傳感器技術(shù)的革新和進步，勢必會為機器人和其它自動化行業(yè)帶來革新和進步。
傳感器是自動化設(shè)備的重要部件
智能傳感器是自動化設(shè)備的重要部件，智能傳感器可應(yīng)用于SmartCar、智能機器人等，可將其感應(yīng)到的狀況，利用人工智能辨識，透過驅(qū)動裝置回饋反應(yīng)的系統(tǒng)。制造業(yè)自動化第一品牌廣東拓斯達科技自進入自動化領(lǐng)域以來，在工業(yè)機器人和機械手中就大量應(yīng)用到智能傳感器，并以先進的技術(shù)實力占領(lǐng)市場，據(jù)悉隨著機器人的需求產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，傳感器在機器人上的應(yīng)用將越來越廣市場空間也將越來越大，反過來傳感器的技術(shù)進步也將推動自動化向更智能方向發(fā)展。
近年來傳感器技術(shù)得到迅猛發(fā)展，同時技術(shù)也更為成熟完善，這在一定程度上推動著機器人技術(shù)的發(fā)展。傳感器技術(shù)的革新和進步，勢必會為機器人和其它自動化行業(yè)帶來革新和進步。因為機器人很多功能都是依靠傳感器來實現(xiàn)的，這將促進自動化更加智能化。
新一代高級智能傳感器將成為工業(yè)智能化的心臟。“智能工廠”是指在數(shù)字化工廠的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和設(shè)備監(jiān)控技術(shù)加強信息管理和服務(wù)，清楚掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)過程的可控性、減少生產(chǎn)線上人工的干預(yù)、即時正確地采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，以及合理的生產(chǎn)計畫編排與生產(chǎn)進度。智能工廠可實現(xiàn)的技術(shù)包括無線感測、控制系統(tǒng)網(wǎng)路化和工業(yè)通信無線化等稱重傳感器。對某些產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進行快速直接測量并在線控制。而融合智能技術(shù)的傳感器將可以很好的解決上述問題。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的八大應(yīng)用
傳感器應(yīng)用非常廣泛，工業(yè)生產(chǎn)各個組成環(huán)節(jié)都需要傳感器進行監(jiān)控，并把數(shù)據(jù)反饋給控制中心，以便對出現(xiàn)異常節(jié)點進行及時干預(yù)，保證工業(yè)生產(chǎn)正常進行。
(1)軍事領(lǐng)域的應(yīng)用在軍事領(lǐng)域，由于WSN(無線傳感器網(wǎng)絡(luò))具有密集型、隨機分布的特點，使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境。利用WSN能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測敵軍區(qū)域內(nèi)的兵力和裝備、實時監(jiān)視戰(zhàn)場狀況、定位目標(biāo)、監(jiān)測核攻擊或者生物化學(xué)攻擊等。
(2)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)WSN特別適用于以下方面的生產(chǎn)和科學(xué)研究。例如，大棚種植室內(nèi)及土壤的溫度、濕度、光照監(jiān)測、珍貴經(jīng)濟作物生長規(guī)律分析與測量、葡萄優(yōu)質(zhì)育種和生產(chǎn)等，可為農(nóng)村發(fā)展與農(nóng)民增收帶來極大的幫助。采用WSN 建設(shè)農(nóng)業(yè)環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)，用一套網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成風(fēng)、光、水、電、熱和農(nóng)藥等的數(shù)據(jù)采集和環(huán)境控制，可有效提高農(nóng)業(yè)集約化生產(chǎn)程度，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的科學(xué)性。
(3)生態(tài)監(jiān)測與災(zāi)害預(yù)警WSN可以廣泛地應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、生物種群研究、氣象和地理研究、洪水、火災(zāi)監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測為環(huán)境保護提供科學(xué)的決策依據(jù)，是生態(tài)保護的基礎(chǔ)。在野外地區(qū)或者不宜人工監(jiān)測的區(qū)域布置WSN可以進行長期無人值守的不間斷監(jiān)測，為生態(tài)環(huán)境的保護和研究提供實時的數(shù)據(jù)資料。具體的應(yīng)用包括：通過跟蹤珍稀鳥類等動物的棲息、覓食習(xí)慣進行瀕危種群的研究;在河流沿線區(qū)域布置傳感器節(jié)點，隨時監(jiān)測水位及水資源被污染的情況;在泥石流、滑坡等自然災(zāi)害容易發(fā)生的地區(qū)布置節(jié)點，可提前發(fā)出災(zāi)害預(yù)警，及時采取相應(yīng)抗災(zāi)措施;可在重點保護林區(qū)布置大量節(jié)點隨時監(jiān)控內(nèi)部火險情況，一旦發(fā)現(xiàn)火情，可立刻發(fā)出警報，并給出具體位置及當(dāng)前火勢的大小;可將節(jié)點布置在發(fā)生地震、水災(zāi)等災(zāi)害的地區(qū)、邊遠(yuǎn)山區(qū)或偏僻野外地區(qū)，用于臨時應(yīng)急通信。
