傳感器與智能傳感器。

十多年前，”傳感器”作為一個(gè)學(xué)術(shù)名詞，并不被中國(guó)大眾所認(rèn)知，所了解。一方面是由于傳感器技術(shù)不集中，學(xué)科非常分散，另一方面離普通老百姓的應(yīng)用較少較遠(yuǎn)。今年，在前所未有的新冠肺炎流行期間，每天的體溫檢測(cè)，使中國(guó)老百姓熟悉了紅外測(cè)溫儀或額溫儀，也就認(rèn)識(shí)了紅外溫度傳感器；在醫(yī)院里，重癥患者使用的呼吸機(jī)，也使人們了解了氣體壓力傳感器。

有專家認(rèn)為，人類歷史上第一個(gè)”傳感器 ”應(yīng)該是中國(guó)漢代張衡發(fā)明的”地動(dòng)儀”。其實(shí)同地動(dòng)儀相近的，還有我們每天使用的馬桶里面的”機(jī)械浮球”以及大多數(shù)人還在使用的水銀溫度計(jì)。他們的共同特點(diǎn)是把自然界的某些參量變化以不同的方式展現(xiàn)給人們（電信號(hào)沒有發(fā)現(xiàn)之前）。這些可以稱為沒有傳感器定義之前的”傳感器”。傳感器的定義隨著各種感知技術(shù)的不斷涌現(xiàn)而改進(jìn)和刷新。什么是傳感器？按照教科書表述 :傳感器是把自然界的非電量變成可利用的電信號(hào)的器件或者裝置。然而隨著時(shí)代的變遷和技術(shù)的進(jìn)步，傳感器的定義也被不斷的更新。逐步人們認(rèn)為，傳感器應(yīng)該是把自然界的物理量，化學(xué)量，生物量變成可利用的信號(hào)的裝置或者器件。因時(shí)而變，各種各樣的傳感器不斷的出現(xiàn)在世人面前。

二十世紀(jì)三十年代出現(xiàn)電阻應(yīng)變片和電阻型溫度傳感器；四十年代出現(xiàn)紅外傳感器；五十年代出現(xiàn)壓阻式壓力傳感器；六十年代出現(xiàn)半導(dǎo)體氣體傳感器；七十年代出現(xiàn)CCD圖像傳感器;八十年代出現(xiàn)MEMS加速度傳感器；九十年代出現(xiàn)基因微矩陣傳感器。進(jìn)入二十一世紀(jì)，由于MEMS傳感器低成本，低功耗，大批量，小尺寸的特點(diǎn)，各種不同的MEMS傳感器相繼而生，世界傳感器技術(shù)進(jìn)入了發(fā)展的快車道。

傳感器到底有多少種類？不同的專家站在不同的角度有不同的分類方法。有按學(xué)科分類，有按被測(cè)量分類，有按輸出信號(hào)費(fèi)分類，有按應(yīng)用角度分類，也有按產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域分類。其實(shí)，另外，傳感器的形狀，尺寸，重量乃至單價(jià)都有天壤之別。有幾毫克重的MEMS壓力傳感器，也有幾十公斤的動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，重量相差近萬倍；. 有0402的SMD封裝的NTC溫度傳感器，也有直徑200毫米的稱重傳感器，面積相差幾千倍；有價(jià)值僅為五角錢的紅外熱釋電傳感器，也有單價(jià)高達(dá)百萬元的三軸激光陀螺傳感器，價(jià)值相差超過百萬倍。所以對(duì)于非傳感器的專業(yè)人士，往往對(duì)傳感器的理解猶如”盲人摸象”。社會(huì)各界人士尤其是政府主管科技經(jīng)濟(jì)發(fā)展的工作人員，了解了傳感器種類及特征，熟悉各種各樣傳感器的功能，才能成為推動(dòng)中國(guó)傳感器事業(yè)發(fā)展的得力推手。

近幾年熱議的的美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，德國(guó)工業(yè)4.0，讓很多專業(yè)人士或行業(yè)人士不但了解了傳感器，也逐步認(rèn)識(shí)了智能傳感器。

