文 | 傳感器技術(shù)（WW_CGQJS）
近日，工信部正式下發(fā)《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南(2017-2019)》(簡(jiǎn)稱(chēng)指南)。為了貫徹中國制造2025等戰略，工信部于2016年4月啟動(dòng)了該指南的編制工作，于2017年11月20日正式印發(fā)?！吨改稀诽岢隹傮w目標，規劃到2019年實(shí)現傳感器產(chǎn)業(yè)取得明顯突破，智能傳感器產(chǎn)業(yè)規模達到260億元，其中主營(yíng)業(yè)務(wù)超過(guò)10億元的企業(yè)達到5家，超過(guò)1億元的企業(yè)實(shí)現20家。微機電系統(MEMS)工藝生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)能穩步增長(cháng)。
什么是智能傳感器？
作為人類(lèi)獲取信息的工具，傳感器是現代信息技術(shù)的重要組成部分。傳統意義上的傳感器輸出的多是模擬量信號，本身不具備信號處理和組網(wǎng)功能，需連接到特定測量?jì)x表才能完成信號的處理和傳輸功能。智能傳感器能在內部實(shí)現對原始數據的加工處理，并且可以通過(guò)標準的接口與外界實(shí)現數據交換，以及根據實(shí)際的需要通過(guò)軟件控制改變傳感器的工作，從而實(shí)現智能化、網(wǎng)絡(luò )化。由于使用標準總線(xiàn)接口，智能傳感器具有良好的開(kāi)放性、擴展性，給系統的擴充帶來(lái)了很大的發(fā)展空間。
智能傳感器概念最早由美國宇航局在研發(fā)宇宙飛船過(guò)程中提出來(lái),并于1979年形成產(chǎn)品。宇宙飛船上需要大量的傳感器不斷向地面或飛船上的處理器發(fā)送溫度、位置、速度和姿態(tài)等數據信息,即便使用一臺大型計算機也很難同時(shí)處理如此龐大的數據。何況飛船又限制計算機體積和重量,因此希望傳感器本身具有信息處理功能，于是將傳感器與微處理器結合，就出現了智能傳感器。
智能傳感器是一種能夠對被測對象的某一信息具有感受、檢出的功能；能學(xué)習、推理判斷處理信號；并具有通信及管理功能的一類(lèi)新型傳感器。智能傳感器有自動(dòng)校零、標定、補償、采集數據等能力。其能力決定了智能化傳感器還具有較高的精度和分辨率，較高的穩定性及可靠性，較好的適應性，相比于傳統傳感器還具有非常高的性?xún)r(jià)比。
早期的智能傳感器是將傳感器的輸出信號經(jīng)處理和轉化后由接口送到微處理機進(jìn)行運算處理。80年代智能傳感器主要以微處理器為核心，把傳感器信號調節電路、微電子計算機存貯器及接口電路集成到一塊芯片上，使傳感器具有一定的人工智能。90年代智能化測量技術(shù)有了進(jìn)一步的提高，使傳感器實(shí)現了微型化、結構一體化、陣列式、數字式，使用方便、操作簡(jiǎn)單，并具有自診斷功能、記憶與信息處理功能、數據存貯功能、多參量測量功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能、邏輯思維以及判斷功能。
智能傳感器大體上可以分三種類(lèi)型：即具有判斷能力的傳感器；具有學(xué)習能力的傳感器；具有創(chuàng )造能力的傳感器。
智能傳感器的結構組成
智能傳感器系統主要由傳感器、微處理器及相關(guān)電路組成，如圖所示。傳感器將被測的物理量、化學(xué)量轉換成相應的電信號，送到信號調制電路中，經(jīng)過(guò)濾波、放大、A/D轉換后送達微處理器。微處理器對接收的信號進(jìn)行計算、存儲、數據分析處理后，一方面通過(guò)反饋回路對傳感器與信號調理電路進(jìn)行調節，以實(shí)現對測量過(guò)程的調節和控制；另一方面將處理的結果傳送到輸出接口，經(jīng)接口電路處理后按輸出格式、界面定制輸出數字化的測量結果。微處理器是智能傳感器的核心，由于微處理器充分發(fā)揮各種軟件的功能，使傳感器智能化，大大提高了傳感器的性能。
