西电智能传感技术作业（精选4篇）
西电智能传感技术作业 篇1
智能传感技术大作业
物联网的应用
物联网这个名词可以说是最近几年最热门的一个名词，上至老人下至小学生们可能都有听说过这个名词，但是问到物联网到底是什么时，几乎没有人能够回答，这个东西好像就是天天挂在我们的嘴上但是好像和我们的生活又十分遥远的样子。借着做智能大作业的机会，对物联网这个概念作了一些认识。以下内容大多数来自课本（讲义），和图书馆的数据库中搜索的一些文章。0物联网的诞生
1999年麻省理工的Kevin Ashton教授提出了对一标示为特征的物联网概念。在之后的2003年SUN article中，2005年的信息社会世界峰会上，2008年国际电信联盟，都对物联网的概念进行了补充和发展。物联网现在已经成为各国促进科技发展，经济发展的重要手段。2009年在奥巴马就职总统后就将物联网作为经济复苏一大武器。欧盟也拿出相应对策投资建设物联网。并且据业内人士估计中国物联网产业在年内就可以创造1000亿元的产值。物联网的概念和结构
物联网是在互联网的基础上按照约定的协议，把各种网络连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从狭义上来说也就是用最简单的话来说，物联网就是物与物相连的网络，就是两个东西连在了一起。从广义上讲，物联网是通信网和互联网的拓展应用和网络延伸，是利用感知技术与智能装置对物理世界进行感知识别，通过网络传输互联，进行计算、处理和知识挖掘，实现人与物、物与物信息交互和无缝连接，达到对物理世界实时控制、精确管理和科学决策之目的。通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的维度。
物联网的网络架构由感知层、网络层、应用层三部分组成。感知层主要分为数据采集和短距离无线传输两部分，数据采集部分通过使用RFID、传感器等技术采集各类信息和数据，短距离无线通信主要对小范围内的多个物品的信息进行集中与互通；网络层建立在现有通信网和互联网的基础之上，将各种网络进行有机集合、综合使用，对采集的数据和信息进行分类和传输；应用层主要完成物品信息的汇总、协同、共享、互通、分析、决策等功能，为用户提供各种丰富的应用服务。物联网关键技术
2005年，国际电信联盟发表了一份题为《物联网》的报告，其中写道：“我们现在站在一个新的通信时代的入口处，在这个时代中，我们所知道的因特网将会发生根本性的变化。因特网是人们之间通信的一种前所未有的手段(make the peopletogether)，现在因特网又能把人与所有的物体连接起来，还能把物体与物体连接起来(make thethings together)。”国际电信联盟报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：1.标签事物的RFID、2.感知事物的传感网络技术(sensor technologies)、3.思考事物的智能技术(smart technologies)、4.微缩事物的纳米技术(nanotechnology)。物联网产业链也可以细分为标识、感知、处理和信息传送四个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能技术和无线通信网络。
RFID技术
RFID(radio frequency identification／射频识别)是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。RFID基本上是由三部分组成：标签，由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；读写器，读取(写入)标签信息的设备，可设计为手持式或固定式天线，在标签和读写器间传递射频信号。RFID系统的工作原理可以表述为：读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入其信号范围内就会发生电磁感应，从而产生感应电流，获得不同的能量、时序和数据，然后通过无线传输存储在标签上的编码信息，阅读器读取这些信息并将其解码然后传送至电脑上进行更进一步的处理。传感器
传感器广义的定义是：一种能把物理量或化学量转变成可供测量的信号的器件。传感器是机器感知物质世界的“感觉器官”，可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为网络系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。在大多数情况下，它是指把非电量的变化转变成可测的电量变化的器件。
