環(huán)境監(jiān)測智能化精選(九篇)

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第1篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

一、當前環(huán)境監(jiān)測面臨的形勢和任務(wù)

當前，我國的環(huán)境監(jiān)測面臨著比較嚴峻的形勢的，在空氣、水和其他方面，都有著更高的要求和不同的目標，而這些目標和任務(wù)的實現(xiàn)和我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)是離不開的，而生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作離不開技術(shù)的支持。在新形勢下，我國的環(huán)境監(jiān)測工作的主要目標是能夠科學的、系統(tǒng)的、精確的、快速的對我國范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀及它在今后的發(fā)展趨勢進行數(shù)據(jù)性的描述。特別是我國政府重點關(guān)注的區(qū)域，展開數(shù)據(jù)性的描述非常關(guān)鍵，要通過環(huán)境檢測技術(shù)明確地對區(qū)域中的污染物進行明確，同時對排放量等數(shù)據(jù)進行計算。要能夠根據(jù)相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境保護和污染控制情況提出具體的措施，對全國范圍內(nèi)的環(huán)境污染等重大事故的應(yīng)急預(yù)案進行強化，從而推動我國環(huán)境履約方面有著更好的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)服務(wù)和支持。

二、環(huán)境監(jiān)測科技的發(fā)展現(xiàn)狀和差距

在改革開放以來，經(jīng)過幾十年的技術(shù)發(fā)展，在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和相關(guān)的研究方面，我國已經(jīng)取得了非常明顯的進步。在很多具體的領(lǐng)域當中，我國都獲得了一些顯著的突破，但是也面臨著一些問題，和發(fā)達國家相比還存在著比較大的差距，在如下幾個方面有著體現(xiàn)：

（一）環(huán)境監(jiān)測技術(shù)總體水平不高

在西方的發(fā)達國家當中，環(huán)境監(jiān)測分析技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了智能化和信息化的發(fā)展，對傳統(tǒng)的簡單實驗室分析手段進行改變，可以利用實驗室分析和現(xiàn)場快速采樣進行結(jié)合。但是在我國還是以單一的實驗室分析手段作為技術(shù)的主體，對實驗室和現(xiàn)場的連續(xù)分析還比較薄弱，在一些地區(qū)，采用單一的點式采樣方式，對發(fā)達國家的空中遙感監(jiān)測分析方式，在我國來說還是一種遙不可及的夢想。

（二）環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的基層應(yīng)用不到位

當前，我國的環(huán)境監(jiān)測人員對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是比較缺乏認識的，宣傳工作開展也不夠到位。有的基層組織自身對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展就不夠重視，因此，在宣傳工作開展的時候，沒有辦法結(jié)合新技術(shù)的特點展開針對性的宣傳，最終導致環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在基層當中的應(yīng)用不夠到位，沒有辦法發(fā)揮它的效果。

（三）環(huán)境監(jiān)測人員的專業(yè)素質(zhì)有待提高

對于環(huán)境檢測技術(shù)來說，技術(shù)的操作需要通過人員來進行的，因此，環(huán)境檢測人員的技術(shù)水平和他們的綜合素質(zhì)決定了環(huán)境監(jiān)測成果的客觀性和合理性。當前，我國的環(huán)境保護部門在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)培訓方面存在著嚴重不足的現(xiàn)象，同時在培訓的資金投入上也比較缺乏，從而導致基層的監(jiān)測人員自身的技術(shù)水平?jīng)]有得到有效的提高，直接對我國的日常生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測工作產(chǎn)生了影響。一方面，會使得我國的環(huán)境監(jiān)測工作開展出現(xiàn)耽誤的情況，另一方面，會引發(fā)一定的監(jiān)測事故。

三、新形勢下環(huán)境監(jiān)測科技的發(fā)展展望

在新形勢下，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測科技對于環(huán)境檢測的重要性，我國首先要進一步加強環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系的建設(shè)，通過體系的完善改變環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展提供基礎(chǔ)性支撐，從而最終推動環(huán)境監(jiān)測工作的開展。在體系的完善過程當中，要結(jié)合制度的制定和法律法規(guī)的健全來沒技術(shù)的提升以及工作的開展提供保障；其次，我國要加強環(huán)境監(jiān)測標準的制定以及相關(guān)方法的培訓。在培訓工作方面，要加大資金的投入力度，通過系統(tǒng)化的培訓，提升環(huán)境檢測人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)，使他們能夠為我國的環(huán)境監(jiān)測工作提供人力資源方面的支撐。在培訓工作開展的過程中，還要切實地提高他們自身對環(huán)境監(jiān)測的認識，提升他們對工作的重視程度，促使他們能夠在學習的過程中不斷地推動自己提升自己的技術(shù)，更好地服務(wù)于環(huán)境監(jiān)測工作的開展。最后，我國應(yīng)該加強環(huán)境監(jiān)測接受的宣傳和推廣工作，這些技術(shù)在基層就能夠得到推廣和應(yīng)用。在信息化發(fā)展的背景之下，還要投入研究的力度，推動我國環(huán)境檢測科技朝著信息化和智能化的方向發(fā)展。

四、結(jié)語

新形勢下，隨著科學技術(shù)和信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境檢測科技也要朝著信息化和智能化的方向進行改革，從而更好的適應(yīng)環(huán)境的發(fā)展需求，切實地在人們生態(tài)建設(shè)當中發(fā)揮積極的作用。

參考文獻：

[1]康曉風，于勇，張迪，等.新形勢下環(huán)境監(jiān)測科技發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2015，（6）.

[2]單曉嵐，樓建光，陶超平.新形勢下環(huán)境監(jiān)測科技發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].科技展望，2017，（2）.

[3]陳雯雯，孫銘陽，郭欣，等.新形勢下環(huán)境監(jiān)測科技發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].自然科學：全文版：00125-00125.

第2篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

【關(guān)鍵詞】智能樓宇；傳感器；無線傳感網(wǎng)；混合接入

一、前言

智能樓宇技術(shù)是信息時代的產(chǎn)物，是伴隨計算機技術(shù)的發(fā)展衍生出的一種應(yīng)用于建筑物中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該技術(shù)的基礎(chǔ)是傳感技術(shù)將各個獨立的設(shè)備相聯(lián)接，使獨立系統(tǒng)聯(lián)動工作。結(jié)合電力的網(wǎng)絡(luò)布線技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備間的聯(lián)接。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，電力布線的缺點開始顯現(xiàn)，對于老舊的建筑不能采取電力布線，博物館、工廠也不適用于電力布線技術(shù)，因此人們越來越注重無線技術(shù)的發(fā)展。無線通信技術(shù)終將代替有線通信技術(shù)。在目前的智能樓宇中越來越多的應(yīng)用無線傳感系統(tǒng)。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中一般包含四種必須技術(shù)，分別是：嵌入式計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)[1]。無線網(wǎng)絡(luò)傳感系統(tǒng)將物理環(huán)境、計算環(huán)境和人類環(huán)境這三個看起來毫無聯(lián)系的三個環(huán)境聯(lián)系在一起，實現(xiàn)物理世界、計算世界和人類世界的三元聯(lián)動。

二、無線傳感系統(tǒng)的優(yōu)缺點

無線系統(tǒng)越來越被人們重視，也越來越多的出現(xiàn)在人們的生活中，在智能樓宇建設(shè)中對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用也是很普遍的。無線網(wǎng)絡(luò)傳感系統(tǒng)與有線系統(tǒng)相比具有不可忽視的優(yōu)點：（一）無線代替有線有效的較少了物料成本投入[2]；（二）無線系統(tǒng)與有線系統(tǒng)相比大大加快了設(shè)備的安裝速度，降低了人力成本；（三）無線的系統(tǒng)維護費用與有線相比大大減少，并且能夠快速檢測系統(tǒng)故障，增加了系統(tǒng)的靈活性。同時無線系統(tǒng)也不可避免的存在信號傳輸安全性低、穩(wěn)定性差的特點，因此在無線傳感系統(tǒng)的使用過程中應(yīng)該采用混合接入的設(shè)計理念。

三、無線傳感網(wǎng)混合接入

無線傳感網(wǎng)混合接入是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，避免在網(wǎng)絡(luò)使用過程中同一網(wǎng)絡(luò)負載過大產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象。利用樓宇中本身存在的電力系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，匯集的信息會通過網(wǎng)絡(luò)接傳達到用戶端口，實現(xiàn)遠程傳輸與監(jiān)控。

（一）Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。zigbee技術(shù)是短距離內(nèi)，低速度傳輸數(shù)據(jù)下的各電子設(shè)備間的無線連接技術(shù)。該技術(shù)在無線傳感網(wǎng)混合接入中起到關(guān)鍵性的作用。在同一樓層內(nèi)將各電子設(shè)備利用zigbee技術(shù)聯(lián)接，實現(xiàn)各電子信號間的無線傳輸，形成無線傳感網(wǎng)絡(luò)。例如智能樓宇中的安防設(shè)備就利用了zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體工作流程為煙霧傳感器接收環(huán)境信息，將信息傳遞到離子煙霧傳感器處理芯片由芯片對信息做出處理，最后煙霧報警器采取報警措施。

每一個傳感器都擁有特定的工作節(jié)點，煙霧報警傳感器的工作節(jié)點是間歇式的，這種工作方式可以有效的節(jié)約能源。具體工作流程為首先對傳感器設(shè)定5秒中的間歇工作模式，然后在系統(tǒng)開啟時檢測環(huán)境數(shù)據(jù)，通過傳感器處理芯片對信號進行處理，確定信號類型，如果沒有火災(zāi)則傳感器進入5秒鐘休眠期，如果有火災(zāi)傳感器的出的信號通過zigbee無線網(wǎng)絡(luò)傳遞到報警器，由報警器發(fā)出報警信號，然后傳感器進入休眠期。

（二）電力布線技術(shù)。在無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建立中，要想達到更優(yōu)化的效果，避免無線傳感網(wǎng)絡(luò)存在的問題，就必須將無線技術(shù)與有線技術(shù)相結(jié)合，充分利用無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點，達到更好的效果。對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)來說它對數(shù)據(jù)的傳輸距離比較短，在建筑業(yè)的發(fā)展過程中建筑物的高度在增加，面積也在擴大，因此單純的無線傳感網(wǎng)絡(luò)并不能夠滿足智能樓宇建設(shè)的需求，電力布線技術(shù)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合模式，使大型智能樓宇網(wǎng)絡(luò)得以實現(xiàn)。在大型智能樓宇建設(shè)過程中通常會對樓層間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接采用電力布線技術(shù)[3]，保證信號穩(wěn)定的傳輸。在平面面積比較大的建筑物中，也會經(jīng)常采用電力布線技術(shù)，建筑物的面積比較大，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性低就會成為智能樓宇建設(shè)中存在的問題，在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中加入電力布線，將各個局部無線網(wǎng)絡(luò)通過有線聯(lián)接，保證信號安全穩(wěn)定的傳輸，實現(xiàn)智能化樓宇建設(shè)的的要求。

