Prozessor durch das Lernen der gemessenen und beeinflussten Mengen adaptiv die Struktur rekonstruieren und die Parameter zurücksetzen, indem er Urteilskriterien verwendet. Zum Beispiel selbstgewählte Messbereiche, selbstgewählte Kanäle, automatische Auslösung, automatischer Filterwechsel und automatische Temperaturkompensation.
4. Selbstdiagnostische Funktion
Aufgrund von internen und externen Faktoren kann die Sensorleistung abnehmen oder ausbrechen, was als weicher oder harter Ausfall bezeichnet wird. Der Prozessor nutzt kompensierte Zustandsdaten, um Fehler über ein elektronisches Fehlerwörterbuch oder entsprechende Algorithmen zu lokalisieren.
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der intelligenten Sensortechnologie werden intelligente Sensoren allmählich in unseren Alltag integriert. Und mit dem Durchbruch der Spitzentechnologie in den Bereichen Materialwissenschaft, Nanotechnologie, Mikroelektronik und anderen sowie den Bedürfnissen der wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung.
Die folgenden vier Bereiche könnten den Schwerpunkt der zukünftigen Entwicklung der intelligenten Sensortechnologie bilden.
Eine tragbare Anwendung. Laut dem amerikanischen Umfrageunternehmen ABI wird die Anzahl der tragbaren Sensoren im Jahr 2017 auf 160 Millionen liegen. Das tragbare Gerät, das durch Google Glass repräsentiert wird, ist eine Hardware-Innovation, die Zui bemerkt. Google Glass hat bis zu 10 Sensoren eingebaut, darunter Gyroskop-Sensoren, Beschleunigungssensoren, Magnet-Sensoren, lineare Beschleunigungssensoren und andere, um einige Funktionen zu erreichen, die herkömmliche Endgeräte nicht erreichen können, wie der Benutzer nur mit einem Blinkern des Auges fotografieren kann.
Zweitens ohne Fahrer. In diesem Bereich hat das Google-Projekt für fahrerlose Fahrzeuge wichtige Ergebnisse erzielt, indem im Fahrzeug installierte Kameras, Radarsensoren und Laserentfernungsmesser in Echtzeit Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs in Intervallen von 20 Mal pro Sekunde generieren und künstliche Intelligenzsoftware nutzen, um zukünftige Verkehrsbedingungen zu analysieren und die Straßennavigation in Verbindung mit Google Maps zu ermöglichen. Fahrzeuge wie Audi, Benz, BMW und Ford* haben bereits autonome Technologien entwickelt und einige Modelle sind in der Nähe der Serienproduktion.
Drittens Gesundheit und Gesundheitsüberwachung. Zahlreiche in- und ausländische medizinische Forschungseinrichtungen, einschließlich der medizinischen Industrie*, haben bei der Anwendung der Sensortechnologie in der Medizin erhebliche Fortschritte gemacht, und einige Forschungseinrichtungen haben Fortschritte bei der Herstellung von Sensoren mit Materialien gemacht, die in den Körper eingebettet oder aufgeschluckt werden können.
4. industrielle Kontrolle. Im Bericht „Industrial Internet: Breaking the Boundaries of Intelligence and Machine“ von GE aus dem Jahr 2012 wurde vorgeschlagen, dass die Verbindung von Menschen und Maschinen durch intelligente Sensoren und die Kombination von Software und Big Data-Analyse die Grenzen der Physik und der Materialwissenschaft überwinden und die Art und Weise verändern könnten, wie die Welt funktioniert. Durch die Einführung des industriellen Internets könnten die USA in allen Branchen eine Effizienzsteigerung von 1% erreichen und die Energiebranche in 15 Jahren 1% Kraftstoff sparen.
Mit der Verbesserung der intelligenten Sensortechnologie werden intelligente Sensoren zunehmend in unser Leben integriert, um das Leben besser zu machen.