(4)基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)WSN技術(shù)對于大型工程的安全施工以及建筑物安全狀況的監(jiān)測有積極的幫助作用。通過布置傳感器節(jié)點，可以及時準(zhǔn)確地觀察大樓、橋梁和其他建筑物的狀況，及時發(fā)現(xiàn)險情，及時進行維修，避免造成嚴(yán)重后果。
(5)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在工業(yè)安全方面，傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可用于危險的工作環(huán)境，例如在煤礦、石油鉆井、核電廠和組裝線布置傳感器節(jié)點，可以隨時監(jiān)測工作環(huán)境的安全狀況，為工作人員的安全提供保證。另外，傳感器節(jié)點還可以代替部分工作人員到危險的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)，不僅降低了危險程度，還提高了對險情的反應(yīng)精度和速度。
由于WSN部署方便、組網(wǎng)靈活，其在倉儲物流管理和智能家居方面也逐漸發(fā)揮作用。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)使傳感器形成局部物聯(lián)網(wǎng)，實時地交換和獲得信息，并最終匯聚到物聯(lián)網(wǎng)，形成物聯(lián)網(wǎng)重要的信息來源和基礎(chǔ)應(yīng)用。
(6)在智能交通中保障安全暢通智能交通系統(tǒng)(ITS)是在傳統(tǒng)交通體系的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型交通系統(tǒng)，它將信息、通信、控制和計算機技術(shù)以及其他現(xiàn)代通信技術(shù)綜合應(yīng)用于交通領(lǐng)域，并將“人—車—路—環(huán)境”有機地結(jié)合在一起。在現(xiàn)有的交通設(shè)施中增加一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將能夠從根本上緩解困擾現(xiàn)代交通的安全、通暢、節(jié)能和環(huán)保等問題，同時還可以提高交通工作效率。因此，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)已經(jīng)成為近幾年的研究熱點。智能交通系統(tǒng)主要包括交通信息的采集、交通信息的傳輸、交通控制和誘導(dǎo)等幾個方面。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以為智能交通系統(tǒng)的信息采集和傳輸提供一種有效手段，用來監(jiān)測路面與路口各個方向的車流量、車速等信息。它主要由信息采集輸入、策略控制、輸出執(zhí)行、各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸與通信等子系統(tǒng)組成。信息采集子系統(tǒng)主要通過傳感器采集車輛和路面信息，然后由策略控制子系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)，并運用計算方法計算出最佳方案，同時輸出控制信號給執(zhí)行子系統(tǒng)，以引導(dǎo)和控制車輛的通行，從而達到預(yù)設(shè)的目標(biāo)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能交通中還可以用于交通信息發(fā)布、電子收費、車速測定、停車管理、綜合信息服務(wù)平臺、智能公交與軌道交通、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)和綜合信息平臺等技術(shù)領(lǐng)域。
(7)近年來在醫(yī)療系統(tǒng)大有作為，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療系統(tǒng)和健康護理方面已有很多應(yīng)用，例如，監(jiān)測人體的各種生理數(shù)據(jù)，跟蹤和監(jiān)控醫(yī)院中醫(yī)生和患者的行動，以及醫(yī)院的藥物管理等。如果在住院病人身上安裝特殊用途的傳感器節(jié)點，例如心率和血壓監(jiān)測設(shè)備，醫(yī)生就可以隨時了解被監(jiān)護病人的病情，在發(fā)現(xiàn)異常情況時能夠迅速搶救。羅切斯特大學(xué)的一項研究表明，這些計算機甚至可以用于醫(yī)療研究?？茖W(xué)家使用無線傳感器創(chuàng)建了一個“智能醫(yī)療之家”，即一個5間房的公寓住宅，在這里利用人類研究項目來測試概念和原型產(chǎn)品。“智能醫(yī)療之家”使用微塵來測量居住者的重要特征(血壓、脈搏和呼吸)、睡覺姿勢以及每天24小時的活動狀況。所搜集的數(shù)據(jù)將被用于開展以后的醫(yī)療研究。通過在鞋、家具和家用電器等設(shè)備中嵌入網(wǎng)絡(luò)傳感器，可以幫助老年人、重病患者以及殘疾人的家庭生活。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)可高效傳遞必要的信息從而方便接受護理，而且可以減輕護理人員的負(fù)擔(dān)，提高護理質(zhì)量。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)長時間收集人的生理數(shù)據(jù)，可以加快研制新藥品的過程，而安裝在被監(jiān)測對象身上的微型傳感器也不會給人的正常生活帶來太多的不便。此外，在藥物管理等諸多方面，它也有新穎而獨特的應(yīng)用。