智能傳感器的特點(diǎn)
精度高
智能傳感器可通過(guò)自動(dòng)校零去除零點(diǎn)，與標準參考基準實(shí)時(shí)對比自動(dòng)進(jìn)行整體系統標定、非線(xiàn)性等系統誤差的校正，實(shí)時(shí)采集大量數據進(jìn)行分析處理，消除偶然誤差影響，保證智能傳感器的高精度。
高可靠性與高穩定性
智能傳感器能自動(dòng)補償因工作條件與環(huán)境參數發(fā)生變化而引起的系統特性的漂移，如環(huán)境溫度、系統供電電壓波動(dòng)而產(chǎn)生的零點(diǎn)和靈敏度的漂移;在被測參數變化后能自動(dòng)變換量程，實(shí)時(shí)進(jìn)行系統自我檢驗、分析、判斷所采集數據的合理性，并自動(dòng)進(jìn)行異常情況的應急處理。
高信噪比與高分辨力
由于智能傳感器具有數據存儲、記憶與信息處理功能，通過(guò)數字濾波等相關(guān)分析處理，可去除輸入數據中的噪聲，自動(dòng)提取有用數據;通過(guò)數據融合、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，可消除多參數狀態(tài)下交叉靈敏度的影響。
強自適應性
智能傳感器具有判斷、分析與處理功能，它能根據系統工作情況決策各部分的供電情況、與高/上位計算機的數據傳輸速率，使系統工作在最優(yōu)低功耗狀態(tài)并優(yōu)化傳輸效率。
較高的性能價(jià)格比
智能傳感器具有的高性能，不是像傳統傳感器技術(shù)那樣通過(guò)追求傳感器本身的完善、對傳感器的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行精心設計與調試、進(jìn)行手工藝品式的精雕細琢來(lái)獲得的，而是通過(guò)與微處理器/微計算機相結合，采用廉價(jià)的集成電路工藝和芯片以及強大的軟件來(lái)實(shí)現的，所以具有較高的性能價(jià)格比。
智能傳感器的主要功能
智能傳感器的功能是通過(guò)模擬人的感官和大腦的協(xié)調動(dòng)作，結合長(cháng)期以來(lái)測試技術(shù)的研究和實(shí)際經(jīng)驗而提出來(lái)的。是一個(gè)相對獨立的智能單元，它的出現對原來(lái)硬件性能的苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助來(lái)使傳感器的性能大幅度提高。
智能傳感器通?？梢詫?shí)現以下功能：
1、復合敏感功能
我們觀(guān)察周?chē)淖匀滑F象，常見(jiàn)的信號有聲、光、電、熱、力和化學(xué)等。敏感元件測量一般通過(guò)兩種方式：直接和間接的測量。而智能傳感器具有復合功能，能夠同時(shí)測量多種物理量和化學(xué)量，給出能夠較全面反映物質(zhì)運動(dòng)規律的信息。如美國加利弗尼亞大學(xué)研制的復合液體傳感器，可同時(shí)測量介質(zhì)的溫度、流速、壓力和密度。美國EG&GIC Sensors公司研制的復合力學(xué)傳感器，可同時(shí)測量物體某一點(diǎn)的三維振動(dòng)加速度、速度、位移等。
2、自適應功能
智能傳感器可在條件變化的情況下,在一定范圍內使自己的特性自動(dòng)適應這種變化。通過(guò)采用自適應技術(shù),由于它能補償老化部件引起的參數漂移,所以自適應技術(shù)可延長(cháng)器件或裝置的壽命。同時(shí)也擴大其工作領(lǐng)域,因為它能自動(dòng)適應不同的環(huán)境條件。自適應技術(shù)提高了傳感器的重復性和準確度。因為其校正和補償數值已不再是一個(gè)平均值,而是測量點(diǎn)的真實(shí)修正值。
3、自檢、自校、自診斷功能
