Avèk rive nan epòk la entelijan, rechèch la ak aplikasyon nan divès kalite detèktè entelijan yo te de pli zan pli mete aksan sou. Detèktè Smart yo te genyen tou kapasite tretman enfòmasyon rich sou baz detèktè tradisyonèl yo epi yo ka bay fonksyon pi konplè.
Papye sa a entwodui estati rechèch aktyèl la nan tanperati souvan itilize, presyon, inèrsyèl, byochimik ak RFID detèktè ak wòl kle yo nan amelyorasyon endistriyèl ak aplikasyon pou inovatè tankou entènèt la nan bagay sa yo (IoT), reyalite vityèl (VR), robotic, swen sante, elatriye, ak sanble pou pi devan pou tandans nan devlopman nan lavni nan detèktè entelijan.
Smart Capteur (Smart Capteur) refere a Capteur a ak deteksyon enfòmasyon, pwosesis enfòmasyon, memwa enfòmasyon, panse lojik ak fonksyon jijman.
Relatif nan detèktè yo tradisyonèl ki sèlman bay siyal vòltaj analòg ki karakterize kantite fizik la yo dwe mezire, detèktè entelijan fè itilizasyon konplè nan teknoloji entegrasyon ak teknoloji mikro, mete pèsepsyon, pwosesis enfòmasyon, kominikasyon nan yon sèl, epi yo ka bay yon sèten nivo nan konesans nan enfòmasyon ki distribiye nan fòm dijital.
Depi NASA (NASA) pwopoze konsèp nan detèktè entelijan nan ane 1980 yo, apre deseni nan devlopman, detèktè entelijan yo te vin yon direksyon devlopman pi gwo nan teknoloji Capteur, ki reprezante kapasite endistriyèl ak teknolojik rechèch yon peyi a.
Kondwi pa epòk aktyèl la entelijan, enpòtans ki genyen nan detèktè te vin pi enpòtan, pa sèlman nan "te fè nan Lachin 2025", "Almay 2020 gwo teknoloji estrateji" ak Inyon Ewopeyen an, Etazini, Kore di sid, Singapore, elatriye . jwe yon wòl kle.
High-pèfòmans, trè serye multi konplèks otomatik, mezi ak sistèm kontwòl ak ogmantasyon an ak devlopman nan entènèt la nan bagay sa yo ki baze sou teknoloji idantifikasyon frekans radyo, plis ak plis mete aksan sou enpòtans ki genyen nan detèktè entelijan ak pèsepsyon, kapasite mantal ak wòdpòte li yo ak rapid li yo Devlopman ijans lan.
Avèk devlopman nan teknoloji CMOS-konpatib MEMS, devlopman nan Miniature Smart detèktè te resevwa fò sipò teknik, Smart Capteur endistri ap fè fas a yon trè enpòtan opòtinite devlopman istorik.
Papye sa a rezime estati a devlopman nan diferan kalite teknoloji entelijan Capteur ak aplikasyon pou, epi fè yon pespektiv sou tandans nan devlopman nan lavni.
1 rich ak divès detèktè entelijan ki
Yo nan lòd yo satisfè bezwen yo nan aplikasyon pou divès kalite entelijan, kategori yo Capteur yo trè divès, tankou: detèktè anviwònman an, detèktè inèrsyèl, detèktè analòg, detèktè mayetik, biosensors, detèktè enfrawouj, detèktè Vibration, detèktè presyon, detèktè ultrasons ak sou sa.
Pami yo, detèktè sa yo yo pi souvan itilize.
Detèktè anviwònman, sitou detèktè gaz, detèktè presyon barometrik, detèktè tanperati, detèktè imidite ak sou sa.Detèktè gaz yo ka aplike nan purifikateur lè, monitè DUI, detektè nan fòmaldeyid ak lòt gaz toksik nan mèb kay, osi byen ke aparèy deteksyon pou gaz echapman endistriyèl. Kòm moun peye atansyon sou pwoblèm anviwònman an, enpòtans ki genyen nan detèktè anviwònman an ap vin pi plis ak plis enpòtan, epi gen yon anpil nan chanm pou devlopman nan lavni.
Detèktè inèrsyèl, sitou itilize nan pwodwi portable, tankou braslè entelijan, mont entelijan, kas VR ak sou sa.Se Capteur a inèrsyèl itilize yo detekte swiv la ak idantifikasyon nan mouvman, enfòme utilisateurs la nan kantite lajan an nan fè egzèsis, kalori boule ak efè a nan fè egzèsis nan jou sa a.