3物联网的应用
课本上对于物联网的运用有很多例子：智能交通网络，智能电网，智能物流，生态监视，电子保健等等。下面就选择两个例子例举物联网的应用，一个是个人比较感兴趣的物联网在军事上的运用，第二个是实现程度较好的并且现在已经有了一部分成功应用的智能交通网络。
I．物联网在军事上的运用
在军需物资的物流和库存管理中的应用
在军需物资上，使用物联网的RFID技术，可以加强物资在运输配送和库存中的管理、盘点和查询等工作。在这个过程中，每件货物上的RFID电子标签、物资供给端内部手持RFID读写器、物资供给端的出口门禁系统的RFID读写器、运输车辆装载的RFID读写器、物资需求端仓库入口、出口门禁系统RFID读写器、仓库内手持式RFID读写器等便可构成一个RFID读写器网络，它们在RFID中间件平台的管理下进行工作，而物资流通的负责人就可以通过RFID中间件平台的接口对接收到的RFID读写器所读写的数据进行监控和管理。该系统的好处：第一，可使得物资从出货到运输再到入库管理的过程可视性增强，管理变得清晰透明、简单准确；第二，提高了物资运输和管理的安全性和可靠性；第三，仓库管理人员可以随时掌握库存中的物资数量和需求模式，及时、准确地进行物资补充，尤其是在战争中，对武器弹药库存量的掌握关系到作战单位的作战任务能否完成、预定作战目标能否实现的问题；第四，全面掌握情况可以减少资源浪费，节约成本；第五，在基于信息系统的联合作战中，可以将跨军区、多军种的军用仓库联网，组合一个区域性、全国性的物联网物流体系，根据各作战单位物资需求信息的反馈情况，以便实时、精确地实施物资保障，使整个保障系统高效、有序。
物联网使武器装备智能化
随着信息技术的进一步发展，物联网与人工智能技术、纳米技术的结合应用，未来战场的作战形式将发生巨大变化。新一代网络协议，能够让每个物体都可以在互联网上有自己的“名字”，嵌入式智能芯片技术可以让目标物体拥有自己的“大脑”来运算和分析，纳米技术和小型化技术还可以使目标对象越来越小。在不远的将来，你不仅可以与身边一切物体“交流”，而且物体与物体之间也可以“开口讲话”。在这些技术支持下，具有一定信息获取和信息处理能力的全自主智能作战机器人和无人飞机将从科幻电影中步入现实，各种以物联网为基础的自动作战武器将成为战场主角。在巷战中，利用机器人和无人飞机配合，可以进行远程投放，可代替作战人员钻洞穴、爬高墙、潜入作战区，快速捕捉战场上的目标，测定火力点的位置，探测隐藏在建筑物、坑道、街区的敌人，迅速测算射击参数，保证实施精确打击。机器人和无人飞机小分队还可以在非常危险的环境中进行协同作战，它们具有智能决策、自我学习和机动侦察的能力，可以比人类士兵以更快的速度进行观察、思考、反应和行动，远离战场前沿的指挥官和操作人员只须下达命令，而不需要任何同步控制，机器人和无人飞机小分队就可以完成任务并自行返回指定地点。
在现代数字化战场中的应用
在传统战争中，物质和能量是战斗力的标志，也是战斗力形成和提高的决定性因素，而现代数字化战场的核心是信息化。所谓数字化战场，是指以计算机信息处理技术为基础，把语音、文字、图像以及各类传感器所收集到的信息都变成由“O”与“1”组成的编码，通过无线电、卫星、光纤通信等手段，把战场各级指挥部门、各战斗与保障部队、各种武器系统与作战平台以及单兵紧密地联系在一起，构成纵横交错的战场综合网络系统，实现全方位实时的信息交换与情报共享，使部队能够更快、更有效地利用信息，及时掌握战场态势，优化指挥与控制过程，显著提高作战能力，而信息的获取在很大程度上是来自于各类传感器。传感器在军事领域的应用大致可以分为以下三类。
1．战场探测与侦察。随着技术的进步与发展，战场的范围在不断地扩大，从地下到地面，再到外层空间，几乎是无所不在。以地面传感器为例，目前已有了长足的发展。所谓地面传感器是一种专门置于地面，通过对地面运动目标所引起的电磁、声音、震动和红外辐射等物理量的变化进行探测，并将所得信息转化成信号后对目标进行侦察识别的侦察设备。地面传感器具有结构简单、便于携带埋伏、易于伪装等特点。它可用飞机空投、火炮发射或人工设置在敌军可能行动的地段，特别是其他侦察器材“视线”达不到的地域。同时，它不受地形和气候的限制，能够有效地弥补雷达和光学侦察系统的足从而大大扩展了战场信息探测的时空范围。
2．武器装备数字化。武器装备的数字化是实现武器系统与数字化战场无缝连接的重要前提。它既包括传统武器装备数字化改造，也包括新式武器装备的研究与开发。无论前者还是后者都取决于相关传感器的应用。