四、無線傳感網(wǎng)絡(luò)在智能化樓宇建設(shè)中的應(yīng)用

智能化樓宇建設(shè)就是人機的協(xié)作方式，在這種交互方式中是通過機器感知環(huán)境，并對環(huán)境進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)滿足人類活動需求，滿足節(jié)能要求等的設(shè)計方式。智能樓宇在城市中已經(jīng)是常見的一種系統(tǒng)，只是這種系統(tǒng)仍舊處于發(fā)展初期，在未來會呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展之勢。

（一）環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用。環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是基于傳感技術(shù)的系統(tǒng)，通過傳感器感知環(huán)境中的而各種參數(shù)，比如溫度、適度、光線強度等，基于這些監(jiān)測參數(shù)對樓宇中的空調(diào)系統(tǒng)，濕度控制系統(tǒng)及照明系統(tǒng)進行控制，以達到最適合人類活動的環(huán)境條件。在這個過程中各數(shù)據(jù)的傳輸依靠對無線傳感系統(tǒng)的建設(shè)，否則智能樓宇只是擺設(shè)，并沒有實際效用。

（二）門禁系統(tǒng)在智能化樓宇中的應(yīng)用。在樓宇建造過程中安全性是一個必要性的問題，除了消防系統(tǒng)還要安裝較高安全性能的門禁系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)可以采取指紋或人臉識別等方式。對本單元內(nèi)的用戶進行指紋采集或人像采集，在入口出設(shè)計光學感應(yīng)器，采集需進入人員的指紋或人像信息，與系統(tǒng)存儲信息相比對，如果系統(tǒng)中存在該用戶信息則門禁系統(tǒng)關(guān)閉用戶可以進入，如果系統(tǒng)中不存在用戶信息則門禁系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)，用戶將無法進入。這一過程要求光學感應(yīng)器與存有用戶信息的服務(wù)器相連，將采集信息傳輸?shù)椒?wù)器進行比對，服務(wù)器將比對結(jié)果傳輸?shù)介T禁開關(guān)系統(tǒng)，開關(guān)系統(tǒng)根據(jù)比對結(jié)果作出反應(yīng)。整個過程依靠無線傳感網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用。

五、結(jié)束語

在計算機技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天樓宇智能化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，無線網(wǎng)絡(luò)傳感技術(shù)的混合接入技術(shù)設(shè)計是樓宇智能化得以實現(xiàn)的基礎(chǔ)。建立完善的基礎(chǔ)設(shè)施才能夠保證樓宇智能化的飛速發(fā)展，在樓宇智能化的道路上我們還有很長的路要走。

參考文獻：

[1]趙俊淋，楊揚，易衛(wèi)東《智能樓宇中無線傳感網(wǎng)混合接入設(shè)計》電子測量技術(shù)第31卷第11期；

第3篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

關(guān)鍵字：電氣工程；改造；自動化

Abstract: with the development of economy, the demand is also growing, how to ensure the normal supply of electrical energy is related to the staff should consider issues. Based on such situation, this paper on the electrical engineering and automation to do research work.

Keywords: electrical engineering automation; transformation

[中圖分類號] TM76-4 [文獻標識碼]A[文章編號]

一、電氣工程實際運用的情況

（一）智能建筑

在現(xiàn)階段的中國，其國民經(jīng)濟在不斷發(fā)展中，這樣就帶動了數(shù)字電子科技化的發(fā)展，因此，智能化建筑已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑發(fā)展的方向，也就是說智能化建筑要想得到更好的發(fā)展，是需要電氣自動化的幫助的。其設(shè)備的合理利用，在一定程度上就節(jié)省了人力資源。在智能化建筑中，不僅有大量的電子設(shè)備，還有眾多的布線系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是十分復雜的。這些復雜的電子設(shè)備以及布線系統(tǒng)的耐壓等級是非常低的，因此對于其防干擾的要求必然會很高，如果在受到雷擊就更不堪了。在眾多智能化建筑中，大多數(shù)是屬于一級負荷的，基于這樣的情況，其設(shè)計人員在設(shè)計防雷建筑的時候，要注意采用多層屏蔽的籠形防雷體系。

（二）凈化系統(tǒng)

關(guān)于凈化空調(diào)系統(tǒng)控制自動監(jiān)控裝置，是可以設(shè)計成很多個單獨的系統(tǒng)的，比如說測量系統(tǒng)、數(shù)字計算機控制管理系統(tǒng)等。

二、 電力系統(tǒng)自動化改造的趨勢

（一）功能的多樣化

在過去，其電力系統(tǒng)的重點功能主要集中在發(fā)電和輸電這兩個方面，由于這兩個方面有一定的局限性，所以在傳輸?shù)倪^程中會出現(xiàn)一些狀況，比如說電能值大小轉(zhuǎn)換缺乏功能的問題等。但是，經(jīng)過電力系統(tǒng)自動化改造以后，其形勢有了良好的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的第一個就是系統(tǒng)的功能變得更加多樣化，在電壓轉(zhuǎn)變、電能分配等眾多方面有一定的改善，經(jīng)過這些改善，其電力系統(tǒng)就符合了有關(guān)系統(tǒng)高負荷運行狀態(tài)的基本操作要求了。

（二）結(jié)構(gòu)的簡單化

在阻礙電力系統(tǒng)功能發(fā)揮其作用的所有因素中，結(jié)構(gòu)這個因素對其的影響是最大的。導致操作人員在調(diào)控質(zhì)量這方面就經(jīng)常會出現(xiàn)一些差錯，這樣一來，一些設(shè)備在系統(tǒng)運行中就發(fā)揮不了其真正的作用了。電力系統(tǒng)在得到自動化改造后，其結(jié)構(gòu)也相應(yīng)的得到了一定程度的簡化，功能也比過去傳統(tǒng)模式功能好很多，對電力行業(yè)的發(fā)展有一定的促進作用。

（三）設(shè)備的智能化

在前面我們講到建筑智能化的作用，因此，設(shè)備的智能化也是非常重要的。智能化電力設(shè)備的作用是很廣的，在電廠發(fā)電、輸電、變電等眾多環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要的作用。在過去，其電力的人工操控設(shè)備的效率是比較低的，經(jīng)過改造之后，現(xiàn)在的自動化系統(tǒng)可以利用計算機來來進行控制工作以及其他工作等，可以提升作業(yè)的效率。

（四）操控的一體化

一旦電力系統(tǒng)設(shè)備也實現(xiàn)智能化之后，其系統(tǒng)的操控一體化也會隨即實現(xiàn)的。其操控的一體化不僅省時間、省資金以外，還對后期有關(guān)繼電保護工作也有一定促進作用。

三、繼電保護運用于自動化改造

（一）針對性

電力系統(tǒng)自動化改造是屬于技術(shù)改造范圍的，因此就需要處理一些系統(tǒng)的潛在問題。繼電保護是具有針對性的，這種針對性的對象是處理功能，根據(jù)不同的故障來采取不同的對策，這種對策必須要具有針對性，也就是因為這個故障而量身打造的。

（二）穩(wěn)定性

對于繼電保護來說，它的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在電力系統(tǒng)上，尤其是在故障發(fā)生后的一段穩(wěn)定狀態(tài)，這種穩(wěn)定性最大的作用就是防止故障對設(shè)備造成損害。對于設(shè)備來說，要發(fā)揮其功能必須要有很好的運行環(huán)境。

（三）可靠性

之所以要實施電力系統(tǒng)，其主要目的就是滿足每個客戶對用電的需求，其系統(tǒng)是否能夠真正的運行起來，在很大程度上也決定了每個用戶以及設(shè)備的用電質(zhì)量。繼電保護裝置在一定程度上為系統(tǒng)的正常運行提供了很多的保障。

自動化改造中的在線監(jiān)測系統(tǒng)

（一）絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

電氣設(shè)備的絕緣性能是非常重要的，它不僅關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全運行，還是維修的重要內(nèi)容之一。在我國現(xiàn)階段，電網(wǎng)還處于不斷建設(shè)的狀態(tài)，因此在這個期間設(shè)計的絕緣監(jiān)測系統(tǒng)大部分都是掛網(wǎng)運行的，比如說玻璃、復合絕緣子等，這些絕緣的裝置會因為外界的條件變化而隨之變化，其主要變化的變現(xiàn)為性能減弱?？偟膩碚f，絕緣監(jiān)測系統(tǒng)對電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行有一定的促進作用。

（二）雷擊監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路對電能的正常供應(yīng)有一定的影響，一旦輸電線路遭到雷擊，其電能的正常供應(yīng)必然會受到阻礙，這對于電氣設(shè)備來說，其持續(xù)運行必然會受到影響。因此，在原來的方案中就應(yīng)該考慮到這個問題，雷擊的危害是非常大的，所以一定要安裝雷擊檢測系統(tǒng)，以此來保護電氣設(shè)備。

（三）環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

前面我們有提到，電氣設(shè)備是會受到環(huán)境的影響的，比如說大氣溫度、濕度以及有害氣體等都會對電氣設(shè)備造成一定的損壞，因此環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的安裝是必要的。安裝環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是為了保護電氣設(shè)備的運行安全，防止設(shè)備發(fā)生故障的概率。

五、結(jié)束語

綜上所述，電氣工程在我國的地位是非常重要的，不僅是我國現(xiàn)代化發(fā)展的一項重點工程，還是我國科技進步發(fā)展的重要標志。電氣工程改造及其自動化的有關(guān)研究工作是必要的，因為這對企業(yè)自身的發(fā)展有一定的促進作用，電力企業(yè)應(yīng)該加強這方面的研究與管理工作，以此來提高電氣工程的整體水平。

參考文獻：

[1]包桂來.變頻調(diào)速技術(shù)在南鋼電氣工程改造中的應(yīng)用[J].電機與控制應(yīng)用,2009,36(3):35-37.

[2]林淵.電氣工程改造與自動化探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2012,(17).