普通傳感器需要定期檢驗和標定，以保證它在正常使用時(shí)足夠的準確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現場(chǎng)拆卸送到實(shí)驗室或檢驗部門(mén)進(jìn)行,對于在線(xiàn)測量傳感器出現異常則不能及時(shí)診斷。采用智能傳感器時(shí)，情況則大有改觀(guān)。首先是，自診斷功能在電源接通時(shí)進(jìn)行自檢，診斷測試以確定組件有無(wú)故障。其次，根據使用時(shí)間可以在線(xiàn)進(jìn)行校正，微處理器利用存在E2PROM內的計量特性數據進(jìn)行對比校對。
4、信息存儲功能
信息往往是成功的關(guān)鍵.智能傳感器可以存儲大量的信息，用戶(hù)可隨時(shí)查詢(xún)。這些信息可包括裝置的歷史信息。例如，傳感器已工作多少小時(shí)，更換多少次電源等等。也包括傳感器的全部數據和圖表，還包括組態(tài)選擇說(shuō)明等。此外還包括串行數、生產(chǎn)日期、目錄表和最終出廠(chǎng)測試結果等。內容可以無(wú)限，只受智能傳感器本身存儲容量的限制。智能傳感器除了增加過(guò)程數據處理、自診斷、組態(tài)和信息存儲四個(gè)方面的功能外，還提供了數字通訊能力和自適應能力。
5、數據處理功能
過(guò)程數據處理是一項非常重要的任務(wù)，智能傳感器本身提供了該功能。智能傳感器不但能放大信號，而且能使信號數字化，再用軟件實(shí)現信號調節。通常，基本的傳感器不能給出線(xiàn)性信號，而過(guò)程控制卻把線(xiàn)性度作為重要的追求目標。智能傳感器通過(guò)查表方式可使非線(xiàn)性信號線(xiàn)性化。當然對每個(gè)傳感器要單獨編制這種數據表。智能傳感器過(guò)程數據處理的另一個(gè)例子是通過(guò)數字濾波器對數字信號濾波，從而可減少噪聲或其它相關(guān)效應的干擾。而且用軟件研制復雜的濾波器要比用分立電子電路容易得多。環(huán)境因素補償也是數據處理的一項重要任務(wù)。微控制器能幫助提高信號檢測的精確度。例如，通過(guò)測量基本檢測元件的溫度可獲得正確的溫度補償系數，從而可實(shí)現對信號的溫度補償。用軟件也能實(shí)現非線(xiàn)性補償和其它更復雜的補償。這是因為查詢(xún)表幾乎能產(chǎn)生任意形狀的曲線(xiàn)。有時(shí)必須測量和處理幾個(gè)不同的物理量，這樣將給出各自的數據。智能傳感器的徽控制器使用戶(hù)很容易實(shí)現多個(gè)信號的加、減、乘、除運算。在過(guò)程數據處理方面，智能傳感器可以大顯身手。
此外，它把這些操作從中心控制室下放到接近信號產(chǎn)生點(diǎn)也是大有好處的。其一是因為把附加信號發(fā)送到控制室花費很大，而用智能傳感器就省去了附加傳感器和引線(xiàn)的成本。其二是由于附加信息是在信息的應用點(diǎn)檢測到的，這樣就大大降低了長(cháng)距離傳輸引入的負效應(如噪聲、電位差等)，從而使信號更準確。其三是可以簡(jiǎn)化主控制器中的軟件，提高控制環(huán)的速度。
6、組態(tài)功能
智能傳感器的另一個(gè)主要特性是組態(tài)功能。信號應該放大多少倍?溫度傳感器是以攝氏度還是華氏度輸出溫度?對于智能傳感器用戶(hù)可隨意選擇需要的組態(tài)。例如，檢測范圍，可編程通/斷延時(shí)，選組計數器，常開(kāi)/常閉，8/12位分辨率選擇等。這只不過(guò)是當今智能傳感器無(wú)數組態(tài)中的幾種。靈活的組態(tài)功能大大減少了用戶(hù)需要研制和更換必備的不同傳感器類(lèi)型和數目。利用智能傳感器的組態(tài)功能可使同一類(lèi)型的傳感器工作在最佳狀態(tài)，并且能在不同場(chǎng)合從事不同的工作。
7、數字通訊功能
如上所述，由于智能傳感器能產(chǎn)生大量信息和數據，所以用普通傳感器的單一連線(xiàn)無(wú)法對裝置的數據提供必要的輸入輸出。但也不能對應每個(gè)信息各用一根引線(xiàn).因為這樣會(huì )使系統非常龐雜。因此它需要一種靈活的串行通訊系統。在過(guò)程工業(yè)中，通?？吹降氖屈c(diǎn)與點(diǎn)串接以及串聯(lián)網(wǎng)絡(luò ).如今的大趨勢是朝串聯(lián)網(wǎng)絡(luò )方向發(fā)展。因為智能傳感器本身帶有微控制器，所以它自屬于數字式的，因此自然能配置與外部連接的數字串行通訊。因為串行網(wǎng)絡(luò )抗環(huán)境影響(如電磁干擾)的能力比普通模擬信號強得多。把串行通訊配接到裝置上，可以有效地管理信息的傳輸，使數據只在需要時(shí)才輸出。
