即插即用傳感器(05-100)

 

　　表1 IEEE1451家族標準

　　體系結構

　　P&P傳感可設計成不同水平的電子集成器件，這是由市場(chǎng)和技術(shù)限制決定的。一種情況是，傳感元件和智能元件，如通信電子、存儲寄存器以及傳感信號處理電路，可單片集成在單塊硅片上。如果生產(chǎn)數量足夠大，能分攤設計與制作定制IC的一次性工程成本投入，那末這一方法能得到成本最低廉的傳感器。要注意的是，傳感器的工作環(huán)境應與半導體(通常是硅)材料技術(shù)相適應。例如，傳感器想在6000C工作，單片集成解決方案就不合適。若想在此環(huán)境中工作，就要采用混合集成或分離的P&P方案，將電子電路與傳感分離開(kāi)。

　　很多傳感器元件無(wú)法用半導體IC材料或工藝制作，最佳方案是采用混合法來(lái)整合，涉及專(zhuān)用混合IC和分離電路板技術(shù)。前者，輔助硅片用于通信、存儲和邏輯功能，然后與傳感元件封裝在一起。這樣，所有電路元件共用一塊基片，使用單個(gè)電路封裝。

　　分離電路板具有分別封裝的電子電路IC器件。傳感元件和支持IC通常安裝在同一電路板上，只有在某些極端應用環(huán)境，電子電路和傳感元件是分離的。

　　另一種情況是P&P傳感器的虛擬實(shí)現。這里，傳感器特性信息是從分離的數據源取得的，如互連網(wǎng)上生產(chǎn)廠(chǎng)商網(wǎng)站或CD-ROM光盤(pán)。與使用硬件來(lái)修改傳感器和支持電路參數不同，虛擬P&P傳感器將收集傳感器特性信息的負擔轉移給較高級系統，DA系統自動(dòng)地將ID值從傳感器傳送至系統，或安裝者手動(dòng)地輸入已連接傳感器的ID。較高級系統隨后以用戶(hù)可識別的外部數據源(網(wǎng)站、CD-ROM或硬盤(pán))下載信息，提取用于解釋傳感信號的校正常數和其它數據。

　　這一實(shí)現方法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需改變傳感器的電路，或只需作少許的改變;缺點(diǎn)是能提供的專(zhuān)用信息較少。例如，從外部源得到的校正數據只是同一型號全部傳感器的通用校正系數，未必適合安裝中特定的傳感器。不僅如此，虛擬P&P傳感器不可能提供傳感器專(zhuān)用的應用，安裝、或其它信息的詳細數據。

　　技術(shù)難點(diǎn)

　　盡管P&P傳感器不斷取得進(jìn)展，但某些因素還待解決。有關(guān)具體安裝的某些信息可能對傳感器數據的遠程用戶(hù)是十分有用的。例如，傳感器在系統中精確功能位置“3號輔助輸入線(xiàn)冷卻液管道第一個(gè)彎頭”以及較大范圍地域位置“某市，某地的處理設備”是用戶(hù)關(guān)心的二個(gè)字段,這一類(lèi)信息提高了傳感器數據的價(jià)值,可是包含位置信息使P&P實(shí)現復雜化。

　　另一類(lèi)傳感器專(zhuān)用信息是如何處理特定傳感器老化后的重新校正，因為原先的數據在老化后已不再適用。傳感器放置一年后能否有一種簡(jiǎn)便方法來(lái)重新校正P&P傳感器?已安裝了一年的傳感器又將如何處理?虛擬P&P傳感器能應對老化嗎?用戶(hù)要熟悉每個(gè)供應商解決問(wèn)題的方法。最終的答案可能很大程度上取決于所連接的較高級系統設計和實(shí)現的具體情況。

　　未來(lái)發(fā)展方向

　　市場(chǎng)的推動(dòng)，行業(yè)技術(shù)實(shí)驗室的支持，促進(jìn)了P&P傳感器、智能和網(wǎng)絡(luò )傳感器的研制和應用。IEEE1451家族標準業(yè)已完成，為構建與其它硬件和軟件兼容的智能傳感器產(chǎn)品奠定了基礎。

　　網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)技術(shù)的應用范圍的擴大無(wú)疑也增加了對智能傳感器的需求。兩種技術(shù)亟需關(guān)鍵的智能傳感器特性來(lái)更好地實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的整合。例如，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的遠程用戶(hù)發(fā)送的簡(jiǎn)單命令來(lái)讀取傳感器的當前值，可能是十分容易的，也可能是極其困唯的，這取決于所查詢(xún)的傳感器數量與傳感器使用的標準。此外，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )所連接的傳感器數量的增加，立即會(huì )要求傳感器的特性信息，缺乏識別正在向網(wǎng)絡(luò )提供數據的傳感器詳細信息，會(huì )極大地降低網(wǎng)絡(luò )的使用價(jià)值。

　　結語(yǔ)

　　在PC領(lǐng)域，P&P技術(shù)的價(jià)值是眾所公認的，我們同樣確信，這一新功能亦將成為設計、制作和購買(mǎi)的傳感器的必備標準?！?東華)