3．武器装备精确化。在数字化战场中武器装备与指挥、通信、控制等系统将构成有机整体。武器装备的精确化是提高作战效能的重要手段之一。而实现武器精确化的重要技术途径就是传感器的应用。实现武器装备精确化的传感器种类繁多，以下简要介绍三类典型传感器。未来战斗系统传感器。未来战斗系统传感器可提供足够的信息，在系统的周围建立起态势感知半球。未来的无人地面车辆、无人机、自动地面传感器都将装备多个综合传感器进行目标探测、定位和识别。红外传感器。它是陆军常用的功耗低的小型常温传感器，其特点是中低档性能、重量轻、性价比高。目前，这类传感器主要用在膛线测试和观测器中，但未来将会应用在增强型夜视防护镜和自动地面成像传感器中。红外传感器在武器精确化领域有着广泛的应用，最典型的应用有导弹、红外搜索和跟踪设备、前视红外系统和高性能的武器瞄准具等。激光传感器。这是利用激光技术实现目标搜索与定
位的一类传感器。激光二极管和单体激光器具备对目标测距、照射、瞄准等通用激光系统的能力，并能作为战斗识别设备和多个一体化激光交战系统发射机使用。它们都装在一个高效、高性能比的系统中。此外，激光传感器在武器精确打击方面具有突出而重要的作用。
II．物联网在智能交通的运用
目前的智能交通系统(ITS，IntelligentTransport System)主要包括以下几个方面：先进的交通信息服务系统、先进的交通管理系统、先进的公共交通系统、先进的车辆控制系统、先进的运载工具操作辅助系统、先进的交通基础设施技术状况感知系统、货运管理系统、电子收费系统和紧急救援系统。
物联网智能交通模型
ITS作为一个信息化的系统。它的各个组成部分和各种功能都是以交通信息应用为中心展开的，因此，实时、全面、准确的交通信息是实现城市交通智能化的关键。从系统功能上讲，这个系统必须将汽车、驾驶者、道路以及相关的服务部门相互连接起来。并使道路与汽车的运行功能智能化，从而使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。其具体的实现方式是：该系统采集到的各种道路交通及各种服务信息。经过交通管理中心集中处理后，传送到公路交通系统的各个用户，出行者可以进行实时的交通方式和交通路线的选择；交通管理部门可以自动进行交通疏导、控制和事故处理；运输部门可以随时掌握所属车辆的动态情况，进行合理调度。这样，路网上的交通经常处于最佳状态，能够改善交通拥挤，最大限度地提高路网的通行能力及机动性、安全性和生产效率。
(1)中心型子系统
该子系统包括交通管理子系统、突发事件管理子系统、收费管理子系统、商用车辆管理子系统、维护与工程管理子系统、信息服务提供子统、尾气排放管理子系统、公共交通管理子系统、车队及货运管理子系统及存档数据管理子系统1 0个子系统。该类子系统的共同特点是空间上的独立性，即在空间位置的选择上不受交通基础设施的制约。这类子系统与其它子系统的联络通畅依赖于有线通讯。
(2)区域型子系统
该子系统包括道路子系统、安全监控子系统、公路收费子系统、停车管理子系统和商用车辆核查子系统。这类子系统通常需要进入路边的某些具体位置来安装或维护诸如检测器、信号灯、程控信息板等设施。区域型子系统一般要与一个或多个中心型子系统以有线方式连接，同时还往往需要与通过其所部署路段的车辆进行信息交互。
(3)车辆型子系统
该类子系统的特点是安装在车辆上。根据载体车辆的种类。车辆型子系统又可细分为普通车辆子系统、紧急车辆子系统、商用车辆子系统、公交车辆子系统和维护与工程车辆子。这些子系统可根据需要与中心型子系统、区域型子系统及旅行者子系统进行无线通讯。也可与其它载体车辆进行车辆间通讯。每种类型的子系统通常共享通讯单元。作为子系统间信息渠道的一个构成部分，通讯单元所起的作用仅仅是传递信息，并不参与智能交通系统的信息加工和处理。具体通讯单元的选定具有相当大的自由度，有线通讯单元可选择光缆、同轴电缆或双绞线网络等。而广域无线通讯是近些年来发展很快的一个领域，可供选择的技术种类繁多且更新很快。
交通诱导
交通诱导系统指在城市或高速公路网的主要交通路口，布设交通诱导屏，为出
行者指示下游道路的交通状况．让出行者选择合适的行驶道路，既为出行者提供了出行诱导服务，同时调节了交通流的分配，改善交通状况。交通诱导系统由以下四个子系统构成：交通流采集子系统、车辆定位子系统、交通信息服务子系统和行车路线优化子系统。
(1)交通流采集子系统
城市安装自适应交通信号控制系统是实现交通诱导的前提条件。这个子系统包括两个关键词：一个是交通信号控制应是实时自适应交通信号控制系统，另一个是接口技术的研究，即把获得的网络中的交通流传送到交通流诱导主机，利用实时动态交通分配模型和相应的软件进行实时交通分配，滚动预测网络中各路段和交叉口的交通流量，为诱导提供依据。
