智能传感器是正在高速发展的高新技术，至今还未形成统一的规范化的定义，人们普遍认为智能传感器是具有对外界环境等信息进行自动收集、数据处理以及自诊断与自适应能力的传感器。

　　一、什么是智能传感器?

　　通常，智能传感器具有三个主要组成部分：从环境中捕获数据的传感器;一个微处理器，它计算在经由编程传感器的输出; 以及使传感器能够传达微处理器输出以采取行动的通信功能。

　　智能传感器可能包括多种类型的传感器，以及传感器，收发器，放大器，模拟滤波器和电源以及其他组件。

　　有专家表示为了最有效地实现物联网传感器的功能，它应该包括无线通信，足够智能以进行远程计算数据，并且可以进行编程以适应需要的新功能。

　　二、智能传感器功能有哪些?

　　智能传感器是当今国际科技界研究的热点，尚无统一的、确切的定义。本文不讨论(Intelligentsensor或Smartsensor)两个术语的区别，统称为智能传感器。

　　目前国内外学者普遍认为，智能传感器是由传统的传感器和微处理器(或微计算机)相结合而构成的，它充分利用计算机的计算和存储能力，对传感器的数据进行处理，并能对它的内部行为进行调节，使采集的数据最佳。智能传感器的功能如下：

　　(1)自补偿能力：

　　通过软件对传感器的非线性、温度漂移、时间漂移、响应时间等进行自动补偿。

　　(2)自校准功能：

　　操作者输入零值或某一标准量值后，自校准软件可以自动地对传感器进行在线校准。

　　(3)自诊断功能：

　　接通电源后，可对传感器进行自检，检查传感器各部分是否正常，并可诊断发生故障的部件。

　　(4)数值处理功能：

　　可以根据智能传感器内部的程序，自动处理数据，如进行统计处理，剔除异常值等。

　　(5)双向通信功能：

　　微处理器和基本传感器之间构成闭环，微处理机不但接收、处理传感器的数据，还可将信息反馈至传感器，对测量过程进行调节和控制。

　　(6)信息存储和记忆功能。

　　(7)数字量输出功能：

　　输出数字信号，可方便的和计算机或接口总线相连。

　　目前研制的智能传感器只具有上述功能中的一部分。传统的传感器只能作为敏感元件，检测物理量的变化，而智能传感器则包括测量信号调理(如滤波、放大、A/D转换等)、数据处理以及数据显示等。它几乎包括了仪器仪表的全部功能。可见智能传感器的功能已延伸到仪器的领域。

　　早期的智能传感器是将传感器的输出信号经处理和转化后由接口送到微处理机进行运算处理。80年代智能传感器主要以微处理器为核心，把传感器信号调节电路、微电子计算机存贮器及接口电路集成到一块芯片上，使传感器具有一定的人工智能。90年代智能化测量技术有了进一步的提高，使传感器实现了微型化、结构一体化、阵列式、数字式，使用方便、操作简单，并具有自诊断功能、记忆与信息处理功能、数据存贮功能、多参量测量功能、联网通信功能、逻辑思维以及判断功能。

　　随着科学技术的发展，智能传感器的功能将逐步增强，它将利用人工神经网、人工智能、信息处理技术(如传感器信息融合技术、模糊理论等)，使传感器具有更高级的智能，具有分析、判断、自适应、自学习的功能，可以完成图象识别、特征检测、多维检测等复杂任务。

　　智能传感器大体上可以分三种类型：即具有判断能力的传感器;具有学习能力的传感器;具有创造能力的传感器。

　　三、智能传感器应用场景大全

　　场景一：无人机

　　无人机是当下非常流行的智能硬件，其智能飞控系统的实现需要用到各种智能传感器，包括IMU、MEMS加速度计、电流传感器、倾角传感器和发动机进气流量传感器等。

　　IMU结合GPS是无人机维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展，方向和路径控制是重要的空中交通管理规则。IMU采用的多轴磁传感器，在本质上都是精准度极高的小型指南针，通过感知方向将数据传输至中央处理器，从而指示方向和速度。

　　而MEMS加速度计用于确定无人机的位置和飞行姿态;电流传感器可用于监测和优化电能消耗，确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全;倾角传感器能够测量细微的运动变化，应用于移动程序，作为无人机的陀螺仪补偿，集成陀螺仪和加速度计，为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据;流量传感器可以有效地监测电力无人机燃气发动机的微小空气流速。

　　场景二：智能手机

　　智能手机之所以智能，离不开各种各样的智能传感器。现在智能手机中比较常见的智能传感器有距离传感器、光线传感器、重力传感器、指纹识别传感器、图像传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等。