第4篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

1 智能儀表系統(tǒng)的工作原理

智能儀表系統(tǒng)要想在農(nóng)業(yè)電氣自動化中達到徹底的應(yīng)用，有關(guān)人員必須對其工作原理完全了解，依據(jù)其工作原理，將其恰當好處的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中。傳感器是智能儀表系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其可以說是該系統(tǒng)的心臟。傳感器拾取被測參量的信息，并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)。由單片機逐路選通模擬開關(guān)，將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器，放大后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號后送入單片機中。單片機根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運算和處理。運算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行顯示和打?。煌瑫r，單片機把運算結(jié)果與存儲于片內(nèi)或EEPROM（電可擦除存貯器）內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進行運算比較后，根據(jù)運算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號。

2 智能儀表系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

2.1 能夠進行自動化操作。智能儀表系統(tǒng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸的擺脫了人類勞動，農(nóng)戶可以從土地中解放出來，去從事其他方面的工作。農(nóng)業(yè)自動化是現(xiàn)代化的典型標志，因此智能儀表系統(tǒng)的應(yīng)用是我國農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的重要表現(xiàn)。智能儀表系統(tǒng)每一個測量環(huán)節(jié)，都是微控制器進行操作，因此每個測量環(huán)節(jié)都是自動化。

2.2 能夠進行自測。智能儀表系統(tǒng)的自測功能有比較多，比如能夠自動凋零、自動診斷、自動檢驗等。如果系統(tǒng)出現(xiàn)了異常情況，系統(tǒng)會進行自動檢測，將故障部位查找出來，如果系統(tǒng)十分高級，甚至能夠診斷出故障原因。此種功能可以在儀表啟動時就發(fā)揮作用，在儀表運行過程中也能夠發(fā)揮作用，因此不必再派專門的人員進行監(jiān)控。系統(tǒng)運行期間發(fā)生故障，自會發(fā)出警報，診斷出故障部位，這對檢查人員來說，十分方便。

2.3 能夠進行數(shù)據(jù)處理。這是智能儀表系統(tǒng)最為顯著的特點。因為絕大多數(shù)智能儀表系統(tǒng)應(yīng)用的是單片機或者是微控制器，這樣如果某些問題硬件邏輯難以解決，軟件系統(tǒng)可以解決。比如數(shù)字萬用表基本不具備處理數(shù)據(jù)功能，只能進行電流、電壓測量，而智能儀表系統(tǒng)中的萬能表，除了能夠測量數(shù)據(jù)外，還能夠?qū)y量結(jié)果進行數(shù)據(jù)處理，比如取平均值、統(tǒng)計分等。這使得用戶不必為自己進行數(shù)據(jù)處理，同時也確保儀器測量精度。

2.4 能夠進行人際對話。智能儀表系統(tǒng)能夠進行人機對話，這使得人們只要輸入相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，就能夠找到相應(yīng)的信息，以便能夠及時采取對策。智能儀表系統(tǒng)應(yīng)用的是鍵盤，其與傳統(tǒng)的切換開關(guān)相比，更加的方便靈活，工作人員只需要掌握鍵盤輸入命令，即可進行測量。另外，智能儀表系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)信息處理結(jié)果報告給操作人員，操作人員通過顯示屏即可了解數(shù)據(jù)信息，這樣儀表操作不僅方便，還具有直觀性。

2.5 能夠進行可程控操作。因其具備這一功能，所以才得到了廣大農(nóng)業(yè)研究者的歡迎。現(xiàn)代智能儀表系統(tǒng)絕大多數(shù)都有通信接口，比如GPIB、RS485等，這樣系統(tǒng)能夠與PC機或者是其他儀器設(shè)備連接起來，構(gòu)成完整的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能更加齊全，能夠?qū)碗s任務(wù)進行測試。

3 智能儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

隨著智能儀器以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，智能儀表系統(tǒng)逐漸走入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化中，更好的為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化做貢獻，其中TFW-VIII型智能化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀得到了廣泛的應(yīng)用。TFW-VIII型智能化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀是一種綜合性能較全、測量精度較高、操作較簡單的一種智能化農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境實用的測量儀器，可以對土壤、水和空氣進行現(xiàn)場監(jiān)測。該儀器內(nèi)設(shè)置了GPS全球衛(wèi)星定位裝置，可以對測試地點的方位（經(jīng)緯度）和海拔高度有較準確的測定。在土壤方面，它能較精確地測試土壤內(nèi)的氮、磷、鉀和有機質(zhì)的含量，可以對土壤中的酸堿度（pH）值、鹽分（電導）、其他微量元素和地層溫度進行測量，對土壤的容積含水量進行現(xiàn)場速測，還可以對化肥進行檢測。在水質(zhì)測試方面，可以測試水中的溶解氧、水的濁度、溫度、pH值和水的電導率。除此以外，還能對測點空氣的溫度和濕度進行實時在線監(jiān)測。該儀器是一部數(shù)字化的智能型儀器，不僅設(shè)制了操作菜單、數(shù)據(jù)存儲和打印，還可以與計算機實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，能最大限度滿足使用者對被測物數(shù)據(jù)的測試、記錄和存儲的要求，是土肥站、農(nóng)科所及相關(guān)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測部門首選的儀器之一。

4 智能儀表系統(tǒng)的優(yōu)化

4.1 測量精度的提高

在智能儀表設(shè)計時，以測量精度作為主要的參數(shù)之一，為了提高儀表的測量精度，一般除了選擇性能好和精度高的元器件外，同時也可以利用微處理器對測量數(shù)據(jù)進行加工與處理，以減少測量過程中產(chǎn)生的隨機誤差和系統(tǒng)誤差。

4.2 系統(tǒng)的低功耗設(shè)計

高效率，低耗能是每個儀器的最終目標。智能儀表系統(tǒng)的低功耗設(shè)計是系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的一個重要方面。在低功耗設(shè)計時，應(yīng)重點考慮以下幾個方面：一是可選用CMOS集成電路，這是由于CMOS電路具有功耗低、抗干擾能力強和工作溫度范圍寬等特點；二是系統(tǒng)功耗和系統(tǒng)供電電壓存在著一定的關(guān)系，一般來說，供電電壓越高，系統(tǒng)功耗越大，因此低功耗單片微機系統(tǒng)應(yīng)盡量采用低電壓供電，這樣既能減少系統(tǒng)功耗，又有利于電池供電。

第5篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；商業(yè)模式；電信運營商；移動終端商

1.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

從技術(shù)發(fā)展角度看，傳感器網(wǎng)絡(luò)（Sensor Network）的概念最早由美國軍方提出，起源于1978年美國國防部高級研究計劃局（DARPA）開始資助卡耐基梅隆大學進行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究項目，當時此概念局限于由若干具有無線通信能力的傳感器節(jié)點自組織構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。隨著近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多種接入網(wǎng)絡(luò)以及智能計算技術(shù)的飛速發(fā)展，2008年2月，ITU-T發(fā)表了《泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)（Ubiquitous Sensor Networks）》研究報告。在報告中，ITU-T指出傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)向泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，它是由智能傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)，可以以“任何地點、任何時間、任何人、任何物”的形式被部署。該技術(shù)可以在廣泛的領(lǐng)域中推動新的應(yīng)用和服務(wù)，從安全保衛(wèi)和環(huán)境監(jiān)控到推動個人生產(chǎn)力和增強國家競爭力。

物聯(lián)網(wǎng)的基本功能在于人與人、人與物、物與物之間在任何時間和任何地點都能夠通過任何的網(wǎng)絡(luò)獲取任何的服務(wù)，物體也賦予了智能化?；緫?yīng)用大體分為三類：信息識別及位置監(jiān)控、（環(huán)境、物品屬性）動態(tài)監(jiān)測類、智能控制類。

物聯(lián)網(wǎng)的一個突出特點就是將跨行業(yè)的物品信息，通過統(tǒng)一的接日標準和標識標準，集中存儲、處理，實現(xiàn)跨行業(yè)信息資源共享，更廣范圍的協(xié)調(diào)處理，讓世界變得更有“感知力”，更加“智慧”。

物聯(lián)網(wǎng)采取集中計算處理和分布式計算處理兩種信息處理模式同時采用，極大增強了邊緣網(wǎng)絡(luò)的快速反應(yīng)能力，物體可嵌入智能芯片，讓物品“更智能”，反應(yīng)速度更快，邊緣網(wǎng)絡(luò)的處理能力更強。

物聯(lián)網(wǎng)自身具備三個特征：（l）全面感知：即利用RFID，傳感器等隨時隨地獲取物體的信息；（2）可靠傳遞：通過各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實時準確地傳遞出去；（3）智能處理：利用云計算，模糊識別等各種智能計算技術(shù)，對海量的數(shù)據(jù)和信息進行分析和處理，對物體實施智能化的控制。

2.物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的基本功能包括：智能控制，信息識別，位置監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測功能等，在業(yè)務(wù)上分為垂直應(yīng)用模式，行業(yè)共性平臺模式和公共服務(wù)模式。垂直應(yīng)用是針對一個企業(yè)或者行業(yè)開展業(yè)務(wù)，滿足特定的行業(yè)和企業(yè)要求，例如電力，石油、鐵路、公路的企業(yè)應(yīng)用；而行業(yè)共性模式是一類行業(yè)及其相關(guān)的行業(yè)和企業(yè)，例如物流相關(guān)領(lǐng)域，醫(yī)療相關(guān)領(lǐng)域等。雖然目前物聯(lián)網(wǎng)處在零散應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)啟動期，但是應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，目前已經(jīng)較為成熟的應(yīng)用包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、物流信息化系統(tǒng)、智能交通系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施安全系統(tǒng)等。2009年三大電信運營商推出物聯(lián)網(wǎng)的初級業(yè)務(wù)，其中包括中移動推出的手機錢包、手機購電業(yè)務(wù)；中國電信的“平安e家”業(yè)務(wù)；聯(lián)通的無線環(huán)保監(jiān)測平臺等，正在用創(chuàng)新的應(yīng)用來吸引客戶。行業(yè)應(yīng)用在最近的1年中有了飛速的發(fā)展，相應(yīng)的研究與應(yīng)用已經(jīng)擴展智能物流、智能樓宇、金融安防，工業(yè)監(jiān)測、智能交通、平安家居、智能消防、環(huán)境保護、政府工作、食品溯源、醫(yī)療健康等多個領(lǐng)域。