(8)促進信息家電設(shè)備更加智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的逐漸普及，促進了信息家電、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備已由單一機向多種家電設(shè)備擴展，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點為家庭內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)的連接及內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間信息家電和設(shè)備的連接提供了一個基礎(chǔ)平臺。
在家電中嵌入傳感器節(jié)點，通過無線網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，將為人們提供更加舒適、方便和更人性化的智能家居環(huán)境。利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對家電的遠(yuǎn)程遙控，也可以通過圖像傳感設(shè)備隨時監(jiān)控家庭安全情況。利用傳感器網(wǎng)絡(luò)可以建立智能幼兒園，監(jiān)測兒童的早期教育環(huán)境，以及跟蹤兒童的活動軌跡。
傳感器的發(fā)展趨勢
業(yè)界普遍認(rèn)為，工業(yè)自動化的心臟是新一代高級智能傳感器，它讓產(chǎn)品生產(chǎn)線持續(xù)運行，通過低延遲和實時網(wǎng)絡(luò)，連接至高性能可編程邏輯控制器以及人機界面系統(tǒng)。當(dāng)然，對制造廠商而言，時間就是金錢。只要制造的產(chǎn)品能夠達到規(guī)定質(zhì)量水平，的生產(chǎn)線就會盡可能快地持續(xù)運行，智能傳感器重要性凸顯。
目前，智能傳感器作為21世紀(jì)最具影響力和發(fā)展前景高新技術(shù)，正引起國內(nèi)外電子信息界的高度重視。光電行業(yè)開發(fā)協(xié)會預(yù)測，智能傳感器的國際市場銷售量將以每年20%的高速度增長，智能傳感器將在工業(yè)自動化時代扮演更加重要角色。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給工業(yè)自動化帶來的變化，目前，工業(yè)生產(chǎn)的確在大規(guī)模向自動化方向轉(zhuǎn)變，但隨著物聯(lián)網(wǎng)及云平臺應(yīng)用的不斷投放商用化，工業(yè)領(lǐng)域的自動化發(fā)展有向更高層次升級的趨勢，即智能化生產(chǎn)。那么傳感器在發(fā)展中將有哪些發(fā)展趨勢?(1)微型化。由于信息時代信息量激增，要求傳感器能捕捉處理海量的信息的能力日益加強;與此同時，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標(biāo)準(zhǔn)的輸出模式，而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代。后者主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點。當(dāng)前微型傳感器已經(jīng)對大量不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、遠(yuǎn)距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領(lǐng)域的信號探測系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。傳感器體積越來越小，功能越來越強大歸功于當(dāng)前計算機技術(shù)、輔助設(shè)計技術(shù)和集成電路技術(shù)、微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的快速發(fā)展。
(2)智能化。智能化傳感器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。智能化傳感器是20世紀(jì)80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學(xué)科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)—經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應(yīng)用領(lǐng)域，如分布式實時探測、網(wǎng)絡(luò)探測和多信號探測方面—直頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大?？梢灶A(yù)見，新興的智能化傳感器將會在全人類國民生的各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大作用。
(3)多功能化。如前所述，通常情況下一個傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了能夠完美而準(zhǔn)確地反映客觀事物和環(huán)境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng)，它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機技術(shù)的飛速發(fā)展，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件組裝在同—種材料或單獨—塊芯片上的一體化多功能傳感器。
(4)無線網(wǎng)絡(luò)化。無線網(wǎng)絡(luò)對我們來說并不陌生，比如手機，無線上網(wǎng)，電視機。傳感器對我們來說也不陌生，比如溫度傳感器。但是，把二者結(jié)合在起來，提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這個概念，卻是近門年才發(fā)生的事情。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息。通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”理念。
（轉(zhuǎn)載）