智能傳感器的實(shí)現途徑
目前，智能傳感器的實(shí)現是沿著(zhù)傳感器技術(shù)發(fā)展的三條途徑進(jìn)行：a、利用計算機合成，即智能合成；b、利用特殊功能材料，即智能材料；c、利用功能化幾何結構，即智能結構。智能合成表現為傳感器裝置與微處理器的結合，這是目前的主要途徑。
按傳感器與計算機的合成方式，目前的傳感技術(shù)沿用以下三種具體方式實(shí)現智能傳感器。
1、非集成化的模塊方式
非集成化智能傳感器是將傳統的基本傳感器、信號調理電路、帶數字總線(xiàn)接口的微處理器組合為一個(gè)整體而構成的智能傳感器系統。這種非集成化智能傳感器是在現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統發(fā)展形勢的推動(dòng)下迅速發(fā)展起來(lái)的。自動(dòng)化儀表生產(chǎn)廠(chǎng)家原有的一套生產(chǎn)工藝設備基本不變，附加一塊帶數字總線(xiàn)接口的微處理器插板組裝而成，并配備能進(jìn)行通信、控制、自校正、自補償、自診斷等智能化軟件，從而實(shí)現智能傳感器功能。這是一種最經(jīng)濟、最快速建立智能傳感器的途徑。
2、集成化實(shí)現
這種智能傳感器系統是采用微機械加工技術(shù)和大規模集成電路工藝技術(shù)，利用硅作為基本材料來(lái)制作敏感元件、信號調理電路以及微處理器單元，并把它們集成在一塊芯片上構成的。集成化實(shí)現使智能傳感器達到了微型化、結構一體化，從而提高了精度和穩定性。敏感元件構成陣列后，配合相應圖像處理軟件，可以實(shí)現圖形成像且構成多維圖像傳感器，這時(shí)的智能傳感器就達到了它的最高級形式。
3、混合實(shí)現
要在一塊芯片上實(shí)現智能傳感器系統存在著(zhù)許多棘手的難題。根據需要與可能，可將系統各個(gè)集成化環(huán)節(如敏感單元、信號調理電路、微處理器單元、數字總線(xiàn)接口)以不同的組合方式集成在兩塊或三塊芯片上，并裝在一個(gè)外殼里。
智能傳感器技術(shù)發(fā)展及趨勢
發(fā)展趨勢
1、向高精度發(fā)展
隨著(zhù)自動(dòng)化生產(chǎn)程度的提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應速度快、互換性好的新型傳感器以確保生產(chǎn)自動(dòng)化的可靠性。
2、向高可靠性、寬溫度范圍發(fā)展
傳感器的可靠性直接影響到電子設備的抗干擾等性能，研制高可靠性、寬溫度范圍的傳感器將是永久性的方向。發(fā)展新興材料(如陶瓷)傳感器將很有前途。
3、向微型化發(fā)展
各種控制儀器設備的功能越來(lái)越強，要求各個(gè)部件體積越小越好，因而傳感器本身體積也是越小越好，這就要求發(fā)展新的材料及加工技術(shù)，目前利用硅材料制作的傳感器體積已經(jīng)很小。如傳統的加速度傳感器是由重力塊和彈簧等制成的，體積較大、穩定性差、壽命也短，而利用激光等各種微細加工技術(shù)制成的硅加速度傳感器體積非常小、互換性可靠性都較好。
4、向微功耗及無(wú)源化發(fā)展
傳感器一般都是非電量向電量的轉化，工作時(shí)離不開(kāi)電源，在野外現場(chǎng)或遠離電網(wǎng)的地方，往往是用電池供電或用太陽(yáng)能等供電，開(kāi)發(fā)微功耗的傳感器及無(wú)源傳感器是必然的發(fā)展方向，這樣既可以節省能源又可以提高系統壽命。目前，低功耗損的芯片發(fā)展很快，如T12702運算放大器，靜態(tài)功耗只有1.5 A，而工作電壓只需2~ 5V.