2.1智能交通

現(xiàn)在各地城市遍布交通攝像頭和一些交通情況檢測傳感器，這些傳感器連接到交管中心，形成了一張城市交通監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，目前的攝像系統(tǒng)功能比較簡單，基本上是糾察違章行為，可以稱為“交通監(jiān)測傳感網(wǎng)”。在此基礎(chǔ)上，補充信息處理的軟件硬件，充分利用獲得的信息，進行交通流量實時分析、預(yù)測，建立一種向車輛反饋指揮的體系，誘導、分流車輛，預(yù)判和防止交通事故，將會大大改善現(xiàn)有城市交通狀況，我們將會在一個更加智能的交通環(huán)境中行車。這就是物聯(lián)網(wǎng)在“智能交通”中的應(yīng)用。

2.2智能家庭

“智能化家庭應(yīng)用”系統(tǒng)依托移動網(wǎng)絡(luò)、固定電話網(wǎng)、寬帶城域網(wǎng)和具有網(wǎng)絡(luò)計算機功能的家庭生活設(shè)備組成的服務(wù)系統(tǒng)，采取目前國際先進的西門子技術(shù)，由家庭網(wǎng)關(guān)，智能化安全防護系統(tǒng)，智能化家庭生活設(shè)備，例如空調(diào)、冰箱、洗衣機、生活電器、電視、電腦等組成。它具有安全防護，家庭電器設(shè)備管理，家庭娛樂，家庭通信等智能化功能。

2.3醫(yī)療保健

醫(yī)療健康工作與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合將給國家的醫(yī)療事業(yè)帶來的深遠影響，尤其是對于距離市區(qū)醫(yī)院或醫(yī)療機構(gòu)數(shù)百公里之外的欠發(fā)達社區(qū)。結(jié)合3G網(wǎng)的移動醫(yī)療健康工具無疑是解決農(nóng)村地區(qū)專業(yè)醫(yī)療人員及醫(yī)療設(shè)備匾乏問題的有效方法之一。

2.4食品溯源

食品溯源是指在食物鏈的各個環(huán)節(jié)（包括生產(chǎn)、加工、分送以及銷售等）中，食品及其相關(guān)信息能夠被追蹤和回溯，使食品的整個生產(chǎn)經(jīng)營活動處于有效地監(jiān)控之中。不過，食品溯源的定義有多種表示，即：（l）國際標準化組織（1509000/2000）將食品溯源定義為：溯源產(chǎn)品的地點、使用、以及來源的能力；（2）國際食品法典委員會（CAC）將食品溯源定義為：鑒別/識別食品如何變化、來自何處、送往何地、以及產(chǎn)品之間的關(guān)系和信息的能力：歐盟將食品溯源定義為：在整個食物鏈全過程中發(fā)現(xiàn)和追蹤食品生產(chǎn)、加工、配送、以及用于食品生產(chǎn)的動物的飼料或其它原料的可能性。

3.物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)的細分市場有公共管理與服務(wù)，企業(yè)應(yīng)用，個人和家庭應(yīng)用三部分。按照馬斯洛需求層次理論分類：把需求分成生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求、和自我實現(xiàn)需求五類，依次由較低層次到較高層次排列。馬斯洛指出了人的需要是由低級向高級不斷發(fā)展的，先關(guān)心的是低級需求然后才關(guān)注高級需求。

智能家居的特點：智能，低碳概念，舒適，實用和個性，因此歸為自我實現(xiàn)需求；智能交通的特點：安全，快捷，屬于安全需求；遠程醫(yī)療涉及診斷、監(jiān)測，屬于生理需求；食品溯源涉及食品安全，健康，屬于安全需求；環(huán)境監(jiān)測涉及環(huán)境衛(wèi)生，健康，屬于安全需求。

馬斯洛的需求層次理論，在一定程度上反映了人類行為和心理活動的共同規(guī)律。馬斯洛從人的需要出發(fā)研究人的行為和探索人的激勵，抓住了問題的關(guān)鍵；指出了人的需要是由低級向高級不斷發(fā)展的，這一趨勢基本上符合人的需要發(fā)展規(guī)律的。這個理論本來是用在人事管理領(lǐng)域的，但是這里用這個分類標識物聯(lián)網(wǎng)新應(yīng)用對人的需求滿足的層次。因為人總是會優(yōu)先滿足底層需求，所以可以分析出各個應(yīng)用的發(fā)展前景。也就是說當個人用戶可以自主選擇物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)時，定位在滿足生理和安全的大眾需求會在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期會較快的滿足客戶，快速實現(xiàn)規(guī)模化。從現(xiàn)在的情況看，即使定位于高層需求的智能家居，在發(fā)展過程中依然是把推廣家庭安防作為優(yōu)先推廣的應(yīng)用。對于企業(yè)和組織客戶來說，那些能夠解決當前問題和降低成本提高效率的應(yīng)用是最需要的，也會是市場接受程度最高的。

【參考文獻】

[1]菲利普·科特勒[美]著，梅清豪譯，《Marketing Management》（Eleventh Edition），中文名稱《營銷管理》（第12版）.上海人民出版社，2006.

第6篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

關(guān)鍵字：智能儀表系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)電氣 計算機 實驗室

中圖分類號：P634.3+6 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展, 儀表的智能化程度將越來越高。智能化測量控制儀表的發(fā)展也尤為迅速。國內(nèi)市場上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣的智能化測量控制儀表, 如能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計, 能夠進行程序控溫的智能多段溫度控制儀, 能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID和各種復雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器,以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等。國際上智能測量儀表更是品種繁多。例如, 美國HONEYWELL公司生產(chǎn)的DSTJ- 3000系列智能變送器, 能進行差壓值狀態(tài)的復合測量, 能夠?qū)ψ兯推鞅倔w的溫度和靜壓等實現(xiàn)自動補償, 其精度可以達到 0. 1%FS; 美國RACA-DANA公司的9303型超高電平表, 利用微處理器消除電流流經(jīng)電阻所產(chǎn)生的熱噪聲, 測量電平可低達-77dB; 美國FLUKE公司生產(chǎn)的超級多功能校準器5520A, 內(nèi)部采用了3個微處理器, 其短期穩(wěn)定性達到110-6, 線性度可達到0. 510-6; 美國FOXBORO公司生產(chǎn)的數(shù)字化自整定調(diào)節(jié)器, 采用了專家系統(tǒng)技術(shù), 能夠根現(xiàn)場參數(shù)迅速地整定調(diào)節(jié)器, 特別適合于對象變化頻繁或非線性的控制系統(tǒng)。

1 智能儀表系統(tǒng)的工作原理

了解智能儀表系統(tǒng)的工作原理是將其應(yīng)用于各個領(lǐng)域的基礎(chǔ)。智能儀表系統(tǒng)中其最主要的部分是傳感器，傳感器相當于智能儀表系統(tǒng)的心臟。傳感器拾取被測參量的信息, 并轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)。由單片機逐路選通模擬開關(guān), 將各輸入通道的信號逐一送入程控增益放大器, 放大后的信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號后送入單片機中。單片機根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運算和處理(如非線性校正等)。運算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行顯示和打印; 同時, 單片機把運算結(jié)果與存儲于片內(nèi)FlashROM(閃速存儲器)或EEPROM(電可擦除存貯器)內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進行運算比較后, 根據(jù)運算結(jié)果和控制要求,輸出相應(yīng)的控制信號(如報警裝置觸發(fā)和繼電器觸點等)。此外, 智能儀器還可以與PC機組成分布式測控系統(tǒng), 由單片機作為下位機采集各種測量信號與數(shù)據(jù), 通過串行通信將信息傳輸給上位機 PC機, 由PC機進行全局管理。

2智能儀表系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

隨著智能儀器以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，智能儀表系統(tǒng)逐漸走入農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化中，更好的為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化做貢獻，其中TFW-VIII型智能化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀得到了廣泛的應(yīng)用。TFW-VIII型智能化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀是一種綜合性能較全、測量精度較高、操作較簡單的一種智能化農(nóng)業(yè)及生態(tài)環(huán)境實用的測量儀器, 可以對土壤、水和空氣進行現(xiàn)場監(jiān)測。該儀器內(nèi)設(shè)置了GPS全球衛(wèi)星定位裝置, 可以對測試地點的方位(經(jīng)緯度)和海拔高度有較準確的測定。在土壤方面, 它能較精確地測試土壤內(nèi)的氮、磷、鉀和有機質(zhì)的含量, 可以對土壤中的酸堿度( pH)值、鹽分(電導)、其他微量元素和地層溫度進行測量, 對土壤的容積含水量進行現(xiàn)場速測, 還可以對化肥進行檢測。在水質(zhì)測試方面, 可以測試水中的溶解氧、水的濁度、溫度、pH值和水的電導率。除此以外, 還能對測點空氣的溫度和濕度進行實時在線監(jiān)測。該儀器是一部數(shù)字化的智能型儀器, 不僅設(shè)制了操作菜單、數(shù)據(jù)存儲和打印, 還可以與計算機實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng), 能最大限度滿足使用者對被測物數(shù)據(jù)的測試、記錄和存儲的要求, 是土肥站、農(nóng)科所及相關(guān)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測部門首選的儀器之一。TFW-VIII型智能化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測儀的主要技術(shù)

3智能儀表系統(tǒng)的功能特點

3. 1 操作自動化

自動化的儀器操作使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)越來越傾向于自動化，減少了體力勞動，是農(nóng)業(yè)越來越現(xiàn)代化。儀表的整個測量過程(如鍵盤掃描、量程選擇、開關(guān)啟動閉合、數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理以及顯示打印等)都用單片機或微控制器來控制操作, 實現(xiàn)測量過程的全部自動化。

3. 2 具有自測功能

包括自動調(diào)零、自動故障與狀態(tài)檢驗、自動校準、自診斷及量程自動轉(zhuǎn)換等。智能儀表能自動檢測出故障的部位甚至故障的原因。這種自測試可以在儀表啟動時運行, 同時也可在儀表工作中運行, 極大地方便了儀表的維護。

3. 3 具有數(shù)據(jù)處理功能

數(shù)據(jù)處理功能是智能儀表的主要優(yōu)點之一。智能儀表由于采用了單片機或微控制器, 使得許多原來用硬件邏輯難以解決或根本無法解決的問題, 可以用軟件非常靈活地加以解決。例如, 傳統(tǒng)的數(shù)字萬用表只能測量電阻、交直流電壓和電流等, 而智能型的數(shù)字萬用表不僅能進行上述測量, 而且還具有對測量結(jié)果進行諸如零點平移、取平均值、求極值和統(tǒng)計分析等復雜的數(shù)據(jù)處理功能, 不僅使用戶從繁重的數(shù)據(jù)處理中解放出來, 而且有效的提高了儀表的測量精度。