　　比如指纹识别传感器可以采集指纹数据，然后进行快速分析与认证，免去繁琐的密码操作，快速解锁。

　　场景三：智能家居

　　传感器是智能家居控制系统实现控制的基础，随着技术的发展，越来越多的传感器被用到智能家居系统中。

　　智能家居传感器是家居中的“眼鼻耳”，因为智能家居首先离不开对居住环境“人性化”的数据采集，也就是说把家居环境中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号装置与元件。

　　智能家居领域需要使用传感器来测量、分析与控制系统设置，家中使用的智能设备涉及位置传感器、接近传感器、液位传感器、流量和速度控制、环境监测、安防感应等传感器等技术。

　　场景四：智能机器人

　　传感器是人工智能最基础的硬件，类似于人类的感觉获取器官。大量的传感器即可实现“感知+控制”，而家庭自动化=感知+控制，这种层面的信息交互与人机交互，还多需人的参与。而人工智能将人类的逻辑大脑赋予机器，实现“感知+思考+执行”，最终上升到这种层次。

　　例如，家里的空调不单单依靠温湿度传感器进行自我调节，还可以通过家庭成员的识别来自动选择模式，比如风向的调节，针对小孩、老人温度的调节。这些新技术将带来无限大的想象空间，再结合机器增强学习的算法，将提供深度体验。

　　还有智能机器人使用的关键硬件包括驱动器、减速器和传感器等，智能传感器作为机器人的“五官”，在采集外界信息数据上发挥着重要作用。

　　场景五：智能汽车/自动驾驶

　　车联网是物联网发展的重大领域，智能汽车是车联网的核心，正处于高速发展中。在智能汽车时代，主动安全技术成为备受关注的新兴领域，需要改进现有的主动安全系统，比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC)，这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。语音将成为人与智能汽车的重要交互方式，MEMS麦克风将迎来发展新机遇。

　　MEMS传感器在汽车领域还有很多应用，包括安全气囊(应用于正面防撞气囊的高g值加速度计和用于侧面气囊的压力传感器)、汽车发动机(应用于检测进气量的进气歧管绝对压力传感器和流量传感器)等。

　　而自动驾驶技术的兴起，也进一步推动了MEMS传感器进入汽车。虽然GPS接收器可以计算自身位置和速度，但在GPS信号较差的地方(地下车库、隧道)和信号受到干扰的时候，汽车的导航会受到影响，这对自动驾驶来说是致命的缺陷。利用MEMS陀螺仪和加速度计获取速度和位置(角速度和角位置)，车辆任何细微的动作和倾斜姿态，都被转化为数字信号，通过总线，传递给行车电脑。即便在最快的车速状态下，MEMS的精度和反应速度也能够适应。得益于硅体微加工、晶片键合等技术的发展，精度已经上升到0.01。

　　场景六：智慧工业

　　智能工厂利用物联网技术加强信息管理和服务，掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据，以合理的安排生产计划与生产进度，并优化供应链。在工业生产领域，传感器应用非常广泛，工业生产各个环节都需要传感器进行监测，并把数据反馈给控制中心，以便对出现异常节点进行及时干预，保证工业生产正常进行。业界普遍认为，新一代的智能传感器是智能工业的“心脏”，它让产品生产流程持续运行，并让工作人员远离生产线和设备，保证人身安全和健康。

　　场景七：AR/VR

　　虚拟现实中的传感设备主要包括两部分：一部分用于人机交互而穿戴于操作者身上的立体头盔显示器、数据手套、数据衣等，另一部分是用于正确感知而设置在现实环境中的各种视觉、听觉、触觉、力觉等。

　　实现AR/VR，提高用户体验，需要用到大量用于追踪动作的传感器。比如FOV深度传感器、摄像头、陀螺仪、加速计、磁力计和近距离传感器等。当前，每家VR硬件厂商都在使用自己的技术，索尼使用PlayStation摄像头作为定位追踪器，而Vive和Oculus也在使用自己的技术。

　　场景八：智能穿戴

　　传感器在可穿戴设备中起到至关重要的作用。因为可穿戴设备最基本的功能就是通过传感器实现运动传感。

　　以小米手环为例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率传感器来实现运动和心率监测;AppleWatch内部除了MEMS加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风，还有使用脉搏传感器。

　　最后：传感器像人的五官一样，是获取信息的重要工具。它在工业生产、国防建设和科学技术领域发挥着巨大的作用。但与飞速发展的计算机相比较，作为“五官”的传感器远远赶不上作为“大脑”的计算机的发展速度。随着测控系统自动化、智能化的发展，要求传感器准确度高、可靠性高、稳定性好，而且具备一定的数据处理能力，并能够自检、自校、自补偿。