5、向智能化數字化發(fā)展
隨著(zhù)現代化的發(fā)展，傳感器的功能已突破傳統的功能，其輸出不再是單一的模擬信號(如0~ 10mV)，而是經(jīng)過(guò)微電腦處理好后的數字信號，有的甚至帶有控制功能，這就是所說(shuō)的數字傳感器。
6、向網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展
網(wǎng)絡(luò )化是傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向，網(wǎng)絡(luò )的作用和優(yōu)勢正逐步顯現出來(lái)。網(wǎng)絡(luò )傳感器必將促進(jìn)電子科技的發(fā)展。
發(fā)展重點(diǎn)
1、應用機器智能的故障探測和預報。任何系統在出現錯誤并導致嚴重后果之前，必須對其可能出現的問(wèn)題作出探測或預報。目前非正常狀態(tài)還沒(méi)有準確定義的模型，非正常探測技術(shù)還很欠缺，急需將傳感信息與知識結合起來(lái)以改進(jìn)機器的智能。
2、正常狀態(tài)下能高精度、高敏感性地感知目標的物理參數；而在非常態(tài)和誤動(dòng)作的探測方面卻進(jìn)展甚微。因而對故障的探測和預測具有迫切需求，應大力開(kāi)發(fā)與應用。
3、目前傳感技術(shù)能在單點(diǎn)上準確地傳感物理或化學(xué)量，然而對多維狀態(tài)的傳感卻困難。如環(huán)境測量，其特征參數廣泛分布且具有時(shí)空方面的相關(guān)性，也是迫切需要解決的一類(lèi)難題。因此，要加強多維狀態(tài)傳感的研究與開(kāi)發(fā)。
4、目標成分分析的遠程傳感?；瘜W(xué)成分分析大多在基于樣本物質(zhì)，有時(shí)目標材料的采樣又很困難。如測量同溫層中臭氧含量，遠程傳感不可缺少，光譜測定與雷達或激光探測技術(shù)的結合是一種可能的途徑。沒(méi)有樣本成分的分析很容易受到傳感系統和目標組分之間的各種噪音或介質(zhì)的干擾，而傳感系統的機器智能有望解決該問(wèn)題。
5、用于資源有效循環(huán)的傳感器智能?，F代制造系統已經(jīng)實(shí)現了從原材料到產(chǎn)品的高效的自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程，當產(chǎn)品不再使用或被遺棄時(shí)，循環(huán)過(guò)程既非有效，也非自動(dòng)化。如果再生資源的循環(huán)能夠有效且自動(dòng)地進(jìn)行，可有效地防止環(huán)境的污染和能源緊缺，實(shí)現生命循環(huán)資源的管理。對一個(gè)自動(dòng)化的高效循環(huán)過(guò)程，利用機器智能去分辨目標成分或某些確定的組分，是智能傳感系統一個(gè)非常重要的任務(wù)。
研究熱點(diǎn)
1、物理轉換機理的研究
數字化輸出是智能傳感器的典型特征之一，它不僅僅是模擬-數字轉換實(shí)現簡(jiǎn)單的數字化，而是從機理上實(shí)現數字化輸出。其中，諧振式傳感器具有直接數字輸出、高穩定性、高重復性、抗干擾能力強，分辨力和測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。傳統寫(xiě)真式傳感器的頻率信號檢測需要較復雜的設計，這限制了其的廣泛應用和在工業(yè)領(lǐng)域內的發(fā)展。而現在只需在同一硅片上集成智能檢測電路，就可以迅速提取頻率信號從而使諧振式微機械傳感器成為國際上傳感器的研究熱點(diǎn)。
2、多數據融合的研究
數據融合是一種數據綜合和處理技術(shù)，是許多傳統學(xué)科和新技術(shù)的集成和應用，如通信、模式識別、決策論、不確定性理論、信號處理、估計理論、最優(yōu)化處理、計算機科學(xué)、人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等。目前，數據融合已成為集成智能傳感器理論的重要領(lǐng)域和研究熱點(diǎn)。即，對多個(gè)傳感器或多源信息進(jìn)行綜合處理、評估，從而得到更為準確、可靠的結論。因此，對于多個(gè)傳感器組成的陣列，數據融合技術(shù)能夠充分發(fā)揮各個(gè)傳感器的特點(diǎn)，利用其互補性、冗余性，提高測量信息的精度和可靠性，延長(cháng)系統的使用壽命。近年來(lái)，數據融合又引入了遺傳算法、小波分析技術(shù)和虛擬技術(shù)。