3. 4具有友好的人機對話能力

友好的人機對話能力是智能機器的必備特點，良好的人際關(guān)系使人們更能準確的了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的相關(guān)信息，做出正確的應(yīng)對措施。智能儀表使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表中的切換開關(guān),操作人員只需通過鍵盤輸入命令, 就能實現(xiàn)某種測量功能。與此同時, 智能儀表還通過顯示屏將儀表的運行情況、工作狀態(tài)以及對測量數(shù)據(jù)的處理結(jié)果及時告訴操作人員, 使儀表的操作更加方便和直觀。

3. 5 具有可程控操作能力

良好的可操控能力，為其在農(nóng)業(yè)中的使用奠定了基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)自動化越來越被人們認可。一般智能儀表都配有GPIB, RS232C, RS485等標準的通信接口, 可以很方便地與PC機和其他儀器一起組成用戶所需要的多種功能的自動測量系統(tǒng), 來完成更復雜的測試任務(wù)。

4智能儀表系統(tǒng)的優(yōu)化

4. 1測量精度的提高

在智能儀表設(shè)計時,以測量精度作為主要的參數(shù)之一， 為了提高儀表的測量精度,一般除了選擇性能好和精度高的元器件外, 同時也可以利用微處理器對測量數(shù)據(jù)進行加工與處理, 以減少測量過程中產(chǎn)生的隨機誤差和系統(tǒng)誤差。

4. 2 系統(tǒng)的低功耗設(shè)計

高效率，低耗能是每個儀器的最終目標。智能儀表系統(tǒng)的低功耗設(shè)計是系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的一個重要方面。在低功耗設(shè)計時, 應(yīng)重點考慮以下幾個方面: 一是可選用CMOS集成電路, 這是由于CMOS電路具有功耗低、抗干擾能力強和工作溫度范圍寬等特點; 二是系統(tǒng)功耗和系統(tǒng)供電電壓存在著一定的關(guān)系, 一般來說, 供電電壓越高, 系統(tǒng)功耗越大, 因此低功耗單片微機系統(tǒng)應(yīng)盡量采用低電壓供電, 這樣既能減少系統(tǒng)功耗, 又有利于電池供電; 三是COMS器件的輸入端不能懸空, 以免輸入電平不穩(wěn)而使電路來回翻轉(zhuǎn), 從而使系統(tǒng)功耗增大; 四是采用低功耗工作方式, 如單片機的待機、掉電工作方式或存儲器的維持工作方式等; 五是采用分區(qū)分時供電方式。

4. 3系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計

儀器的抗干擾性決是測量一個儀器性能的其中一個指標，抗干擾性越強，環(huán)境對儀器造成的影響就越小，從而能更廣泛的推進儀器的適用范圍。影響智能儀表可靠性與安全運行的主要因素是來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾, 以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等情況。這些干擾對智能儀表系統(tǒng)造成的后果主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集誤差加大、控制狀態(tài)失靈、數(shù)據(jù)的干擾變化以及程序運行失常等方面。為此, 可以針對供電系統(tǒng)、過程通道、外部噪聲源、印制電路板及電路采取抗干擾措施。

結(jié)語

隨著我國農(nóng)業(yè)政策的不斷改進和完善，農(nóng)業(yè)自動化越來越接近我們現(xiàn)實生活，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化將是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標之一，智能儀表系統(tǒng)也將越來越廣泛的應(yīng)用于我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展之中，成為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展必不可少的條件之一?，F(xiàn)在的智能儀表系統(tǒng)發(fā)展尚不完善，隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，智能儀表系統(tǒng)將能走進普通農(nóng)民的生活之中，使農(nóng)業(yè)發(fā)展最大化的利用可以利用的資源，不造成浪費，最大化的提高我國農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)率。

參考文獻:

第7篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

“節(jié)能減排”的概念出自我國“十一五”規(guī)劃，“十二五”規(guī)劃進一步明確提出了節(jié)能減排的目標?！肮?jié)能減排”不能只是空口號也不能只是紙上談兵，政府作為環(huán)境保護的主體不僅僅要制定節(jié)能減排的方針，更應(yīng)是各項節(jié)能減排措施的制定者、實施者和監(jiān)督者。環(huán)境監(jiān)測是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的重要組成部分，因為在現(xiàn)在社會，企業(yè)決策者總是以經(jīng)濟利益最大化作為目標，很少能主動考慮環(huán)境問題。

2.環(huán)境監(jiān)測在節(jié)能減排中發(fā)揮的時效作用

2.1我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展

現(xiàn)在我國從80年代就開始注意環(huán)境問題，我國環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展也已經(jīng)有50多年歷史[3]，因而建立的環(huán)境監(jiān)測體系也較為成熟，但是還存在著一定的不足之處。我國不僅僅在國家級層面上設(shè)立了環(huán)境監(jiān)測總站，還設(shè)立了省、市、縣三級監(jiān)測網(wǎng)站，從事環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)的人員也不斷增加，而且從業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)也不斷提高。除此之外，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國環(huán)境監(jiān)測的設(shè)備也越來越精良，也在逐步實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的智能化，同時也向著信息化的方向不斷邁進。除了“硬件”配備的不斷發(fā)展，我國環(huán)境監(jiān)測取得的成效也是有目共睹的。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是指針對環(huán)境污染問題而設(shè)立的，融監(jiān)測和預(yù)防于一體的技術(shù)。首先我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了對大氣、水、城市噪音等污染的全面監(jiān)測，也成為我國污染物減排的三大支持體系之一,為我國減排工作做出了巨大貢獻。

2.2我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)揮的作用

首先，我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)能將收集到的信息及時上報，從而可以通過相關(guān)媒體使公眾及時了解我國目前污染物的排放情況。例如，當環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)收集大氣中PM2.5的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，形成一定的報告，公眾在獲得了該報告后會針對目前的大氣狀況進行不同的生產(chǎn)、生活安排。其次，環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)可以成為我國制定相關(guān)政策法規(guī)的依據(jù)。我國環(huán)境法規(guī)的制定要根據(jù)具體的國情，這樣才能有的放矢，以求通過最小的公共成本取得最大的社會效益。此外環(huán)境監(jiān)測也是我國環(huán)境法規(guī)的實施狀況的一種反饋，并能為相關(guān)職能部門提供執(zhí)法依據(jù)。再者，環(huán)境監(jiān)測行為有利于社會公眾的環(huán)保行為。尤其當監(jiān)測數(shù)據(jù)曝光后，會引起社會各界的廣泛關(guān)注，對于普通民眾而言，可能反省自身行為并且在以后的生活中提高自身的環(huán)保意識。對于商品生產(chǎn)者或者決策者而言也可能做出一些環(huán)保反應(yīng)，例如：在以后的生產(chǎn)經(jīng)營決策中可能會考慮消費者環(huán)保意識、加大環(huán)保建設(shè)投資，抑或更注重樹立自身的環(huán)保形象，尤其是對于污染型企業(yè)可能產(chǎn)生更顯著的影響。從這個角度出發(fā)，環(huán)境監(jiān)測能起到促使企業(yè)從污染型向環(huán)境友好型的轉(zhuǎn)變。[2]最后，環(huán)境監(jiān)測有利于我國社會進步。良好的生存環(huán)境是社會文明的重要標志之一，也是社會進步的表現(xiàn)，環(huán)境監(jiān)測可以幫助民眾及時發(fā)現(xiàn)我們所面臨的環(huán)境問題，并對將來的發(fā)展趨勢進行一定的預(yù)測，同時尋找解決環(huán)境問題的有效措施，以促進社會穩(wěn)定有序的發(fā)展。

3.有效的環(huán)境監(jiān)測措施探究

綜上所述，環(huán)境監(jiān)測工作是我國實現(xiàn)節(jié)能減排的一項基本工作，是我國實施可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)和有力保障。為了我國環(huán)境監(jiān)測工作的有效實施，本文在此對如何有效地實施環(huán)境監(jiān)測進行了以下初步探究。

3.1完善環(huán)境監(jiān)測法規(guī)，明確政府責任

我國目前已經(jīng)建立了較為完善的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但是在環(huán)境法規(guī)方面，多是以監(jiān)測對象為客體的，很少有針對監(jiān)測主體自身的法規(guī)，要更好的實施環(huán)境監(jiān)測工作，首先要完善相關(guān)法規(guī)，更要明確在環(huán)境監(jiān)測過程中的政府責任。在環(huán)境監(jiān)管過程中要嚴格、規(guī)范地執(zhí)行《環(huán)境監(jiān)測管理辦法》，以保障環(huán)境監(jiān)測結(jié)果的規(guī)范性和準確性，進而才能更好地發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測在節(jié)能減排中的作用。除了立法的角度，政府更應(yīng)該轉(zhuǎn)變環(huán)境監(jiān)測理念，明確監(jiān)測過程中的責任。而且針對不同地區(qū)不同環(huán)境狀況，各環(huán)境監(jiān)測站點的工作也應(yīng)該有所偏重，各級政府各司其職，才能保證環(huán)境監(jiān)測工作順利有效的進行。

3.2提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量，完善監(jiān)測體系

環(huán)境監(jiān)測體系是節(jié)能減排的主要支撐體系之一，是節(jié)能減排決策的重要信息源，只要保證環(huán)境監(jiān)測有效性的前提下，才能確保基節(jié)能減排工作實施的科學性。要提高環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量首先要加大對環(huán)境監(jiān)測工作的投入，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，要想實現(xiàn)更好的監(jiān)測效果就需要引進先進的配套設(shè)施，所以資金的投入是必不可少的。在設(shè)施的引進上，除了要考慮引進大型的、自動化、智能化的裝備之外，還要考慮針對不同環(huán)境和不同污染問題的小型的、便攜式的配套設(shè)施，將生物、光電等高科技技術(shù)不斷的應(yīng)用到其中，實現(xiàn)先進技術(shù)和先進設(shè)施的結(jié)合，從而實現(xiàn)對環(huán)境的全面監(jiān)測。對于整個監(jiān)測體系而言，環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)還需要進一步的完善。雖然我國目前已經(jīng)建立起了較為完善的三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，但是近幾年環(huán)境污染事件依然頻頻被曝光，這同時也暴露了我國環(huán)境監(jiān)測體系存在的漏洞。進一步完善我國環(huán)境監(jiān)測體系首先要保證信息的實時性和準確性，進而要增加網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測站點的數(shù)量，做到對環(huán)境的無死角監(jiān)測。除此之外還要對不同的環(huán)境污染類型設(shè)立相應(yīng)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，以及時應(yīng)對各種環(huán)境污染事件。