Detèktè mayetik, ki se sitou itilize nan aparèy nan kay la, tankou mizisyen kafe, aparèy pou chofe dlo, lè kondisyone, elatriye, yo te itilize yo detekte konbyen ang lan te vire oswa ki kantite vwayaj ki te fèt, epi yo anjeneral parèt sou tablodbò a. Anplis de sa, detèktè mayetik yo te itilize tou nan leman pòt ak leman fenèt, elatriye entèlijans la ak presizyon nan robo tou bezwen detèktè mayetik pou sipò.
Detèktè analòg, ki se sitou itilize nan aparèy medikal entelijan,ka itilize kòm entrain pou siyal tankou batman kè ak elèktrokardyogram, ak visualized pwodiksyon an nan done sante, pou ke itilizatè yo ka konprann premye men sante yo ak done fè egzèsis.
Detèktè enfrawouj yo souvan itilize nan kamera enfrawouj, robo rapid fèt ak lòt kay entelijan.
2 pwogrè nan rechèch teknik sou detèktè entelijan
Yon Capteur vrèman entèlijan ta dwe gen fonksyon sa yo:
1) pwòp tèt ou-kalibrasyon, pwòp tèt ou-kalibrasyon ak otomatik fonksyon konpansasyon;
2) koleksyon done otomatik, jijman lojik ak fonksyon pwosesis done;
3) oto-ajisteman ak fonksyon pwòp tèt ou-adaptasyon;
(4) yon sèten degre nan depo, idantifikasyon ak enfòmasyon fonksyon pwosesis;
5) de-fason kominikasyon, estanda pwodiksyon dijital oswa senbòl pwodiksyon fonksyon;
(6) Jijman algorithmic, pran desizyon ak fonksyon pwosesis.
Sa ki anba la a se yon egzanp nan tanperati souvan itilize, presyon, inèrsyèl, byochimik ak RFID detèktè prezante pwogrè nan rechèch nan teknoloji entelijan kèk.
2.1 Detèktè tanperati entelijan
Devlopman detèktè tanperati a te pase nan sa ki annapre yoTwa etap: tradisyonèl detèktè tanperati disrè, analòg detèktè tanperati entegre ak detèktè tanperati entelijan kòm yon antye.
Nan 21yèm syèk la, detèktè tanperati entelijan yo ap deplase nan direksyon pou segondè presizyon, milti-fonksyonèl, otobis otobis, segondè fyab ak sekirite, devlopman nan detèktè vityèl ak detèktè rezo, devlopman nan sistèm mezi monolitik tanperati ak lòt direksyon nan devlopman rapid.
Capteur aktyèl la tanperati entelijan gen yon Capteur tanperati, A/D konvètisè, processeur siyal, memwa ak sikwi koòdone, kèk pwodwi yo te genyen tou yon multiplexeur, kontwolè santral, depo aksè o aza ak li-sèlman memwa.
Detèktè tanperati entelijan yo karakterize pa kapasite nan done pwodiksyon tanperati ak volim nan kontwòl tanperati ki gen rapò, adapte yo ak yon varyete de mikwo-kontwolè, epi ki baze sou pyès ki nan konpitè nan lojisyèl an reyalize fonksyon an tès, degre nan entèlijans depann sou nivo a nan devlopman lojisyèl.
(1) Amelyore presizyon mezi ak rezolisyon an
Pi bonè detèktè tanperati entelijan yo te kòmanse nan mitan -1990 s, lè l sèvi avèk 8- ti jan A/D konvètisè, presizyon mezi tanperati li yo ki ba, rezolisyon an ka sèlman rive nan 1 degre.
Kounye a, peyi etranje yo te lanse yon varyete de-wo presizyon, segondè-rezolisyon detèktè tanperati entelijan, lè l sèvi avèk 9 ~ 12- ti jan A/D konvètisè, rezolisyon an ka rive jwenn 0. 5 ~ {{6 }}. 625 degre. Pa US Dallas Semiconductor Corporation a ki fèk devlope DS 1624- Kalite segondè-rezolisyon Capteur tanperati entelijan ki ka pwodiksyon {{1 0 , presizyon mezi tanperati nan ± 0.2 degre.
