智能传感器技术发展及其应用场景
随着物联网、移动互联网等新兴产业的快速发展。智能传感器由传感元件、信号调理电路控制器组成，具有数据采集、转换、分析甚至决策功能。智能化可以提高传感器的精度，降低功耗和体积，实现更轻松的组网，从而扩大传感器的应用范围，使其发展更加快速有效。
智能传感器的概念什么是传感器和智能传感器？智能传感器的优势是什么？智能传感器的需求增长驱动力智能传感器市场物联网应用的智能传感器技术趋势
智能传感器的概念：
智能传感器是集成传感器、执行器和电子电路的智能设备，或集成传感元件和微处理器，并具有监控和处理功能的设备。智能传感器最大的特点就是输出数字信号，方便后续计算处理。智能传感器的功能包括信号感知、信号处理、数据验证和解释、信号传输和转换等。主要部件包括A/D和D/A转换器、收发器、微控制器、放大器等。
什么是传感器和智能传感器？
传感器是将特定物理量转换为电信号以检测、测量或指示它们的设备。当传感器感应到并发送信息时，执行器被激活并开始工作。执行器接收信号并设置其所需的动作，以便它可以在环境中动作。
智能传感器是指能够感知、收集并独立判断、分析和处理外部环境信息的智能传感器设备。智能传感器是具有信息采集、处理、交换、存储和传输功能的多元件集成电路。它们是集成传感器、通信模块、微处理器、驱动程序和接口以及软件算法的系统级设备。诊断和自我补偿能力，以及感官融合和灵活的沟通能力。
智能传感器的优势是什么？
自检、自校准和自诊断：自诊断功能在开机时执行自检，并使用诊断测试来确定组件是否出现故障。可根据使用时间在线修正，微处理器利用存储的测量特性数据进行比对验证。感应融合：智能传感器可以同时测量多个物理和化学量，给出更全面反映物质运动规律的信息。例如，聚变液体传感器可以同时测量介质的温度、流量、压力和密度。机械传感器如何同时测量物体某一点的三维振动加速度、速度、位移等。精度高：智能传感器具有信息处理功能，不仅可以通过软件修正各种确定性系统误差，还能对随机误差进行适当补偿，降低噪声，从而大大提高传感器的精度。高可靠性：集成传感器系统消除了传统结构的一些不可靠因素，提高了整个系统的抗干扰性能。同时还具有诊断、校准、数据存储等功能，稳定性好。性价比：同等精度要求下，多功能智能传感器的性价比明显高于单一功能的普通传感器，尤其是在集成了更便宜的微控制器之后。功能多样化：智能传感器可实现多传感器、多参数综合测量，通过编程扩展测量和使用范围。它具有一定的自适应能力，可以根据检测对象或条件的变化，从输出数据中相应地改变范围。具有数字通讯接口功能，可直接发送到远程计算机进行处理。具有多种数据输出形式，适用于各种应用系统。信号归一化：传感器的模拟信号由放大器归一化，然后由模数转换器转换为数字信号。微处理器还以串行、并行、频率、相位和脉冲等各种数字传输形式进行数字归一化。
智能传感器的需求增长驱动力：
物联网和工业物联网的日益普及汽车电气化和智能化趋势可穿戴消费电子产品的普及传感器技术和MEMS制造工艺的进步在智能手机中越来越多地使用各种传感器工业自动化和智能制造需求旺盛智慧城市、交通和楼宇智能
智能传感器市场：
-年，全球智能传感器市场将以18.6%的CAGR增长，年将达到.5亿美元。其中，汽车行业是全球最大的智能传感器应用市场，占比约四分之一。在-年的预测期内，汽车智能传感器市场增长率预计将达到21.7%。此外，可穿戴设备和医疗保健应用将为智能传感器带来近期的增长机会。从技术角度来看，微机电系统（MEMS）占据了超过50%的市场份额。在预测期内，纳米机电系统(NEMS)预计将成为增长最快的产品类型，但MEMS技术仍将占据主导地位。
