網(wǎng)絡(luò )化智能傳感技術(shù)發(fā)展淺析

　　傳感器技術(shù)、通信技術(shù)與計算機技術(shù)構成現代信息的三大基礎，它們分別完成對被測量的信息提取、信息傳輸及信息處理，是當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標志。隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數字化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化已成為時(shí)代發(fā)展趨勢：計算機技術(shù)和通信技術(shù)結合進(jìn)而產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)；計算機技術(shù)和傳感器技術(shù)結合產(chǎn)生了智能傳感器技術(shù)；將三者融為一體（計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與智能傳感技術(shù)結合）便產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò )化智能傳感技術(shù)。網(wǎng)絡(luò )化智能傳感技術(shù)已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)[1],本文僅就網(wǎng)絡(luò )化智能傳感技術(shù)的發(fā)展現狀與發(fā)展趨勢作簡(jiǎn)要論述。

　　2、網(wǎng)絡(luò )化智能傳感技術(shù)

　　網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器是以嵌入式微處理器為核心，集成了傳感單元、信號處理單元和網(wǎng)絡(luò )接口單元，使傳感器具備自檢、自校、自診斷及網(wǎng)絡(luò )通信功能，從而實(shí)現信息的采集、處理和傳輸真正統一協(xié)調的新型智能傳感器，原理框圖如圖1所示。

　　網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器與其它類(lèi)型傳感器相比，具有如下特點(diǎn)：

　?、啪哂兄悄軅鞲泄δ?。隨著(zhù)嵌入式技術(shù)、集成電路技術(shù)和微控制器的引入，使傳感器成為硬件和軟件的結合體，一方面傳感器的功耗降低、體積減小、抗干擾性和可靠性提高，另一方面傳感器具有了自識別和自校正功能，同時(shí)利用軟件技術(shù)實(shí)現傳感器的非線(xiàn)性補償、零點(diǎn)漂移和溫度補償等；

　?、?具有網(wǎng)絡(luò )通信功能。網(wǎng)絡(luò )接口技術(shù)的應用使傳感器方便地接入工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )，為系統的擴充和維護提供了極大的方便。

　　3、基于現場(chǎng)總線(xiàn)的智能傳感技術(shù)

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是一種集計算機技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)及智能傳感技術(shù)于一身的新興控制技術(shù)，按照國際電工委員會(huì )IEC61158的標準定義：“安裝在制造和過(guò)程區域的現場(chǎng)裝置與控制室內的自動(dòng)控制裝置之間的數字式、串行、多點(diǎn)通信的數據總線(xiàn)稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)”。一般認為“現場(chǎng)總線(xiàn)是一種全數字化、雙向、多站的通信系統，是用于工業(yè)控制的計算機系統工業(yè)總線(xiàn)”。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是在儀表智能化和全數字控制系統的需求下產(chǎn)生的?，F場(chǎng)總線(xiàn)是連結智能化現場(chǎng)設備和控制室之間全數字式、開(kāi)放式和雙向的通信網(wǎng)絡(luò )。隨著(zhù)各種智能傳感器、變送器和執行器的出現，一種新的工業(yè)控制系統體系?D數字化到現場(chǎng)、控制功能到現場(chǎng)、設備管理到現場(chǎng)的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS（Fieldbus Control System）必將取代傳統的集散控制系統DCS（Distributed Control System）?；诂F場(chǎng)總線(xiàn)的智能傳感器如圖2所示。

　　3.1現場(chǎng)總線(xiàn)的本質(zhì)含義

　　現場(chǎng)總線(xiàn)不僅是一種通信協(xié)議，也不僅是用數字信號傳輸的儀表代替模擬信號（4～20mA DC）傳輸的儀表，關(guān)鍵是用新一代的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS代替傳統的集散控制系統DCS，實(shí)現現場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò )與控制系統的集成。其本質(zhì)含義體現在以下六個(gè)方面[2]：

⑴ 全數字化通信

　　和半數字化的DCS不同，現場(chǎng)總線(xiàn)系統是一個(gè)純數字系統?，F場(chǎng)總線(xiàn)是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化的現場(chǎng)設備或現場(chǎng)儀表互連的現場(chǎng)數字通信網(wǎng)絡(luò )，利用數字信號代替模擬信號，其傳輸抗干擾性強，測量精度高，大大提高了系統的性能。

　?、?現場(chǎng)設備互連

　　現場(chǎng)設備或現場(chǎng)儀表是指傳感器、變送器和執行器等，這些設備通過(guò)一對傳輸線(xiàn)互連。傳輸線(xiàn)可以使用雙絞線(xiàn)、同軸電纜和光纖等。