智能傳感器和傳感器相比，最大的特點(diǎn)是在傳感器內(nèi)部增加了MCU，同時(shí)嵌入了很多軟件算法。智能傳感器輸出的不再是簡(jiǎn)單傳感信號(hào)，而是為了完成一定的確定功能而通過很多科學(xué)算法取得的直接結(jié)果。例如，圖像傳感器僅僅輸出連續(xù)不斷的圖像信號(hào)，而智能圖像傳感器，在安防方面的應(yīng)用就成為人臉識(shí)別系統(tǒng)，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用就變?yōu)闄C(jī)器視覺系統(tǒng)；聲音傳感器或者叫麥克風(fēng)僅僅輸出連續(xù)不斷的波形信號(hào)，而智能聲音傳感器，在工業(yè)領(lǐng)域可以判斷機(jī)器是否有異常智能噪聲診斷系統(tǒng)，在民生領(lǐng)域可以辨別聲音的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。

智能傳感器和其它專業(yè)或者學(xué)科往往會(huì)交叉在一起，因而表現(xiàn)的物理形態(tài)也各不相同。可以歸屬于集成電路行業(yè)，也可歸屬儀器儀表行業(yè)。和無線通信相連，可以成為各種邊緣計(jì)算的智能硬件，和人工智能相連，可以成為各種智能系統(tǒng)。

智能傳感器在智能制造方面的應(yīng)用

制造業(yè)發(fā)展的方向是智能化，網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化，而這些都離不開其最根本的基礎(chǔ)_智能傳感器。在機(jī)械制造行業(yè)，智能加速度傳感器和智能壓力傳感器安裝在挖掘機(jī)，可以隨時(shí)了解挖掘機(jī)現(xiàn)場(chǎng)工作實(shí)際狀況或運(yùn)行情況，進(jìn)而計(jì)算反映基礎(chǔ)建設(shè)實(shí)際情況的“挖掘機(jī)參數(shù)”；智能三軸振動(dòng)傳感器，智能微位移傳感器，智能電量傳感器安裝在各類機(jī)床上可以有效的監(jiān)測(cè)機(jī)床的工作狀況并通過數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)測(cè)故障情況；智能張力傳感器，智能速度傳感器安裝在紡織機(jī)械上，可以有效的提高紡織品的品質(zhì)和效率；在大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上，使用智能慣性傳感器，加上北斗定位可以適應(yīng)不同地段的環(huán)境，進(jìn)行有效的生產(chǎn)；在鋼鐵行業(yè)，軋鋼機(jī)組上安裝智能張力傳感器，智能光電糾偏傳感器，智能激光測(cè)速傳感器，智能軋制力傳感器，智能位移傳感器，智能測(cè)厚傳感器等幾十種傳感器可以有效的保障機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在高速列車上安裝在軸承上的智能溫度傳感器，可以預(yù)警軸承的溫度，保證列車安全行駛；在石油化工生產(chǎn)領(lǐng)域，智能壓力傳感器，智能溫度傳感器，智能流量傳感器，智能物料傳感器實(shí)時(shí)地準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)，進(jìn)而智能地控制產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量；在新能源領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電機(jī)上，安裝智能應(yīng)力傳感器，智能傾斜傳感器，智能聲學(xué)傳感器，振動(dòng)傳感器，溫度傳感器，可以遠(yuǎn)程有效的監(jiān)測(cè)風(fēng)力發(fā)電的整個(gè)工作狀況；. 在汽車制造流水線上各種智能光電傳感器，超聲波傳感器，電感傳感器，光纖傳感器等智能感知設(shè)備的大量使用，可以大大提高生產(chǎn)效率，隨著5G技術(shù)的發(fā)展，高效，智能，定制化的產(chǎn)品將會(huì)快速發(fā)展；. 在紡織服裝行業(yè)，智能視覺傳感器，智能RFID的廣泛使用，大大提高了生產(chǎn)效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度； 在生物醫(yī)藥行業(yè)，智能溫度濕度傳感器，Ph值傳感器，水溶氧傳感器及多種離子傳感器已得到廣泛使用； 在半導(dǎo)體行業(yè)，除了機(jī)器本身使用的各種智能激光，光纖，微光，紅外，圖像傳感器外。工廠車間也離不開智能溫度，濕度，壓力，差壓，空氣質(zhì)量傳感器，以保證車間環(huán)境達(dá)到生產(chǎn)的要求。