智能傳感器代表著(zhù)傳感器發(fā)展總趨勢,它已經(jīng)受到了全世界范圍的矚目和公認,因此,可以說(shuō)智能傳感器是一種發(fā)展前景十分看好的新傳感器。今后,隨著(zhù)硅微細加工技術(shù)的發(fā)展,新一代的智能傳感器的功能將會(huì )更加增多。它將利用人工神經(jīng)網(wǎng)、人工智能、信息處理技術(shù)等,使傳感器具有更高級的智能功能,同時(shí),它還將朝著(zhù)微傳感器、微執行器和微處理器三位一體構成一個(gè)微系統的方向發(fā)展。
列舉智能傳感器應用領(lǐng)域的黑科技
分子傳感器
過(guò)去雖然已經(jīng)有把化學(xué)物質(zhì)用在需要加密的隱形墨水中的技術(shù)，但不斷改進(jìn)的檢測方法已經(jīng)難以保證隱藏信息在未經(jīng)授權的情況下不被讀取。針對這種情況，以色列魏茨曼科學(xué)研究學(xué)院戴維·馬古利斯和他的研究團隊開(kāi)發(fā)了一種熒光分子傳感器，它可以通過(guò)生成特定的熒光發(fā)射光譜分辨不同的化學(xué)物質(zhì)?？紤]到最近人們對全球電子監視的擔憂(yōu)，這個(gè)傳感器提供了一種繞過(guò)電子通信系統的安全手段。
無(wú)線(xiàn)傳感器
近年來(lái)，健身追蹤器已變成了一種更加流行的可穿戴科技產(chǎn)品。不過(guò)，加州大學(xué)伯克利分校的工程師們將這個(gè)概念更推進(jìn)了一步，開(kāi)發(fā)出了極小的無(wú)線(xiàn)傳感器用以檢測人體內的健康狀況。據悉，這些設備已被縮小至一立方毫米大約只有一?；覊m大小，被稱(chēng)作神經(jīng)灰塵。這些傳感器可被植入人的體內，它們將在那里對組織、肌肉及神經(jīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。
無(wú)線(xiàn)傳感器在工業(yè)、農業(yè)、軍事、航空、建筑、醫療、環(huán)保等領(lǐng)域應用越來(lái)越廣泛。深圳信立科技長(cháng)期致力于各種類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)傳感器設計研發(fā)及提供基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)數據采集傳輸監測系統解決方案。比如，無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器，無(wú)線(xiàn)壓力傳感器，無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，無(wú)線(xiàn)氣體傳感器，無(wú)線(xiàn)液位傳感器等。實(shí)際應用在智慧農業(yè)智能大棚環(huán)境監控系統、智慧養殖環(huán)境監控系統、倉儲館藏環(huán)境監控系統、智慧管網(wǎng)監控系統，重大危險源環(huán)境監測系統，能源管理系統、大氣環(huán)境質(zhì)量監控系統及生產(chǎn)制造智能監控系統等。
生物發(fā)光傳感器
生物發(fā)光傳感器其實(shí)是一種新型的研究手段，由美國范德堡大學(xué)的一組科學(xué)家通過(guò)對熒光素酶這種生物酶進(jìn)行基因改造而發(fā)明出來(lái)。據研究人員介紹，這一新型傳感器可用來(lái)追蹤大腦中大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的內部互動(dòng)情況。
人造毛發(fā)傳感器