物联网应用的智能传感器技术趋势：
物联网的快速增长和普及推动了对智能传感器的强劲需求。物联网应用场景有很多，如下：
智能穿戴：在许多可穿戴设备中，传感器是核心设备，也是设备的价值主张。虚拟增强和混合现实（VR/AR/MR）设备依靠全套传感器使用户能够与周围环境进行交互，而虚拟内容需要一组核心传感器来实现人与环境的交互。例如运动传感器、生物传感器和环境传感器。智能可穿戴设备包括五个模块：处理器和内存、电源、无线通信、传感器和执行器。其中，传感器是五个模块的创新要素，是人与物通信的核心。由于传感器技术的进步，可穿戴设备现在可以实现更准确的数据监控。智能家居：智能家居以住宅为基础，集安防监控、家电控制、灯光控制、背景音乐、语音控制于一体。可联动集中管理，提供更加方便、舒适、安全、节能的家庭生活环境。智能家居系统由传感器、执行器、控制中心、通信网络等组成，通过各类传感器获取室内环境的各种数据。家庭中使用的传感器包括温度传感器、图像传感器、光电传感器和空气传感器。智慧城市：智慧城市是使用信息和通信技术(ICT)框架来改善城市管理和鼓励经济增长的城市。ICT与互联网络(IoT)交互，后者可以接收、分析和传输有关当前状况和事件的数据。物联网包括任何可以使城市更高效或更易于访问的设备，包括手机、智能车辆、安全摄像头和嵌入道路的传感器。智慧城市的主要特征是物理和技术基础设施、环境监测和响应能力以及为市民提供的智能服务。首先是技术基础，其中包括通过高速通信网络连接的大量智能手机和传感器。第二层由特定于应用程序的工具组成，这些工具需要正确的工具将原始数据转换为警报、洞察力和行动。第三层是城市、企业和公众的利用。在智慧城市中，传感器、摄像头、无线设备和数据中心网络构成了关键基础设施。其中，传感是智能基础设施的核心，传感器是城市景观中隐藏但无处不在的组成部分，是任何智能控制系统的重要组成部分。传感器网络包括声学、激光雷达、雷达、3D摄像头传感器、环境传感器、流量传感器、气体传感器以及湿度和温度传感器。集成传感器系统促进与应用程序和集中式平台的无缝互连。为特定目的而构建的传感器网络可以支持其他几个连接的应用程序，例如环境监测和公共安全，而这种集中式网络将有助于减少重复投资成本并消除对多个单独的复杂网络的需求。智能交通：智能交通是利用各种智能技术和设备，推动交通数字化、网络化、智能化。其中，网络化对于智能交通的发展至关重要。物联网的使用可以使交通的各个环节和环节顺利联网，不仅可以有效加强交通监管，提升交通服务，还可以进一步完善现有的交通业态。智能交通系统（ITS）在城市交通中的应用体现在微观的交通信息采集、交通控制、引导等方面。它通过提高交通信息的有效利用和管理来提高交通系统的效率，主要是通过信息采集输入、策略控制、子系统与其他子系统之间的输出执行、数据传输和通信。信息采集子系统通过传感器采集车辆和道路信息，策略控制子系统利用计算方法根据设定目标计算最优解，并输出控制信号给执行子系统，引导和控制车辆通行，达到预设目标。智能电网：智能电网是通过信息技术实现能源资源开发、转换发电、输配电、供电、售电和用电，以节约用电为目标的电网系统。智能电网的好处在于减少二氧化碳排放、节约能源和减少停电，而建设智能电网所需的投资主要用于电力设施的终端配电系统和终端信息系统，其中很大一部分是上面投资了传感器网络。传感器网络的建设是智能电网改造的重要组成部分，关键是将传感器引入各级电网的层次结构中。感知层、网络层、WSN和应用层是智能电网的三层。其中，感知层包括