(2)车辆定位子系统
车辆定位子系统的功能是确定车辆在路网中的准确位置。车辆定位技术主要有如下几种方法：地图匹配定位、推算定位、全球定位系统(GPS)、惯性导航系统、路上无线电频率定位。
(3)交通信息服务子系统
交通信息服务子系统是交通诱导系统的重要组成部分，它把主机运算出来的交通信息(包括预测的交通信息)通过各种传播媒体传送给公众。这些媒体包括有线 电视、联网的计算机、收音机、路边的可变信息标志和车载的信息系统等。
(4)行车路线优化子系统
行车路线优化子系统的作用是依据车辆定位子系统所确定的车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地，结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息，为出行者提供能够避免交通拥挤、减少延误及高效率到达目的地的行车路线。在车载信息系统的显示屏上给出车辆行驶前方道路网状况图，并用箭头线标示建议的最佳行驶路线。
4.物联网未来的发展
物联网概念的提出使得各个学科资源整合到了一起，使得信息化，智能的社会的实现更向前迈进了一步。物联网的感知，网络，应用三个层面中的每一个层面都可以带来一个新的市场。物联网成为了信息化带动工业化的现实载体。
物联网在成为最热名词的同时，人们对他的争议也从来没有停止。为什么这个概念在提出了10几年之后很多人对他还是知之甚少，仅仅知道物联网这个名词还是拜托了电视节目的狂轰滥炸和网上一些人对其进行的一些超越其本身含义的概念炒作。在物联网还没有大规模的在我们的生活中出现和应用的时候，许多标准还没有完全的制定，就连物联网本身的定义都具有争议。并且物联网的内涵和含义自从他诞生的那一刻起就始终在发展和丰富。作为一个较新的概念和一个新兴产业，物联网还在起步阶段（虽然已经好几年了）。发展物联网的障碍还是处于最基本的技术标准，商业化模式，产业链的生成，利益的分配问题。
物联网这个概念都受到了各个国家的重视和关注，奥巴马还用物联网作为自己的政治筹码。几年过去了，作为一个普通民众的感觉，物联网确实是毫无存在感，但是也不能对其未来的发展做一个结论。也许找到了利益的平衡点，物联网会从一夜之间从我们的身边从有到无。现在媒体和一些知名人士又在抄“大数据”的概念。物联网能否在大数据的冲击下保持它的活力，这依然是一个问题。但愿物联网的未来是美好的，且不说他的发展能否促进一个国家的社会发展，经济发展就他的设想和基本内容对于我们普通的百姓而言都是很有吸引力的。
西电智能传感技术作业 篇2
一、智能传感器的概念及其特点
智能传感器 (intelligent sensor) 的概念最初是由美国宇航局在开发宇宙飞船的过程中提出来的, 后来得到全世界仪表界的认同。自智能传感器的概念提出以来, 智能传感器技术已经成为传感器的主要发展方向之一。现在智能传感器技术也已经越来越成熟。
智能传感器系统是一门现代综合技术, 何谓智能传感器?至今还没有规范化的定义。人们普遍认为, 智能传感器是一种对外界信息具有一定的检测、自诊断、数据处理以及自适应能力的传感器。智能传感器主要由基本传感器与微处理器构成, 基本传感器是构成智能传感器的基础, 其性能很大程度上决定着智能传感器的性能。
信号处理模块是智能传感器智能化的原因。强大的信号处理功能使智能传感器具有可靠性与稳定性好、感应精度高、信噪比和分辨率较高、自适应能力较强等优点。信息处理模块以微处理器为核心, 接受基本传感器的输出之后, 能够对该输出信号进行各种处理, 如标度变换、线性化补偿、数字调零、数字滤波等, 这些工作主要通过软件编写相应算法完成。智能传感器的诸多优点正是源于其可编程的软件平台。
二、智能传感器的主要功能
智能传感器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作, 结合长期以来测试技术的研究和实际经验而提出来的。智能传感器的内嵌微处理器结构使其能够克服传统传感器的诸多限制, 通过软件完成相关的数字信号处理。
1、自补偿与自诊断功能
传统传感器往往具有温度漂移和输出非线性的缺点, 而智能传感器的处理器可以根据给定的传统传感器的先验知识, 通过软件计算自动补偿传统传感器硬件线性、非线性和漂移以及环境影响因素引起的信号失真, 以最佳地恢复被测信号。计算方法用软件实现, 达到软件补偿硬件缺陷的目的, 也大大提高了传感器的应用灵活性。
此外, 传统的传感器往往需要定期检验和标定以保证传感器能够保持所需的精度。而智能传感器可以通过微处理器中的诊断算法对传感器的输出进行检验, 并将诊断信息直观的呈现出来, 使传感器具有自诊断的功能。