對于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，皮膚不僅是保護我們免受微塵和細菌侵襲的屏障，也是我們感受外界環(huán)境變化的介質(zhì)。隨著(zhù)研究人員研發(fā)機器人技術(shù)的進(jìn)一步深入，其也正在努力尋求為機器人打造像真實(shí)皮膚一樣的功能。中國哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)教授何曉東以及其同事在這方面進(jìn)行了創(chuàng )新，他們研發(fā)的新技術(shù)能夠模仿人體表面的細微毛發(fā)，將感覺(jué)信息傳遞到給機器人。研究人員采用30微米的細線(xiàn)代替毛發(fā)，并在硅脂橡膠中嵌入一排細微電線(xiàn)，而這排電線(xiàn)的作用就是給人造皮膚帶來(lái)外界信息。該研究成果能夠用于傳感假肢或是相應的醫療保健設備。
復合觸摸傳感器
目前，大多數機器人的觸摸傳感器只具備測力傳感器，所以它們只能檢測物體的堅硬程度以及質(zhì)地，這使得機器人識別外物的精準度很低。但如果通過(guò)和傳統力量感應器的結合，復合觸摸傳感器可幫助機器人識別物體的組成。正是利用了這樣的原理，美國佐治亞理工學(xué)院的專(zhuān)家們展示了他們?yōu)闄C器人設計的能夠產(chǎn)生熱量的由導電和不導電的織物及熱敏電阻制成皮膚。
空氣傳感器
TZOA公司日前推出了一款新型空氣傳感器。據了解，這是一款可收集空氣質(zhì)量信息的傳感器，所收集的信息包括微粒的種類(lèi)、數量以及當中是否含有有害化學(xué)物質(zhì)。并且該設備還可保護胎兒和兒童免遭影響腦部發(fā)育的污染物的侵害。未來(lái)，該公司計劃在中國和印度出售針對戶(hù)外污染的設備，以及在美國出售針對室內污染的設備。TZOA還在開(kāi)發(fā)有助于判斷氣喘發(fā)作誘發(fā)因素的氣喘設備。
促睡眠Sense傳感器
據報道，英國倫敦的詹姆斯發(fā)明了一款叫做Sense的睡眠傳感器。據了解，Sense傳感器能根據主人的調控，自動(dòng)調節燈光，控制暖氣，甚至還能播放舒緩的音樂(lè )促進(jìn)人類(lèi)睡眠，在睡眠期間也能將環(huán)境調節到最舒適的狀況。還可監測聲音、燈光、溫度、濕度和空氣質(zhì)量，對用戶(hù)每晚的睡眠狀況進(jìn)行評分。
肌電傳感器
傳感器因其處在采集數據的最前哨，在醫療健康領(lǐng)域一直是個(gè)重要角色。上海丞電自主研發(fā)的肌電傳感器是一種電荷傳感器，具有采樣率高，抗干擾能力強，濾波效果好的特點(diǎn)。該傳感器已成功應用在了康復醫療和仿生義肢，未來(lái)更會(huì )拓展到VR/AR，體育健身，人體外骨骼等朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)中。
溫度傳感器
致力于糖尿病患者健康監測的創(chuàng )企SirenCare研發(fā)了一款智能襪子，該襪子通過(guò)溫度傳感器來(lái)檢測患者是否出現炎癥，進(jìn)而實(shí)時(shí)檢測糖尿病患者健康狀況。與之前其它公司開(kāi)發(fā)的靴子、鞋墊相比，Siren的襪子又更接近皮膚。傳感器被編織到襪子中，可以隨時(shí)檢測足部炎癥，而探測出的所有信息都會(huì )上傳到智能手機上的App上，方便患者隨時(shí)了解自身足部情況。
皮膚傳感器
據報道，日本研究人員最新發(fā)明了一種廉價(jià)的像創(chuàng )可貼一般的集成傳感器。這種創(chuàng )可貼集成傳感器是一種可隨意貼在身體上的柔性設備，能監測人體活動(dòng)量、心跳次數以及紫外線(xiàn)強度等，可用于健康管理和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域?？少N式皮膚傳感器以最新開(kāi)發(fā)的印刷技術(shù)印制在薄薄的塑料膜上，與以往半導體傳感器制造技術(shù)相比成本很低，兼顧了使用便利和低成本
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