3.3以人為本，提高技術(shù)人員專業(yè)素養(yǎng)

第8篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

關(guān)鍵詞：S3C6410；ZigBee；嵌入式技術(shù)；智能家居

中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.10036199.2017.01.015

1引言

近年來，人們對家庭居住環(huán)境的要求隨著科學技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高而越來越高。各大廠商帶動的智能設(shè)備普及化使得現(xiàn)代家居向著高度智能化、人性化的方向發(fā)展。

智能家居是一個居住環(huán)境，是以住宅為平臺安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，實施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成[1]。它是融合了自動化控制系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的網(wǎng)絡(luò)化智能化的家居控制系統(tǒng)[2]。本文以三星公司S3C6410處理器為智能網(wǎng)關(guān)的核心處理器，利用ZigBee模塊、Wi-Fi模塊及多種移動終端設(shè)計了一個智能家居系統(tǒng)，使分立的設(shè)備通過無線介質(zhì)構(gòu)成一個整體，實現(xiàn)了防盜自動報警、燈具自動控制、家庭環(huán)境監(jiān)測、遠程控制電器設(shè)備等功能，使家居更安全、舒適、節(jié)能、環(huán)保。

2系統(tǒng)總體設(shè)計

本文旨在構(gòu)建一套能夠?qū)崟r監(jiān)測控制家庭環(huán)境的智能家居系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過無線傳感器獲取家中各個房間的環(huán)境數(shù)據(jù)并傳輸至網(wǎng)關(guān)，用戶可用手機向智能網(wǎng)關(guān)請求查詢環(huán)境數(shù)據(jù)，當家庭環(huán)境發(fā)生異常時通知用戶并做出相應(yīng)反應(yīng)；通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭實時采集家中的視頻圖像，方便用戶進行可視化管理；通過無線紅外遙控模塊，用戶可隨時用手機對家用電器等進行控制。其系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如圖1所示。

根據(jù)用戶需求和實際情況本系統(tǒng)有以下幾個子系統(tǒng)：

1）智能網(wǎng)關(guān)控制系統(tǒng)：是整個智能家居監(jiān)控系統(tǒng)的核心，負責傳感器的數(shù)據(jù)采集和控制、與手機端的交互，并對系統(tǒng)進行管理；

2）智能照明控制系統(tǒng)：通過繼電器和智能調(diào)光模塊達到對家庭燈光的控制，讓用戶可以使用手機遠程操作任意房間里燈光的開關(guān)和亮度；

3）智能家電管理系統(tǒng)：通過繼電器和無線紅外遙控模塊，在無須對現(xiàn)有家電改造的情況下實現(xiàn)遠程控制的功能；

4）智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)：通過ZigBee終端設(shè)備上的溫濕度、氣體等傳感器，實時采集家庭的環(huán)境數(shù)據(jù)并通過協(xié)調(diào)器上傳至網(wǎng)關(guān)，當網(wǎng)關(guān)分析判斷有異常數(shù)據(jù)時，自動做出相應(yīng)的反應(yīng)并發(fā)送報告信息至用戶手機。

5）智能安防監(jiān)測系統(tǒng)：通過ZigBee終端設(shè)備上的氣體、人體紅外感應(yīng)等傳感器、門磁開關(guān)控制器等，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)攝像頭，實時監(jiān)測是否會發(fā)生煤氣泄漏、外來人員闖入、火災(zāi)等特殊情況。當特殊情況發(fā)生時系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)并將情況發(fā)送至用戶手機。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1智能網(wǎng)關(guān)模塊

智能網(wǎng)關(guān)是智能家居系統(tǒng)的總控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)布網(wǎng)絡(luò)之間的通信，通過ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)對終端設(shè)備進行實時監(jiān)控和管理[3]。智能網(wǎng)關(guān)主要由微處理器、存儲系統(tǒng)、電源模塊、以太網(wǎng)模塊、通信模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊和擴展接口等部分組成。本系統(tǒng)采用三星的S3C6410芯片作為智能網(wǎng)關(guān)的處理芯片，它是一個16/32位的微處理器，該芯片采用ARM1176JZF-S內(nèi)核。以太網(wǎng)模塊將網(wǎng)關(guān)接入到Internet上，方便用戶實行遠程控制；ZigBee模塊實現(xiàn)網(wǎng)關(guān)與家庭ZigBee網(wǎng)絡(luò)之間的通信，能夠監(jiān)控ZigBee節(jié)點。智能網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

3.2ZigBee通信模塊

本系統(tǒng)采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中的星型結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是由一個協(xié)調(diào)器和多個終端設(shè)備組成的，該網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)簡單，比較適用于家庭這種小范圍的室內(nèi)場合。協(xié)調(diào)器主要負責創(chuàng)建內(nèi)部無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，并通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與智能網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳輸。終端節(jié)點負責接收執(zhí)行協(xié)調(diào)器傳來的命令，并把采集到的信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器[4][5]。

ZigBee模塊采用美國德州儀器公司生產(chǎn)的CC2530芯片，該芯片提供了一個IEEE802.15.4兼容無線收發(fā)器，使用8051CPU內(nèi)核，包含了系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8KB RAM和許多其它強大的功能。CC2530具有2個USART、8位和16位定時器、看門狗定時器、8路輸入可配置的12位ADC、21個GPIO、AES128協(xié)同處理器，硬件支持CSMA-CA、強大的DMA功能等。由于其硬件設(shè)計簡單，封裝小，功耗低，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用[6]。ZigBee通信模塊是組建家庭內(nèi)網(wǎng)的基本單元，通過ZigBee通信模塊把家庭內(nèi)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計

4.1ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件設(shè)計

由于本文采用的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用星型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是由一個協(xié)調(diào)器和多個終端設(shè)備組成的，所以需要對這兩種設(shè)備分別進行軟件設(shè)計。

1）協(xié)調(diào)器的軟件設(shè)計

協(xié)調(diào)器的主要功能有：網(wǎng)絡(luò)的建立與維護、與家庭網(wǎng)關(guān)的串口通信、與終端設(shè)備的無線通信、設(shè)置外出/調(diào)溫模式以及控制協(xié)調(diào)器上的電器設(shè)備。協(xié)調(diào)器是終端設(shè)備與嵌入式家庭網(wǎng)關(guān)進行通信的橋梁：與終端設(shè)備通信時，協(xié)調(diào)器監(jiān)聽無線數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，將接收到的終端設(shè)備的數(shù)據(jù)通過串口透明傳輸?shù)姆绞睫D(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)。與網(wǎng)關(guān)串口通信時，協(xié)調(diào)器監(jiān)聽串口數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)，將用戶在客戶端下達的命令通過無線的方式轉(zhuǎn)發(fā)給終端設(shè)備。ZigBee協(xié)調(diào)器的工作流程圖如圖3所示。

2）終端設(shè)備的軟件設(shè)計

終端設(shè)備的主要功能有：掃描周圍的ZigBee網(wǎng)絡(luò)并申請加入、采集數(shù)據(jù)并發(fā)送給協(xié)調(diào)器、執(zhí)行協(xié)調(diào)器的命令[7]。ZigBee終端設(shè)備的工作流程圖如圖4所示。

4.2Android手機控制端的軟件設(shè)計

Android手機端的主要功能有：與服務(wù)器建立連接、查詢家中情況、控制家中設(shè)備和對智能家居系統(tǒng)進行配置。手機端主要有查詢模塊、控制模塊和配置模塊，其應(yīng)用請求處理流程圖如圖5所示。5結(jié)論

本文提出了基于ZigBee技術(shù)的新型智能家居檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。本系統(tǒng)實現(xiàn)了防盜自動報警、燈具自動控制、家庭環(huán)境監(jiān)測、遠程控制電器設(shè)備等功能。與傳統(tǒng)的智能家居相比，本系統(tǒng)價格低廉、易于實現(xiàn)和維護、使用方便，有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻

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第9篇：環(huán)境監(jiān)測智能化范文

為了能夠與信息時代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強的技術(shù)發(fā)展趨勢保持一致，對于傳感器性能指標（包括精確性、可靠性、靈敏性等）的要求越來越嚴格；與此同時，傳感器系統(tǒng)的操作友好性亦被提上了議事日程，因此還要求傳感器必須配有標準的輸出模式；而傳統(tǒng)的大體積弱功能傳感器往往很難滿足上述要求，所以它們已逐步被各種不同類型的高性能微型傳感器所取代；后者主要由硅材料構(gòu)成，具有體積小、重量輕、反應(yīng)快、靈敏度高以及成本低等優(yōu)點。

1.1由計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)和微機電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)引發(fā)的傳感器微型化

目前，幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計向基于計算機輔助設(shè)計（CAD）的模擬式工程化設(shè)計轉(zhuǎn)變，從而使設(shè)計者們能夠在較短的時間內(nèi)設(shè)計出低成本、高性能的新型系統(tǒng)，這種設(shè)計手段的巨大轉(zhuǎn)變在很大程度上推動著傳感器系統(tǒng)以更快的速度向著能夠滿足科技發(fā)展需求的微型化的方向發(fā)展。

對于微機電系統(tǒng)（MEMS）的研究工作始于20世紀60年代，其研究范疇涉及材料科學、機械控制、加工與封裝工藝、電子技術(shù)以及傳感器和執(zhí)行器等多種學科，是一個極具前景的新興研究領(lǐng)域。MEMS的核心技術(shù)是研究微電子與微機械加工與封裝技術(shù)的巧妙結(jié)合，期望能夠由此而制造出體積小巧但功能強大的新型系統(tǒng)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，尤其最近十多年的研究與發(fā)展，MEMS技術(shù)已經(jīng)顯示出了巨大的生命力，此項技術(shù)的有效采用將信息系統(tǒng)的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了一個新的高度。在當前技術(shù)水平下，微切削加工技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出來具有不同層次的3D微型結(jié)構(gòu)，從而可以生產(chǎn)出體積非常微小的微型傳感器敏感元件，象毒氣傳感器、離子傳感器、光電探測器這樣的以硅為主要構(gòu)成材料的傳感/探測器都裝有極好的敏感元件[1]，[2]。目前，這一類元器件已作為微型傳感器的主要敏感元件被廣泛應(yīng)用于不同的研究領(lǐng)域中。