2、信息存储与记忆功能
传统的传感器在工业自动化系统中只是起到信息检测与传输的作用, 而智能传感器内含一定的存储空间。智能传感器除了能够存储信号处理、自补偿、自诊断等相关程序外, 还能够进行数据存储, 如历史数据、标定日期和各种必需的参数。智能传感器自带的存储空间缓解了自动控制系统控制器的存储压力, 大大提高了控制器的性能。
3、自学习与自适应功能
智能传感器内嵌微处理器的结构使其具有高级的编程特性, 因此可以通过编辑算法使传感器具有学习功能。智能传感器可以在工作过程中学习理想采样值, 处理器利用近似公式和迭代算法可认知新的被测量值, 即有再学习能力。此外, 在工作过程中, 智能传感器还可以通过对被测量的学习, 根据一定的行为准则自适应地重构结构和重置参数。
4、数字输出功能
近年来, 数字控制系统成为了控制系统的主要发展方向。而传统的传感器大多都是模拟输入、模拟输出的, 在数字控制系统中传感器输出的信号要经过A/D转换后才可以进行数字处理。智能传感器内部集成了模数转换电路, 能够直接输出数字信号。智能传感器的数字输出功能大大缓解了控制器的信号处理压力。
三、智能传感器的应用与发展
1、智能传感器的应用
自智能传感器的概念提出以来就收到了广泛的关注, 智能传感器的独特结构与优点吸引着众多研究者对其开发应用的不断探索。目前, 智能传感器已广泛应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。
在工业生产中, 智能传感器主要应用于生产过程中参数的测量。世界上第一个智能传感器是美国霍尼韦尔 (Honeywell) 公司在1983年开发的ST3000系列智能压力传感器。它具有的多参数传感 (差压、静压和温度) 与智能化的信号调理功能。智能传感器已经被应用到汽车电子系统之中, 例如汽车的胎压监测系统。在汽车四个轮胎上安装高灵敏的智能传感器, 在汽车行驶状态下实时、动态地监测轮胎压力并将数据通过无线电信号发射到接收器, 接收器以数字形式反映出气压值, 驾驶员能随时掌握漏气与温度升高时的轮胎状况。
2、智能传感器的发展方向
从技术角度来看, 智能传感器技术发展的三个主要方向是虚拟化、网络化和信息融合技术。虚拟化是利用通用的硬件平台充分利用软件实现智能传感器的特定硬件功能。传感器的虚拟化可缩短产品开发周期, 降低成本, 提高可靠性。网络化智能传感器是将利用各种总线的多个传感器组成系统并配备带有网络接口 (LAN或Internet) 的微处理器。通过系统和网络处理器可实现传感器之间、传感器与执行器之间、传感器与系统之间数据交换和共享。多传感器信息融合是智能处理的多传感器信息经元素级、特征级和决策级组合, 形成更为精确的被测对象特性和参数。
四、结束语
智能传感器是传感器技术的主要发展方向之一, 其可编程的软件平台及强大的信号处理功能使其能够应用于各个领域之中。智能传感器不仅为传统工业领域注入了新鲜的血液, 也引领了许多新兴产业的发展。随着相关制造工艺及科学理论的不断发展, 我们有理由相信智能传感器的发展前景必将是非常可观的。
摘要：智能传感器是一种具有信息处理功能的传感器, 它的产生极大地推动了自动化领域的发展。本文主要阐述了智能传感器的功能、特点, 探讨了智能传感器在工程中的应用及其未来的发展方向。
关键词：智能传感器,功能,发展,应用
参考文献
[1]张子栋等:《智能传感器原理及应用》, 《河南科技学院学报》, 2008年6月。
智能汽车发展依赖传感器技术 篇3
智能化的发展让现代汽车更加舒适和安全。智能化汽车的关键是快速获得汽车发动、行驶和制动等过程中的关键性能参数，而这些关键参数的获得依赖于高灵敏汽车传感器的应用。现阶段，智能驾驶仍处于技术累计及产品革新阶段，研发具有核心竞争力的传感器产品及掌握核心关键技术成为企业布局智能驾驶行业的关键点。目前我国传感器和芯片技术等关键核心零部件严重依赖跨国公司，随着汽车智能化程度的不断提高，传感器技术已经成为制约我国智能驾驶汽车发展的壁垒，我国高端传感器亟待打破国外垄断。
智能汽车依赖传感器技术
100年来都没大变化的汽车，最近一年后正在以全新的面貌变化着。智能驾驶汽车，就是一个重要的发展方向。智能汽车在解决汽车尾气排放、交通拥堵和交通事故频发等问题上为人类带来福音。
智能汽车通过在普通汽车的基础上加入先进的传感器、控制器、执行器等装置，通过车载传感系统和信息终端进行人、车、路等的智能信息交换，最终实现行车的环境感知、科学的规划决策、多等级辅助驾驶，直至最终的无人驾驶等功能。比如研发上最卖力的Google无人驾驶技术，汽车将不再需要司机，也不再需要方向盘、油门、刹车等，乘客只需报出目的地即可。
