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智能网络化传感器与其系统的结构

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2019-12-20 浏览:-

智能网络化传感器与其系统的结构

从原理结构上看来,智能传感器结构可以用下图所示框图来表示。

智能网络化传感器与其系统的结构

从上面的框图可以发现 ,一般意义上的传感器(即敏感单元)在智能传感器中仅仅占很少的一部分,信号处理电路占主要部分。与普通传感器相比,智 能传感器将传感器使用过程中所涉及到的所有问题都包括了。

例如上图所示的灵敏度、零点漂移 、标定等 ,即使是单物理量测量传感器,也必须有标准的接口获取所 ,加 上输出显示单元 ,这种单智能传感器系统已经涵盖了传统的仪表概念。

基于分布式智能传感器的测量控制系统是由一定的网络将各个控制节点 、传 感器节点及中央控制单元共同构成。其中传感器节点是用来实现参数测量并将数据传送给网络中的其他节点;控制节点是根需要的信息(如温度 、湿度等)以实现对被测物理量的标定和校准。在很多场合下据需要从网络中获取所需要 的数据并根据这些数据制订相应的控制方法和执行控制输出。在整个系统中 ,每个传感器节点和控制节点是相互独立且能够自治 。控制节点和传感器节 点的数目可多可少,根据要求而定 。网络的选择可以是传感器总线 、现场总线,也可以是企业内部的Ethernet,也可以直接是 Internet。一个智能传感 器节点是由三部分构 成:传统意义上的传感器 、网络接口和处理单元。根 据不同的要求,这三个部分可以是采用不同芯片共同组成合成式的 ,也可以是单片式的 。首先传感器将被测量物理量转换为电信号,通过A/D转化为数字信号,经过微处理器的数据处理(滤波 、校准)后将结果传送给网络,与 网络的数据交换有网络接口模块完成。

控制节点由微处理器、网络接口及人机接口的输入输出设备组成。用来收集传感器节点所发送来的信息,并反馈给用户和输出到执行器,以实现一定的输出。将所有的传感器连接在一个公共的网络上。为保证所有的传感器节点和控制节点能够实现即插即用,必须保证网络中所有的节点能够满足共同的协议 。无论是硬件还是软件都必须满足一定的要求 ,只 要符合协议标准的节点都能够接入系统。因 此为了保证这种即插即用的功能 ,智能传感器的节点内部必须包含微处理芯片和存储器 。一方面用来存储传感器的物理特征:偏移 、灵敏度 、校准参数 ,甚至传感器的厂家信息(维护等), 另一方面用来实现数据的处理和补偿,以及输出校准 。由于这些功能的实现是在每个传感器内部完成 ,相应的内部参数在传感器出厂的时候已经写入内部寄存器中固定的单元,因此在更换和增加新的节点时候 ,无须对传感器进行标定 、校准。

在很多的情况下,微处理器需要根据实际的需要对传感器的输入进行处理和变换。

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