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科普:智能传感器的应用领域

21世纪的信息化时代一定程度上属于传感器,而进入到智能化的年代之后,传感器前面自然而然也需要加上“智能”二字。
  一、人工智能/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。
  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。
  三、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。
  四、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。
  五、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。
  六、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。
  七、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。
MEMS让传感器小型化、智能化,MEMS传感器将在智慧工业时代大有可为。MEMS温度、湿度传感器可用于环境条件的检测,

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