1.2微型傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀

就當前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，微型傳感器已經(jīng)對大量不同應(yīng)用領(lǐng)域，如航空、遠距離探測、醫(yī)療及工業(yè)自動化等領(lǐng)域的信號探測系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響；目前開發(fā)并進入實用階段的微型傳感器已可以用來測量各種物理量、化學量和生物量，如位移、速度/加速度、壓力、應(yīng)力、應(yīng)變、聲、光、電、磁、熱、PH值、離子濃度及生物分子濃度等

2智能化（Smart）

智能化傳感器（SmartSensor）是20世紀80年代末出現(xiàn)的另外一種涉及多種學科的新型傳感器系統(tǒng)。此類傳感器系統(tǒng)一經(jīng)問世即刻受到科研界的普遍重視，尤其在探測器應(yīng)用領(lǐng)域，如分布式實時探測、網(wǎng)絡(luò)探測和多信號探測方面一直頗受歡迎，產(chǎn)生的影響較大。

2.1智能化傳感器的特點

智能化傳感器是指那些裝有微處理器的，不但能夠執(zhí)行信息處理和信息存儲，而且還能夠進行邏輯思考和結(jié)論判斷的傳感器系統(tǒng)。這一類傳感器就相當于是微型機與傳感器的綜合體一樣，其主要組成部分包括主傳感器、輔助傳感器及微型機的硬件設(shè)備。如智能化壓力傳感器，主傳感器為壓力傳感器，用來探測壓力參數(shù)，輔助傳感器通常為溫度傳感器和環(huán)境壓力傳感器。采用這種技術(shù)時可以方便地調(diào)節(jié)和校正由于溫度的變化而導致的測量誤差，而環(huán)境壓力傳感器測量工作環(huán)境的壓力變化并對測定結(jié)果進行校正；而硬件系統(tǒng)除了能夠?qū)鞲衅鞯娜踺敵鲂盘栠M行放大、處理和存儲外，還執(zhí)行與計算機之間的通信聯(lián)絡(luò)。

通常情況下，一個通用的檢測儀器只能用來探測一種物理量，其信號調(diào)節(jié)是由那些與主探測部件相連接著的模擬電路來完成的；但智能化傳感器卻能夠?qū)崿F(xiàn)所有的功能，而且其精度更高、價格更便宜、處理質(zhì)量也更好。與傳統(tǒng)的傳感器相比，智能化傳感器具有以下優(yōu)點：

1．智能化傳感器不但能夠?qū)π畔⑦M行處理、分析和調(diào)節(jié)，能夠?qū)λ鶞y的數(shù)值及其誤差進行補償，而且還能夠進行邏輯思考和結(jié)論判斷，能夠借助于一覽表對非線性信號進行線性化處理，借助于軟件濾波器濾波數(shù)字信號。此外，還能夠利用軟件實現(xiàn)非線性補償或其它更復雜的環(huán)境補償，以改進測量精度。

2．智能化傳感器具有自診斷和自校準功能，可以用來檢測工作環(huán)境。當工作環(huán)境臨近其極限條件時，它將發(fā)出告警信號，并根據(jù)其分析器的輸入信號給出相關(guān)的診斷信息。當智能化傳感器由于某些內(nèi)部故障而不能正常工作時，它能夠借助其內(nèi)部檢測鏈路找出異?，F(xiàn)象或出了故障的部件。

3．智能化傳感器能夠完成多傳感器多參數(shù)混合測量，從而進一步拓寬了其探測與應(yīng)用領(lǐng)域，而微處理器的介入使得智能化傳感器能夠更加方便地對多種信號進行實時處理。此外，其靈活的配置功能既能夠使相同類型的傳感器實現(xiàn)最佳的工作性能，也能夠使它們適合于各不相同的工作環(huán)境。

4．智能化傳感器既能夠很方便地實時處理所探測到的大量數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)需要將它們存儲起來。存儲大量信息的目的主要是以備事后查詢，這一類信息包括設(shè)備的歷史信息以及有關(guān)探測分析結(jié)果的索引等；

5．智能化傳感器備有一個數(shù)字式通信接口，通過此接口可以直接與其所屬計算機進行通信聯(lián)絡(luò)和交換信息。此外，智能化傳感器的信息管理程序也非常簡單方便，譬如，可以對探測系統(tǒng)進行遠距離控制或者在鎖定方式下工作，也可以將所測的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程用戶等。

2.2智能化傳感器的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，智能化傳感器技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展時期，具有代表意義的典型產(chǎn)品是美國霍尼韋爾公司的ST-3000系列智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器，以及另外一些含有微處理器（MCU）的單片集成壓力傳感器、具有多維檢測能力的智能傳感器和固體圖像傳感器（SSIS）等。與此同時，基于模糊理論的新型智能傳感器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在智能化傳感器系統(tǒng)的研究和發(fā)展中的重要作用也日益受到了相關(guān)研究人員的極大重視。

指出的一點是：目前的智能化傳感器系統(tǒng)本身盡管全都是數(shù)字式的，但其通信協(xié)議卻仍需借助于4～20mA的標準模擬信號來實現(xiàn)。一些國際性標準化研究機構(gòu)目前正在積極研究推出相關(guān)的通用現(xiàn)場總線數(shù)字信號傳輸標準；不過，在眼下過渡階段仍大多采用遠距離總線尋址傳感器（HART）協(xié)議，即HighwayAddressableRemoteTransducer。這是一種適用于智能化傳感器的通信協(xié)議，與目前使用4～20mA模擬信號的系統(tǒng)完全兼容，模擬信號和數(shù)字信號可以同時進行通信，從而使不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品具有通用性。

能化傳感器多用于壓力、力、振動沖擊加速度、流量、溫濕度的測量，如美國霍尼韋爾公司的ST3000系列全智能變送器和德國斯特曼公司的二維加速度傳感器就屬于這一類傳感器。另外，智能化傳感器在空間技術(shù)研究領(lǐng)域亦有比較成功的應(yīng)用實例[6]。

發(fā)展中，智能化傳感器無疑將會進一步擴展到化學、電磁、光學和核物理等研究領(lǐng)域?？梢灶A(yù)見，新興的智能化傳感器將會在關(guān)系到全人類國民生的各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越大作用。

3多功能傳感器（Multifunction）

如前所述，通常情況下一個傳感器只能用來探測一種物理量，但在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，為了能夠完美而準確地反映客觀事物和環(huán)境，往往需要同時測量大量的物理量。由若干種敏感元件組成的多功能傳感器則是一種體積小巧而多種功能兼?zhèn)涞男乱淮綔y系統(tǒng)，它可以借助于敏感元件中不同的物理結(jié)構(gòu)或化學物質(zhì)及其各不相同的表征方式，用單獨一個傳感器系統(tǒng)來同時實現(xiàn)多種傳感器的功能。隨著傳感器技術(shù)和微機技術(shù)的飛速發(fā)展，目前已經(jīng)可以生產(chǎn)出來將若干種敏感元件綜裝在同一種材料或單獨一塊芯片上的一體化多功能傳感器。

3.1多功能傳感器的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式

概括來講，多功能傳感器系統(tǒng)主要的執(zhí)行規(guī)則和結(jié)構(gòu)模式包括：

（1）多功能傳感器系統(tǒng)由若干種各不相同的敏感元件組成，可以用來同時測量多種參數(shù)。譬如，可以將一個溫度探測器和一個濕度探測器配置在一起（即將熱敏元件和濕敏元件分別配置在同一個傳感器承載體上）制造成一種新的傳感器，這樣，這種新的傳感器就能夠同時測量溫度和濕度。

（2）將若干種不同的敏感元件精巧地制作在單獨的一塊硅片中，從而構(gòu)成一種高度綜合化和小型化的多功能傳感器。由于這些敏感元件是被綜裝在同一塊硅片中的，它們無論何時都工作在同一種條件下，所以很容易對系統(tǒng)誤差進行補償和校正。

（3）借助于同一個傳感器的不同效應(yīng)可以獲得不同的信息。以線圈為例，它所表現(xiàn)出來的電容和電感是各不相同的。

（4）在不同的激勵條件下，同一個敏感元件將表現(xiàn)出來不同的特征。而在電壓、電流或溫度等激勵條件均不相同的情況下，由若干種敏感元件組成的一個多功能傳感器的特征可想而知將會是多么的千差萬別！有時候簡直就相當于是若干個不同的傳感器一樣，其多功能特征可謂名副其實。

3.2多功能傳感器的研制與應(yīng)用現(xiàn)狀

多功能傳感器無疑是當前傳感器技術(shù)發(fā)展中一個全新的研究方向，日前有許多學者正在積極從事于該領(lǐng)域的研究工作。如將某些類型的傳感器進行適當組合而使之成為新的傳感器，如用來測量流體壓力和互異壓力的組合傳感器。又如，為了能夠以較高的靈敏度和較小的粒度同時探測多種信號，微型數(shù)字式三端口傳感器可以同時采用熱敏元件、光敏元件和磁敏元件；這種組配方式的傳感器不但能夠輸出模擬信號，而且還能夠輸出頻率信號和數(shù)字信號.

從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，最熱門的研究領(lǐng)域也許是各種類型的仿生傳感器了，而且在感觸、刺激以及視聽辨別等方面已有最新研究成果問世。從實用的角度考慮，多功能傳感器中應(yīng)用較多的是各種類型的多功能觸覺傳感器，譬如人造皮膚觸覺傳感器就是其中之一，這種傳感器系統(tǒng)由PVDF材料、無觸點皮膚敏感系統(tǒng)以及具有壓力敏感傳導功能的橡膠觸覺傳感器等組成。據(jù)悉，美國MERRITT公司研制開發(fā)的無觸點皮膚敏感系統(tǒng)獲得了較大的成功，其無觸點超聲波傳感器、紅外輻射引導傳感器、薄膜式電容傳感器、以及溫度、氣體傳感器等在美國本土應(yīng)用甚廣。

與其它方面的研究成果相比，目前在人工嗅覺方面的研究還似乎遠遠不盡人意。由于嗅覺元件接收到的判別信號是非常復雜的，其中總是混合著成千上萬種化學物質(zhì)，這就使得嗅覺系統(tǒng)處理起這些信號來異常錯綜復雜。

人工嗅覺傳感系統(tǒng)的典型產(chǎn)品是功能各異的Electronicnose（電子鼻），近10多年來，該技術(shù)的發(fā)展很快，目前已有數(shù)種商品化的產(chǎn)品在國際市場流通，美、法、德、英等國家均有比較先進的電子鼻產(chǎn)品問世。