Yo nan lòd yo amelyore pousantaj la konvèsyon nan milti-chanèl Capteur tanperati entelijan, gen tou bato lè l sèvi avèk gwo vitès apwoksimasyon siksesif A/D konvètisè. AD7817 Kalite 5- Chèn Entelijan Tanperati Capteur, pou egzanp, li se Capteur lokal la, chak aleka Capteur tan konvèsyon nan sèlman 27 ms, 9 ms, respektivman.
An tèm de mezi tanperati-wo presizyon, gen kèk entelektyèl te fèt yon pèfòmans-wo Capteur tanperati dijital, ki gen ladann yon quartz akor resonateur fouchèt, yon sikwi koòdone dijital ak yon algorithm reset Capteur ki baze sou etalaj la pòtay jaden-pwogramasyon, ak Sansiblite nan Capteur a ka rive jwenn kantite 10 -6 degre, se sa ki, rezolisyon an mezi tanperati a nan 0. 0 01 degre, tan repons lan nan 1 s, ak presizyon nan mezi a se 0.01 degre.
(2) Fonksyon tès amelyore
Nouvo entèlijan fonksyon tès Capteur tanperati a toujou ap ogmante. Detèktè tanperati entèlijan gen yon varyete de mòd opere yo chwazi nan, ki gen ladan mòd konvèsyon sèl, mòd konvèsyon kontinyèl, mòd ki sibstiti, ak kèk tou te ajoute yon mòd ekspansyon limit ki ba-tanperati.
Pou kèk detèktè tanperati entelijan, lame a (ekstèn mikro oswa mikrokontroleur) kapab tou gen pou mete nan anrejistre ki koresponn nan A/D pousantaj konvèsyon li yo, rezolisyon ak tan konvèsyon maksimòm.
Anplis de sa, detèktè tanperati entelijan yo ap devlope soti nan kanal sèl nan direksyon milti-chanèl, ki kreye bon kondisyon pou devlopman nan mezi tanperati milti-chanèl ak sistèm kontwòl.
(3) normalizasyon ak normalizasyon nan teknoloji otobis
Kounye a, teknoloji otobis Capteur Entelijan Tanperati a te estanda tou ak normalized, otobis la itilize yo se sitou yon sèl-fil (-Wire) otobis, mwen 2 C otobis, SMBUS otobis ak SPI otobis.
(4) Fyab ak konsepsyon sekirite
Yo nan lòd pou fè pou evite fo aksyon lè se sistèm nan kontwòl tanperati sibi entèferans bri, nan entèn la nan kèk detèktè tanperati entelijan, se yon fay pwogramasyon keute kontwa mete kanpe, dedye a mete kantite fwa valè tanperati a mezire pèmèt yo depase limit yo anwo ak pi ba yo. Pò a entèwonp ka deklanche sèlman lè kantite fwa tanperati a mezire kontinyèlman depase limit la anwo oswa tonbe anba a limit ki pi ba rive nan nimewo a mete nan fwa, ki evite enfliyans nan entèferans bri okazyonèl sou sistèm nan kontwòl tanperati.
Yo nan lòd yo anpeche domaj nan chip la akòz moun egzeyat Electrostatic, kèk detèktè tanperati entelijan te tou ogmante sikwi a pwoteksyon Electrostatic, jeneralman ka kenbe tèt ak 1 ~ 4 kV nan vòltaj egzeyat Electrostatic.
Pou egzanp, TCN75 Entelijan tanperati Capteur koòdone nan seri, entèwonp/konparezon siyal rezilta ak entrain adrès ka kenbe tèt ak 1 kV nan vòltaj egzeyat Electrostatic. LM83 Capteur tanperati entèlijan ka kenbe tèt ak 4 kV nan vòltaj egzeyat Electrostatic.
2.2 Detèktè presyon entelijan
Detèktè presyon entèlijan yo se yon konbinezon de mikro ak detèktè presyon, se konsa chemen aplikasyon yo ka divize an: ki pa entegre detèktè presyon entelijan, entegre entegre detèktè presyon ak ibrid detèktè presyon entèlijan.
Ki pa Peye-entegre detèktè presyon entelijan yo entelijan sistèm Capteur presyon ki konbine detèktè presyon tradisyonèl yo, sikwi kondisyone siyal, ak mikro ak interfaces otobis dijital nan yon sistèm sèl.