据悉，智能汽车涉及两项关键技术：传感器技术和辅助驾驶技术。传感器类似于人的“眼睛”，比如摄像图像传感器、轮胎温度压力传感器、光敏传感器等。这些传感器能感知汽车周围的物体，特别是驾驶道路的车辆，行人以及红绿灯等路况信息，并将这些信息传送给汽车的“大脑”，即智能计算机系统进行数据分析和处理，做出驾驶判断。
让我们来看看特斯拉汽车上都装备了哪些智能驾驶传感器。
特斯拉汽车上安装了20多个高精度的传感器，这些传感器设备主要用来进行汽车周边的信息收集，并把收集的周边环境数据传送给车载计算机，由这个“大脑”来实现是否进行避让、超车等。
当然，对于一些要求更高的车辆，则装备了更为精良的传感器系统。比如为了解决 “短视”的问题，谷歌无人智能汽车就是通安装在车顶价值65000美元的激光传感器来收集时时数据。另外有些汽车则采用更多种探测手段同时搜集道路信息的方式，比如红外探测、短波雷达探测以及视频监测、超声波等探测技术。以通用在凯迪拉克ATS-L、XTS等车型上使用的ESS强化安全策略II为例，通过红外探测、短波雷达以及视频监测，不仅可以实现ACC主动巡航功能，也可以实现低速自动刹车、碰撞预警及缓解等功能。这些新的主动安全技术都在推动智能驾驶技术的发展。
当下，汽车正在经历从功能性向智能化的发展转变过程，电子化程度会越来越高，在汽车智能化趋势下，处于车联网与自动驾驶市场双风口的传感器市场也在逐渐升温。
车载摄像头成为“智能汽车之眼”
在众多传感器中，属于视觉传感器的车载摄像头因为应用广泛、成本合理的特性，逐渐成为智能汽车技术中使用最多和最常见的传感器。由于自动驾驶的初级阶段——ADAS已迎来高速成长期，前视车载摄像头已经涉及到主动安全，未来是自动紧急刹车（AEB）、自适应巡航（ACC）等主动控制功能的信号入口，所以车载摄像头不仅仅被认识是智能汽车的标准配件，还成为了“智能汽车之眼”。
由于车载摄像头能够显著提升道路安全，因此各国的监管机构和保险公司不断鼓励车载摄像头的使用。比如，美国国家公路交通安全局就在前不久要求2018年5月1日以后生产的所有轻型车辆必须安装倒车后视摄像头。有研究机构预计，车载摄像头全球出货量将从2014年2800万颗增长至2020年的8270万颗。行业专家测算，到2020年车载摄像头需求量将突破1.1亿颗，平均每辆车装配1颗以上。
中国的数据表明，2015年上半年我国车载摄像头需求量为648万颗，全年约为1300万颗。未来5年随着中国品牌汽车在智能驾驶上发力以及车载摄像头环视功能的逐渐普及，我国摄像头的市场需求将快速升温。根据整车生产企业在ADAS的推进进度，车载摄像头的市场将在2017年前后出现爆发式增长。
车载摄像头按照应用领域可分为行车辅助（行车记录仪、ADAS与主动安全系统）、驻车辅助（全车环视）与车内人员监控。由于车载摄像头的使用贯穿行驶到泊车全过程，因此对摄像头工作时间与温度有较高的要求。
另外，按照安装位置，车载摄像头又可分为前视、后视、侧视以及车内监控4部分，迄今为止运用最多的是前视以及后视摄像头。不过，随着ADAS系统普及率的提高以及人脸识别等技术运用于汽车电子领域，车内以及侧视摄像头将会得到更广泛的应用。
目前，车载摄像头产业链主要由日本和韩国、以色列等厂商掌控，其中为iPhone手机生产摄像头的LG Innotek公司，从2013年开始生产汽车摄像头。大陆、博世和Autoliv公司主宰了前置摄像机市场。据悉，其中模组工艺是技术难度最高的一环，也成为了其他企业进入前装车载摄像头市场的一大壁垒。
比如为特斯拉提供产品的Mobileye 是个以色列公司，专注于汽车安全技术，设计和生产汽车用的安全驾驶辅助系统，Mobileye 公司新推出一款汽车仪表盘摄像头Mobileye 5系列，可以让汽车实现智能紧急制动、自动测距巡航、行人识别、偏航提醒等功能。Mobileye 5系列的独到之处则是先进的识别系统，可以识别路标、限速牌、行人，并在背面的LED屏幕上显示，或是发送警报音提醒用户避让。据数据显示，Mobileye 5系列可以降低39%的总体碰撞，并节省15%油耗。
目前，实现自动驾驶时全套ADAS功能将安装6个以上摄像头，高端汽车最多搭载8个摄像头，可帮助实现可视化辅助泊车、紧急刹车等功能。根据三星手机摄像头供应商、韩国最大汽车摄像头制造商Mcnex公司介绍，未来，当摄像头取代传统的侧视镜，每辆汽车的车载摄像头的数量有望上升至12个。
nlc202309090038
2015年，国内摄像头企业开始大规模进军车载高端摄像头领域，可以说，中国车载摄像头产业链才刚刚初显雏形。
毫米波雷达正值爆发前夜
