無(wú)線(xiàn)數字傳感器的新應用

　　即使在萌芽階段，人們仍然認為在不久的將來(lái)數字傳感器對電子市場(chǎng)具有重要的推動(dòng)作用。制作數字傳感器的接口以及支持用于數字傳感器網(wǎng)絡(luò )的形式多樣的通訊協(xié)議都是對技術(shù)工藝的巨大挑戰。傳感器的非均質(zhì)特性和其操作條件的多樣化也對技術(shù)工藝提出了巨大的挑戰。目前在全世界有超過(guò)3000家傳感器制造商正在運作，Intechno 咨詢(xún)公司估計它們在2008年的總銷(xiāo)售額將會(huì )超過(guò)500億美元。

　　數字傳感器的新興標準

　　如今傳感器網(wǎng)絡(luò )使用多種技術(shù)來(lái)為不同的工業(yè)服務(wù)。用于傳感器網(wǎng)絡(luò )的各種專(zhuān)屬協(xié)議的數量激增。這就需要在傳感器網(wǎng)絡(luò )中引入綜合翻譯途徑，它是一個(gè)復雜而又昂貴的體系。因此人們需要更大程度的標準化。

　　工程任務(wù)組(The Internet Engineering Task Force-IETF)正在為以藍牙、Wi-Fi和802.15.4網(wǎng)等為基礎的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )開(kāi)列一個(gè)標準，以便能將傳感器節點(diǎn)連接到更寬廣的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )上。IETF的目標是在傳感器之間建立一種通訊方式，這種通訊方式不需要專(zhuān)屬的翻譯途徑。這項協(xié)議將在2009年6月制定出臺。由IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì ))的1451委員會(huì )制定的標準于上世紀90年代中期被引入，它為連接在網(wǎng)絡(luò )中的變換器(傳感器和執行器)之間提供了一個(gè)通用而且完全透明的界面。這個(gè)標準體系包含不同的子體系：IEEE P1451.0定義了物理層面的必備條件，通訊協(xié)議和基本功能;IEEE1451.1控制信息在網(wǎng)絡(luò )上的獲取和發(fā)送;IEEE1451.2處理有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的界面事宜，與RS-233、ES-485和USB等標準兼容;IEEE1451.3啟動(dòng)處在多分支網(wǎng)絡(luò )中的傳感器的運行;于2003年通過(guò)的IEEE P1451.4規定與數字傳感器相關(guān)的數據(像傳感器的類(lèi)別、型號、操作參數以及位置等)必須能夠以電子數據表的格式從整合在傳感器中的EEPROM(電可擦除只讀存儲器)存儲器中讀取，這種數據表被稱(chēng)為變換器電子數據表(TEDS-Transducer Electronic Data Sheet)。IEEE P1451.4標準極大地簡(jiǎn)化了傳感器的布線(xiàn)以及更換故障傳感器的問(wèn)題。 它同時(shí)也免除了傳感器在設置和校準方面的人工干預，這種干預即費時(shí)又易出錯。這樣傳感器就成了即插即用的裝置。在美國國家儀器網(wǎng)站中有一個(gè)有效TEDS的數據庫，它包括了可以在IEEE P1451網(wǎng)絡(luò )中使用的各種老式的或沒(méi)有EEPROM的傳感器的專(zhuān)門(mén)資料。IEEE 1451.5標準仍在審核階段，它規定的是將TEDS連接到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中的必要條件，如與802.11、藍牙或ZigBee等的連接。最近又提出了IEEE 1451.6標準議案，它定義TEDS和CAN總線(xiàn)的接口。

　　圖1 IEEE P1451標準的制定為連接在網(wǎng)絡(luò )上的變換器(傳感器和執行器)之間提供了一個(gè)通用且完全透明的界面。