物联网时代的智能传感器行业将迎来新一轮的爆发

未来,智能传感器将一步步促进万物互联世界的到来。

  当前,廉价MCU(微控制单元)正将无处不在的传感器变成下一个物联网前沿,推动智能传感器的发展。传感器和芯片的共生正导致设备变得更智能、更小,从而促进更精确、更高效的数据收集和处理,并具有自校准、自诊断和自测试能力。这种传感和信号处理功能的融合正在重新定义传统上与热电偶和加速计等离散元件相连的传感器布局。

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  传统的传感器,如热电偶、电阻温度检测器(rtd)和应变计,在很大程度上受到系统噪声、信号衰减和响应动力学等问题的限制,此外,这些传感器产生的低电平模拟输出需要精确的信号调节,以保护它们首先获取的关键信息。

  而输入低成本的MCU和DSP,可在智能传感器包中本地启用多传感和信号处理功能。例如,微控制器集成了通信接口、激励源、模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)、离散I/o和嵌入式信号处理功能。随后,局部计算能力的集成将普通传感器转化为智能传感器,智能传感器能够在传感器模块内对测量数据进行复杂的局部计算。智能传感器通常由传感元件、模拟接口电路、ADC和总线接口组成。

  未来,智能传感器将一步步促进万物互联世界的到来。

  首先,智能传感器允许信号调理发生在离传感器更近的地方,甚至是在传感器包内部,这样可以保持信号的完整性,并确保在恶劣的工业环境中信号隔离。接下来,智能传感器可以使用本地计算机电源在本地处理和解释数据;根据测量的物理参数做出决策;并进行相应的通信。

  其次,这些传感器就可以决定在本地处理哪些数据,以及通过物联网基础设施将哪些数据传输到云端,智能传感器可以在没有人工操作的情况下创建边界条件。接下来,物联网应用程序可以在本地分析数据并触发操作,或者通过云以电子邮件、文本消息或应用程序通知的形式将警报发送给最终用户。

  第三,智能传感器实现故障报警和流程效率的新的复杂程度可以改变许多行业:工业、汽车、医疗保健、智能建筑等,本地分析和处理数据的能力可以通过查明当前和未来的故障并预测零件将持续多久来优化高速加工。

  第四,更精确的少量数据也将提高云和物联网基础设施的效率。举个例子:传感器消耗的能量中,近80%来自用于向边缘和云传输数据的无线链路。因此,一个更深思熟虑和控制的数据传输到云导致更大的功率效率,这是物联网设计中的一个主要考虑因素。

  第五,智能传感器标志着电子和传感设备的交叉发展,集成电子产品的成本一直是开发人员面临的主要挑战,但随着集成数据转换器的廉价MCU的出现,智能传感器的配方越来越便宜。而在如何保护传感器数据方面存在安全问题,一种新型的安全MCU和专门的安全协处理器正逐渐克服许多安全问题。

  最后,智能传感器必然会遵守大量的通信标准,如Wi-Fi、蓝牙和ZigBee。同样,电子部分,主要由成本效益高的mcu和mpu组成,来拯救多个外围设备支持多种通信标准。

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