在所有的车用传感器中，激光雷达精度最高，能够满足自动驾驶对精度的要求，但由于抗干扰性差且成本较高的缺点（单个激光雷达价格在10万人民币左右），尚不能广泛的使用。而视觉传感器与毫米波雷达传感器则具有激光雷达所不具备的优势。
毫米波雷达通过雷达发射微波，微波遇到障碍物之后被反射回来，被雷达测速器接收，在短时间能够计算出障碍物的大小及距离等特征。其优点在于成本低，抗干扰性强，已经广泛应用于ADAS系统。
毫米波雷达全天候特性使其在无人驾驶升级中的必备传感器之一。高可靠性和直接测距使得毫米波雷达非常适合在AEB（自动刹车）和ACC（自适应巡航）中使用，AEB快速渗透将带来毫米波雷达的旺盛需求。
与摄像头、红外线雷达相比，毫米波雷达不仅具有高距离分辨率、高角度分辨率、高速度分辨率，还具有不受恶劣天气及极端光线影响的优势（表1）。
据悉，通过对汽车事故的调查统计分析，发现大约一半以上的事故是首尾相撞，这就是说有效的汽车防撞系统能够对大约65%的事故发生起到阻止作用。同样在高端汽车领域，人们越来越渴望高科技带来的安全与便捷，结合信号处理技术实现汽车自主智能巡航、辅助泊车、汽车防撞雷达等各种系统已经改变了人们对传统汽车电子的认识。
汽车毫米波雷达的典型应用有毫米波防撞雷达、自适应巡航、盲区检测、辅助变道等功能。
自从德国奔驰汽车公司在1999年在S级高级轿车上面采用77GHz自主巡航控制系统（ACC）以来，越来越多的公司和供应商投入到汽车雷达系统研制、器件开发、和算法研究当中。随着毫米波半导体器件成本降低、控制技术和信号处理技术的成熟，使得小体积、高性能的毫米波雷达的商用成为可能。
毫米波多波束雷达技术是现在很多公司研究发展的方向，这种雷达和多种传感器结合，就可以监测路边情况、行车道的预测、对目标物体的识别与归类等等。美国Millitech公司研制的应用于汽车防撞的毫米波多波束雷达，是一个较为先进的AICC系统。传感器直径145mm，深度为5mm，3束毫米波，束宽为2°，在100米的路面上可以分辨3.5米。天线部分采用了三凸透镜、扫描反射镜和传输反射镜组件。
目前各个国家在频段的选择上各国所不同，欧洲和美国选择的是对76～77GHz的集中研究，而日本则选用了60～61GHz的频段，随着世界范围76～77G Hz毫米波雷达的广泛应用，日本也逐渐转入了76～77GHz毫米波雷达的开发。80年代初期以来，世界许多著名大学和研究机构，都被卷入到毫米波热潮中。我国亦有100多个大学、研究所、工厂开发研究毫米波。
全球2020年有望超过1亿颗需求量，国内有望超过1500万颗需求量。毫米波雷达作为驾驶阶段代表功能AEB的核心传感器正值爆发前夜，而国产化也已经获得突破。比如北汽无人驾驶汽车上装载了国产77GHz毫米波雷达，其供应商是北京行易道科技有限公司，该公司也是我国第一家和主机厂合作的毫米波雷达公司。北京行易道科技研发的低成本77GHz毫米波雷达已经实现作用距离200米，是国内第一款上市产品。该产品已在2016北京国际车展北汽无人驾驶智能演示区内正式亮相，目前主要技术参数可以与国际领先企业德尔福的远程雷达对标。2016年6月，行易道科技推出新的创新成果： 全球第一款77GHz成像雷达（防撞+SAR功能）目前已实现技术突破。
高端传感器亟待打破国外垄断
传感器是一项需要积累的产业，测试非常严格，更需要政策的长期支持。
最近十年来，中国汽车传感器的主要增长领域包括以下几个方面：用于车辆动力学控制和安全气囊的加速度计；用于传动、刹车、冷却、轮胎、燃油等方面的压力传感器；用于车辆动态控制、翻车报警和GPS后备的偏航速率传感器；用于轮速以及凸轮轴、机轴、踏板位置敏感的位置传感器；车厢环境监控的湿度传感器；日光、雨水和湿度传感器；用于近距离障碍物检测和避撞的测距传感器。
但是在高端传感器方面，以摄像头、毫米波雷达、激光雷达为首的各类新型传感器早已成为博世、法雷奥、德尔福、大陆等众多外资零部件企业的重点布局领域。目前看，这些企业已经拥有成熟的技术和商业化应用的产品，甚至市场都基本占领。
更需要关注的是，外资企业推出零部件供应高度集成化，尤其在电子模块领域。
“智能辅助驾驶系统，雷达、摄像头等传感系统，车载终端，车联网通讯协议等关键共性技术没有统一标准，阻碍了智能驾驶技术快速发展和配套设施建设。”中国汽车技术研究中心副主任吴志新说，我国企业智能汽车技术积累严重不足，关键技术研发滞后，电子元件、传感器和芯片技术等关键核心零部件严重依赖跨国公司，车联网技术及更高层次智能驾驶技术与美、日、欧差距较大，且车载终端长期定位在娱乐、导航和安防，与先进车辆控制和安全系统需求联系不密切。
模块化、集成化对产品的技术和工艺要求非常高，自主品牌很难短时间内与之竞争。而对于像ADAS等新兴电子系统的模块化供应产品，自主品牌零部件企业恐怕更是望尘莫及。