Sa a Capteur presyon ki pa entegre se aktyèlman yon sistèm konvansyonèl Capteur presyon ak yon koneksyon te ajoute mikro. Se poutèt sa, li se youn nan fason ki pi rapid ak vle di reyalize yon sistèm entelijan Capteur presyon.
Capteur a entegre Entelijan Presyon se yon entegrasyon monolitik nan eleman presyon sansib ak pwosesis siyal, kalibrasyon, konpansasyon, mikrokontroleur, elatriye. Pou fè eleman yo sansib, sikwi kondisyone siyal, ak inite mikro, ak entegre yo sou yon chip sèl.
Avèk devlopman rapid nan teknoloji mikwo-elektwonik ak aplikasyon an nan mikwo-nanotechnologie, Capteur a presyon entelijan ki kapab lakòz gen karakteristik sa yo nan miniaturizasyon, entegrasyon estriktirèl, segondè presizyon, milti-fonksyon, etalaj, dijital plen, fasil yo sèvi ak, fasil yo opere ak sa sou.
Capteur ibrid presyon entelijan se dapre bezwen yo ak posiblite nan sistèm lan nan divès kalite lyen entegre, tankou inite sansib, sikwi kondisyone siyal, inite mikro, interfaces otobis dijital, nan konbinezon diferan entegre nan 2 ~ 3 bato, ak pake nan yon kokiy .
Entegrasyon ibrid pou reyalize entèlijans se yon chemen entèlijan ki byen adapte pou devlopman teknolojik aktyèl la. Nan sistèm nan Capteur presyon entelijan, mikro a ka reyalize kontwòl lojisyèl nan Capteur a an akò ak pwogram yo bay la, chanje Capteur a soti nan yon fonksyon sèl nan yon milti-fonksyon. Detèktè presyon entèlijan jeneralman gen fonksyon debaz sa yo.
(1) Fonksyon pwosesis done yo.Detèktè presyon entèlijan pa sèlman mezire paramèt yo mezire, men tou, dapre paramèt yo li te ye mezire, yo ka otomatikman zero, otomatikman balanse, otomatikman konpasasyon ak sou sa.
(2) fonksyon dyagnostik otomatik.Sa a se fonksyon prensipal la nan detèktè presyon entelijan, detèktè presyon entelijan nan lojisyèl fay dyagnostik li yo ak lojisyèl pwòp tèt ou-tès, detèktè otomatik ak estati sistèm pou deteksyon regilye ak iregilye, tès, deteksyon alè nan defo, ede nan dyagnostik la nan kòz la nan echèk la, kote a, ak bay konsèy operasyonèl.
(3) fonksyon konfigirasyon lojisyèl.Entelijan detèktè presyon akòz itilize nan mikroproseseur, se konsa pa gen sèlman eleman ki nan pyès ki nan konpitè ki nesesè yo, tankou deteksyon, anplifikasyon, A / D, D / A, interfaces kominikasyon, elatriye, men tou, resous lojisyèl pou kontwòl la ak pwosesis nan done. Nan Capteur a presyon entelijan, gen yon pyès ki nan konpitè milti-modilè ak lojisyèl mete kanpe pou ke itilizatè a ka voye voye kòmandman nan mikro a akonpli fonksyon diferan, ki ogmante fleksibilite a ak disponiblite nan Capteur la.
2.3 Entelijan detèktè inèrsyèl
Detèktè inèrsyèl, kalite ki pi lajman itilize nan detèktè MEMS, gen ladan akseleromètr, jiroskop, ak detèktè oryantasyon.MEMS teknoloji gen avantaj inik nan miniaturizing detèktè inèrsyèl ak diminye depans yo.
Modil inèrsyèl mezi jodi a (IMUs) ka entegre yon akseleromètr triaxial, jiroskop triaxial, ak mayetomètr triaxial nan yon gwosè 10 mm x 10 mm x 4 mm nan yon pri nan mwens pase yon dola. Ka modil sa a mezi inèrsyèl dwe aplike nan smartphones ak aparèy portable reyalize espò ak fonksyon sante ki gen ladan siveyans demach, konte etap, deteksyon tonbe, siveyans dòmi, navigasyon andedan kay la, elatriye, kòm byen ke fonksyon amizman tankou rekonesans jès ak direksyon kèk.