“電子鼻”系統(tǒng)通常由一個交叉選擇式氣體傳感器陣列和相關(guān)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)組成，并配以恰當?shù)哪Ｊ阶R別系統(tǒng)，具有識別簡單和復雜氣味的能力，主要用來解決一般情況下的氣味探測問題。根據(jù)應(yīng)用對象的不同，“電子鼻”系統(tǒng)傳感器陣列中傳感器的構(gòu)成材料及配置數(shù)量亦有所不同，其中，構(gòu)成材料包括金屬氧化物半導體、導電聚合物、石英晶振等，配置數(shù)量則從幾個到數(shù)十個不等?？傊?，“電子鼻”系統(tǒng)是氣體傳感器技術(shù)和信息處理技術(shù)進行有效結(jié)合的高科技產(chǎn)物，其氣體傳感器的體積很小，功耗也很低，能夠方便地捕獲并處理氣味信號。氣流經(jīng)過氣體傳感器陣列進入到“電子鼻”系統(tǒng)的信號預(yù)處理元件中，最后由陣列響應(yīng)模式來確定其所測氣體的特征。陣列響應(yīng)模式采用關(guān)聯(lián)法、最小二乘法、群集法以及主要元素分析法等方法對所測氣體進行定性和定量鑒別。美國Cyranosciences公司生產(chǎn)的Cyranose320電子鼻是目前技術(shù)較為先進、適用范圍也比較廣的嗅覺傳感系統(tǒng)之一，該系統(tǒng)主要由傳感器陣列和數(shù)據(jù)分析算法兩部分組成，其基本技術(shù)是將若干個獨特的薄膜式碳-黑聚合物復合材料化學電阻器配置成一個傳感器陣列，然后采用標準的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過分析由此傳感器陣列所收集到的輸出值的辦法來識別未知分析物。據(jù)稱，Cyranose320電子鼻的適用范圍包括食品與飲料的生產(chǎn)與保鮮、環(huán)境保護、化學品分析與鑒定、疾病診斷與醫(yī)藥分析以及工業(yè)生產(chǎn)過程控制與消費品的監(jiān)控與管理等。

4無線網(wǎng)絡(luò)化（wirelessnetworked）

無線網(wǎng)絡(luò)對我們來說并不陌生，比如手機，無線上網(wǎng)，電視機。傳感器對我們來說也不陌生，比如溫度傳感器、壓力傳感器，還有比較新穎的氣味傳感器。但是，把二者結(jié)合在起來，提出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetworks）這個概念，卻是近幾年才發(fā)生的事情。

這個網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分就是一個個可愛的傳感器節(jié)點。說它們可愛，是因為它們的體積都非常小巧。這些節(jié)點可以感受溫度的高低、濕度的變化、壓力的增減、噪聲的升降。更讓人感興趣的是，每一個節(jié)點都是一個可以進行快速運算的微型計算機，它們將傳感器收集到的信息轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號，進行編碼，然后通過節(jié)點與節(jié)點之間自行建立的無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給具有更大處理能力的服務(wù)器

4.1傳感器網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)是當前國際上備受關(guān)注的、由多學科高度交叉的新興前沿研究熱點領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”理念。傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究采用系統(tǒng)發(fā)展模式，因而必須將現(xiàn)代的先進微電子技術(shù)、微細加工技術(shù)、系統(tǒng)SOC（system-on-chip）芯片設(shè)計技術(shù)、納米材料與技術(shù)、現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等融合，以實現(xiàn)其微型化、集成化、多功能化及系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，特別是實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)特有的超低功耗系統(tǒng)設(shè)計。傳感器網(wǎng)絡(luò)具有十分廣闊的應(yīng)用前景，在軍事國防、工農(nóng)業(yè)、城市管理、生物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、搶險救災(zāi)、防恐反恐、危險區(qū)域遠程控制等許多領(lǐng)域都有重要的科研價值和巨大實用價值，已經(jīng)引起了世界許多國家軍界、學術(shù)界和工業(yè)界的高度重視，并成為進入2000年以來公認的新興前沿熱點研究領(lǐng)域，被認為是將對二十一世紀產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。4.2傳感器網(wǎng)絡(luò)研究熱點問題和關(guān)鍵技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)用為目標，其構(gòu)建是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到的研究工作和需要解決的問題在每一個層面上都很多。對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及界面接口技術(shù)的研究意義重大。如果我們把傳感器網(wǎng)絡(luò)按其功能抽象成五個層次的話，將會包括基礎(chǔ)層（傳感器集合）、網(wǎng)絡(luò)層（通信網(wǎng)絡(luò)）、中間件層、數(shù)據(jù)處理和管理層以及應(yīng)用開發(fā)層。

其中，基礎(chǔ)層以研究新型傳感器和傳感系統(tǒng)為核心，包括應(yīng)用新的傳感原理、使用新的材料以及采用新的結(jié)構(gòu)設(shè)計等，以降低能耗、提高敏感性、選擇性、響應(yīng)速度、動態(tài)范圍、準確度、穩(wěn)定性以及在惡劣環(huán)境條件下工作的能力。

4.3傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究

傳感器網(wǎng)絡(luò)有著巨大的應(yīng)用前景，被認為是將對21世紀產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。已有和潛在的傳感器應(yīng)用領(lǐng)域包括：軍事偵察、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療、建筑物監(jiān)測等等。隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”。以下簡要介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些應(yīng)用。

（1）軍事應(yīng)用

傳感器網(wǎng)絡(luò)研究最早起源于軍事領(lǐng)域，實驗系統(tǒng)有海洋聲納監(jiān)測的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)，也有監(jiān)測地面物體的小型傳感器網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通過飛機撒播、特種炮彈發(fā)射等手段，可以將大量便宜的傳感器密集地撒布于人員不便于到達的觀察區(qū)域如敵方陣地內(nèi)，收集到有用的微觀數(shù)據(jù)；在一部分傳感器因為遭破壞等原因失效時，傳感器網(wǎng)絡(luò)作為整傳感器網(wǎng)絡(luò)體仍能完成觀察任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)的上述特點使得它具有重大軍事價值，可以應(yīng)用于如下一些場景中：

監(jiān)測人員、裝備等情況以及單兵系統(tǒng)：通過在人員、裝備上附帶各種傳感器，可以讓各級指揮員比較準確、及時地掌握己方的保存狀態(tài)。通過在敵方陣地部署各種傳感器，可以了解敵方武器部署情況，為己方確定進攻目標和進攻路線提供依據(jù)。

監(jiān)測敵軍進攻：在敵軍駐地和可能的進攻路線上部署大量傳感器，從而及時發(fā)現(xiàn)敵軍的進攻行動、爭取寶貴的應(yīng)對時間。并可根據(jù)戰(zhàn)況快速調(diào)整和部署新的傳感器網(wǎng)絡(luò)。

評估戰(zhàn)果：在進攻前后，在攻擊目標附近部署傳感器網(wǎng)絡(luò)，從而收集目標被破壞程度的數(shù)據(jù)。

核能、生物、化學攻擊的偵察：借助于傳感器網(wǎng)絡(luò)可以及早發(fā)現(xiàn)己方陣地上的生、化污染，提供快速反應(yīng)時間從而減少損失。不派人員就可以獲取一些核、生、化爆炸現(xiàn)場的詳細數(shù)據(jù)。

（2）環(huán)境應(yīng)用

應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測的傳感器網(wǎng)絡(luò)，一般具有部署簡單、便宜、長期不需更換電池、無需派人現(xiàn)場維護的優(yōu)點。通過密集的節(jié)點布置，可以觀察到微觀的環(huán)境因素，為環(huán)境研究和環(huán)境監(jiān)測提供了嶄新的途徑傳感器網(wǎng)絡(luò)研究在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域已經(jīng)有很多的實例。這些應(yīng)用實例包括：對海島鳥類生活規(guī)律的觀測；氣象現(xiàn)象的觀測和天氣預(yù)報；森林火警；生物群落的微觀觀測等

洪災(zāi)的預(yù)警：通過在水壩、山區(qū)中關(guān)鍵地點合理地布置一些水壓、土壤濕度等傳感器，可以在洪災(zāi)到來之前預(yù)警信息，從而及時排除險情或者減少損失。

農(nóng)田管理：通過在農(nóng)田部署一定密度的空氣溫度、土壤濕度、土壤肥料含量、光照強度、風速等傳感器，可以更好地對農(nóng)田管理微觀調(diào)控，促進農(nóng)作物生長。

（3）家庭應(yīng)用

建筑及城市管理各種無線傳感器可以靈活方便地布置于建筑物內(nèi)，獲取室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，從而為居室環(huán)境控制和危險報警提供依據(jù)。

智能家居：通過布置于房間內(nèi)的溫度、濕度、光照、空氣成分等無線傳感器，感知居室不同部分的微觀狀況，從而對空調(diào)、門窗以及其他家電進行自動控制，提供給人們智能、舒適的居住環(huán)境[16]。

建筑安全：通過布置于建筑物內(nèi)的圖像、聲音、氣體檢測、溫度、壓力、輻射等傳感器，發(fā)現(xiàn)異常事件及時報警，自動啟動應(yīng)急措施。

智能交通：通過布置于道路上的速度、識別傳感器，監(jiān)測交通流量等信息，為出行者提供信息服務(wù)，發(fā)現(xiàn)違章能及時報警和記錄[17]。反恐和公共安全通過特殊用途的傳感器，特別是生物化學傳感器監(jiān)測有害物、危險物的信息，最大限度地減少其對人民群眾生命安全造成的傷害。

（4）結(jié)論

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)有著十分廣泛的應(yīng)用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運用價值，在未來還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性，如家用、保健、交通等領(lǐng)域。我們可以大膽的預(yù)見，將來無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將無處不在，將完全融入我們的生活。比如微型傳感器網(wǎng)最終可能將家用電器、個人電腦和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)遠距離跟蹤，家庭采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)負責安全調(diào)控、節(jié)電等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用可以涉及到人類日常生活和社會生產(chǎn)活動的所有領(lǐng)域。但是，我們還應(yīng)該清楚的認識到，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)才剛剛開始發(fā)展，它的技術(shù)、應(yīng)用都還還遠談不上成熟，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該抓住商機，加大投入力度，推動整個行業(yè)的發(fā)展。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是新興的通信應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，其應(yīng)用可以涉及到人類生活和社會活動的所有領(lǐng)域。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將是未來的一個無孔不入的十分龐大的網(wǎng)絡(luò)，需要各種技術(shù)支撐。目前，成熟的通信技術(shù)都可能經(jīng)過適當?shù)母倪M和進一步發(fā)展，應(yīng)用到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，形成新的市場增長點，創(chuàng)造無線通信的新天地。

5結(jié)語