目前在政府部门引导下，我国正在构建智能汽车产业发展平台和技术创新工程，加大在摄像头、超声波雷达、毫米级雷达等高性能传感器，车联网技术和相关核心芯片等方面的研发投入。目前南京隼眼已经在毫米波天线这个领域形成了自主的一些毫米波雷达专利技术。中国希望通过培育产业内和跨产业生态体系，引导车企、电子零部件企业、互联网企业和信息企业间的上下游协作、优势互补和协同创新。
四维远见一直在做车载雷达激光点云的数据处理研究，有了很不错的成果。2016年6月，基于全球领先的中科院电子研究所的研发背景，行易道科技推出的全球第一款77GHz成像雷达（防撞+SAR功能）实现了技术突破。毫米波雷达方面，国内以华域汽车为代表的一部分企业在24Ghz雷达研发已有较多积累，产品即将问世，但77Ghz雷达突破仍然较难。自2015年开始，77GhzMMIC芯片逐渐对国内学术和民用放开，部分高校已经获得相关芯片。东南大学是国家唯一的毫米波雷达重点实验室，在国内毫米波雷达研发中走在前列。
西电智能传感技术作业 篇4
1 智能电网
智能电网, 又可称作电网智能化、电网2.0, 其以集成、双向高速通信网络为基础, 经对一系列发达技术包括传感器技术、测绘技术、设备技术等的合理运用, 进一步达成电网系统的高效、安全、可靠、经济等复合目标[2]。智能电网存在多方面特点, 比如, 满足新时代用户对用电质量的全新需求, 对故障的修复能力, 抵抗不良入侵, 改善电力市场运行效率以及优化电力资产等。此外, 和以往的电网比较, 智能电网有着十分显著的监测优势, 加强了监测覆盖面和监测具体程度, 为电网系统进一步绘制出全方位的运行状态视图。经对相关参数转变的有效研究, 能够制定出科学、合理的对策, 实现电力业务的优化。
2 传感器技术在智能电网中的应用
2.1 传统传感器及其应用
长时间以来, 传统传感器技术历经不断的研究、开发, 产生了一套较为完备的技术、理论, 有着各式各样的产品种类、健全的应用模式及完善的应用解决方案, 在诸多领域得到推广应用, 包括电力系统、石油化工、电子计算机等。在智能电网中, 多集中于电力设备状态监测、变电站自动化等相关方面。电压电流互感器、测量单元属于传统传感器, 多应用罗氏线圈, 以完成对高电压大电流的测量。在电厂、电站多应用流量传感器、电阻应变式传感器等, 以完成对发电机组的热度监测、诊断等。在输变电领域多应用拉力传感器、温湿度传感器及风速传感器等, 以完成对线路状态的测量。
2.2 光纤传感器及其应用
光纤传感技术指的是借助光纤自身特有的物理属性, 也就是将光纤视为敏感元件, 借助对光纤内传输的光展开调制, 促进传输光频率、强度、相位等属性转变, 再经对被调制后的光信号展开解调, 进一步得到被测信号的量值。现阶段全球范围均研制出达成电流测量的系列化设备, 能够应用于35k A电流范围电网、500k V及电压等级的参数测量。光纤传感器还可应用于诊断高压输电网故障方面。伴随光纤传感技术的日趋成熟, 借助分布式光纤传感技术能够完成温度、应变、位移等物理量的测量, 可应用于开关设备、电网发电机组及大规模变压器等状态监测方面。
3 传感器技术的发展趋势
(1) 智能化。两方面发展方向一同迈进:一个发展方向是各式各样的传感功能与信息数据存储、处理及双向通信等的集成;另一个发展方向是软传感技术, 也就是人工智能技术与智能传感器技术有机融合。 (2) 可移动化。无线传感网技术的应用越来越快, 无线传感网技术的核心之处在于打破节点资源的束缚, 同时有效满足传感器网络容错性、扩展性等需求。 (3) 集成化。传感器技术集成化可划分成两方面:一方面是相同种类数的传感器的集成, 一方面是传感器多功能的一体化。 (4) 多样化。新材料技术的发展为各种新型传感器的诞生创造了有利的契机。其中, 新型敏感材料为传感器技术提供了良好的基础, 材料技术制备为改善性能、技术升级及成本控制提供了有效途径。 (5) 微型化。微机电系统传感器是借助微电子、微机械加工技术制造而成的一种新型传感器, 伴随集成微电子机械加工技术的快速发展, 微机电系统传感器把半导体加工技术带进传感器研发制备中, 达到了规模化生产的目的, 同时有效地促进了传感器微型化的发展。
4 结语
总而言之, 智能电网表明电网中监测的覆盖面和监测物理量变得越来越繁杂, 通过对电网、电网相关设施及电网业务流程等的实时监控, 强化电网的安全运行水平, 改善电力设备的有效利用率和资产管理能力。
参考文献
[1]黄盛.智能配电网通信业务需求分析及技术方案[J].电力系统通信, 2010 (212) :10-12, 17.