總之，在智能制造方面，要讓機(jī)器設(shè)備自動(dòng)輸出信號(hào)，離不開根據(jù)任務(wù)要求設(shè)置的各種各樣的智傳感器，這些智能傳感器有的僅僅執(zhí)行監(jiān)測(cè)工作，有的通過閉環(huán)系統(tǒng)直接參與流程控制。

智能傳感器組成智慧城市的方方面面

現(xiàn)代化的城市主要由人和物組成，而物大部分是為人服務(wù)的。由無線城市到數(shù)字城市，繼而發(fā)展成智慧城市，最主要的特征是物的智慧化，而物的智慧化顯著變化就是物體要增加各種各樣的智能傳感器。然后物物相連，人物相連，萬物互聯(lián)，并智慧化的處理。

家庭是城市的重要組成部分之一，智能家居需要多種不同的智能傳感器，可燃?xì)怏w傳感器，水浸傳感器，玻璃破碎傳感器，門窗開啟傳感器，保險(xiǎn)柜振動(dòng)傳感器是家庭財(cái)產(chǎn)安全必須的智能硬件；家庭空氣質(zhì)量傳感器，負(fù)氧離子傳感器，水質(zhì)ph傳感器極大的提升了提高家庭生活質(zhì)量；人體血壓傳感器，脈搏傳感器，血糖傳感器，膚電傳感器，老人跌倒傳感器也逐步走進(jìn)了家庭。

社區(qū)，街區(qū)，園區(qū)占據(jù)了城市大量面積，是城市最重要的組成部分，其智慧化必然依賴于更多的智能傳感器。電梯裝備稱重傳感器，光電位移傳感器，傾斜傳感器可以保證電梯安全運(yùn)行；在疫情期間出現(xiàn)的非接觸電梯按鈕是光學(xué)傳感器，可以防止交叉感染；社區(qū)管道煤氣泄漏，自來水交換站水質(zhì)變壞，電線漏電分別需要可燃?xì)怏w傳感器，濁度傳感器和電流電功率傳感器；人員進(jìn)入園區(qū)社區(qū)，入口有圖像傳感器的演變?nèi)四樧R(shí)別系統(tǒng)；大樓有智能壓力傳感器和液位傳感器來監(jiān)測(cè)消防栓的水壓水流，確保滅火時(shí)水壓正常；在街道上我們可以看到馬路邊的智能車位傳感器，來監(jiān)測(cè)車位上有沒有停車，并通過車位誘導(dǎo)系統(tǒng)以便司機(jī)快速尋找車位，提高了停車效率，同時(shí)減少了尾氣排放；古樹智能傾斜傳感器保護(hù)名貴古樹；各種各樣的井蓋下面有井蓋異動(dòng)傳感器能及時(shí)發(fā)現(xiàn)井蓋傾斜，被盜或破碎，保證行車及行人安全；垃圾桶滿溢傳感器及時(shí)通知環(huán)衛(wèi)工人，即刻處理保障街道清潔；路邊的消防栓有消防栓壓力監(jiān)測(cè)傳感器，確保發(fā)生水災(zāi)時(shí)消防車取水安全。消防栓防盜水傳感器及時(shí)發(fā)現(xiàn)盜水洗車澆花現(xiàn)象；公共廁所有廁位占用傳感器和室內(nèi)異味傳感器，通過應(yīng)用程序，人們很容易找到并了解車廁位占用情況及室內(nèi)環(huán)境狀況；下雨了，立交橋下的水位監(jiān)測(cè)有水位傳感器，超出警戒水位會(huì)立刻通過屏幕發(fā)出報(bào)警信號(hào)，保障人民生命安全；天晴了，智能微氣象環(huán)境復(fù)合傳感器具有監(jiān)測(cè)風(fēng)力，風(fēng)向，溫度濕度，大氣壓力，空氣質(zhì)量，PM2.5，PM10，噪聲，雨量等參數(shù)，同樣通過屏幕展示給市民，了解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境狀況；遍布城市的攝像頭也將逐步智能化改造，分別具有穿霧能力，夜視能力和精準(zhǔn)診斷能力。

 預(yù)防地震，我們布局大量的震動(dòng)傳感器和其他與地震預(yù)警有關(guān)的傳感器。山體滑坡，我們可以布局很多的位移傳感器，水位傳感器，雨量傳感器進(jìn)行預(yù)警。洪水來襲，我們可以布局布局在沿線的水位傳感器，流速，流量傳感器來進(jìn)行提前預(yù)判。