傳感器在建筑智能化中的應用研究

侯雅波

摘 要：傳感器就是將實測物理量或者是相關的化學量進行轉化，將其確定為相互對應關系的電信號輸出裝置，傳感器的組成有敏感元件、傳感元件。本文主要是對傳感器在建筑智能化中的應用進行了分析，并且提出了相關的建議。

關鍵詞：傳感器；建筑智能化；應用；探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.120

0 前言

傳感器能夠較為靈活的感受被測變量，同時也會做出響應。同時，傳感器具有靈敏性、選擇性以及穩定性等特點。材料的質量將會直接影響到傳感器的性能。因此必須選擇材料較為先進的傳感器，應用在智能建筑中。

1 傳感器的主要特征

對于傳感器的主要特征有兩種：分別是動態特征以及靜態特征，以下主要是對靜態特征中的靈敏度、選擇性、線性度以及遲滯性進行了介紹。首先對于靈敏度來說，指的是傳感器輸出變化量以及被測輸入變化量之比，其中主要是依靠傳感器結構中的相關技術。目前很多氣體傳感器的設計都是利用生物化學、電化學、物理以及相關光學進行設計[1]。在設計中必須要考慮其中的敏感技術，要保證其具有足夠的靈敏性。其次就是選擇性，也就是所謂的交叉靈敏度，可以經過測量來由某一種濃度的干擾氣體產生的傳感器響應進行確定，這種響應也就是等價于一定濃度目標氣體所產生的傳感器響應。傳感器必須要具備較高的靈敏性以及選擇性。再者就是線性度，傳感器實際靜態特性輸出的是曲線，在進行工作的過程中，為了保證儀表具備較為均勻的讀數，會利用一條與直線相似的特性曲線，而線性度則是達標這個近似程度的指標。最后就是遲滯性，傳感器在進行輸入的過程中是由小到大以及輸入量由大到小，變化期間輸入輸出的特性曲線不會出重合為遲滯。

2 智能傳感器的性能分析

一般來講，傳感器只是被當作敏感元件使用，而且設置變換儀表，進而獲得相應的化學量和物理數值。在微電子技術的改革中，逐漸開始應用智能儀表。對于這些智能儀表，一般都是應用規模較大的集成電路，同時使用嵌入式的軟件進行操作，不僅可以進行對相應信號的故障判斷、溫度補償、零點錯誤、非線性的補償，還能夠有效的控制工業流程，較大程度的分散控制系統功能。這種智能傳感器有著有益的性能，集合了智能儀表和傳感器的優秀功能，同時還具備一定的控制功能，實際的溫度漂移較低而且線性度較高。在較大程度上精簡了系統的架構并且簡化了整個系統。具有以下幾個方面的特征：第一，相關的軟件和硬件部分具備一定的人工智能水平，可以進行自主學習。在各種測量要求下，可以自主選取最佳方案，綜合處理多方面信息，預測后續的系統狀態。第二，智能傳感器可以結合相互獨立并且分散的單敏傳感器，這樣以來，就可以有效的測量多種化學量和物理數值，進而全方位的反應相關物體物體的全面信息。第三，實際測量范圍較大、精度非常高而且可以實時得到檢測結構，準確的反映被檢測物體的變化情況，同時進行多方面的運算，最終可以得到精確的信號，相應的量程比能夠達到100比1甚至400比1。所以說這種傳感器有著較大的測量范圍。通過實際應用智能傳感器，可以分散處理較為復雜的信號，一方面確保了處理數據的質量，有效提升抗干擾性能，還可能極大的降低系統資金投入。以往的傳感器只能進行單一檢測而且功能比較局限，如今的智能傳感器可以進行多種變量的檢測，同時具有多元化功能，相應的傳感器可以主動處理和控制相應的信息，這些傳感器已經具有網絡化和系統化的特征。

3 現場總線的體系結構

現場總線是與智能現場設備與自動化系統相連接的通信網絡，可以有效實現數字化、雙向傳輸以及多分支的特點。通常被用在自動化系統的基層，也就是現場儀表和設備中，其中有效集成了控制系統和網絡通信系統。現場總線把我們熟悉的網絡管理和通信理念導入了控制領域中，這可以說是將來自動化控制體系結構的長遠發展目標。對于現場總線主要以IOS以及OSI為基本的框架進行展現，同時也要結合和實際的狀況來進行有效的簡化，從而來保證系統的合理應用[2]。

相應的體系被極大的精簡，其中包括用戶層面、應用層面、數據鏈路層面以及物理層面。對于物理層，連接了介質和數據鏈路層，同時指定了相應的信號種類、實際傳輸距離、傳輸的速度以及傳輸使用的介質（其中包括光纖介質、無線傳輸以及雙絞線傳輸等等）。在進行發送時，使用物理層的編碼來調制相應的數據內容。在進行接收時，使用合理的控制信息來解碼和解調相應的數據信息，并且傳導給鏈路層。對相關信息進行命令，而用戶層則是利用一些信息進行軟件的查詢，對應用程序進行全面的規定[3]。

4 現場總線控制系統

在工業化不斷發展的局勢下，工業過程控制對現場信號的收集以及處理等提出了更高的要求。因此利用數字通信技術。傳感器技術以及微處理技術相互融合，從而來將傳統的數字信號以及模擬信號相混合，以此來產生新的控制系統。利用現場總線對現場進行控制，建立一個具有較高可靠性的數據通信線路，以此來充分實現傳感器之間以及智能傳感器與主控機之間的數據通信，將單個分散的智能傳感器變成有效的網絡節點，以此來充分降低工作的負擔，對大量信息進行有效的處理，降低網絡數據通信容量。現場總線智能傳感器主要是以現場總線為基礎，微處理器為核心，并且堅持以數字化通信為傳輸方式，該傳感器以一條總線進行信息的傳遞，具有計算以及數據處理功能等，有效降低了主機的負擔，同時也提升了主機的可靠性。

5 結語

在建筑智能化中，傳感器具有十分重要的作用以及地位，在科學技術不斷進步的過程中，將會在很大程度上保證設備的穩定運行，為人們提供舒適的工作環境以及生活環境。

參考文獻：

[1]楊熊，于軍琪，趙安軍.BIM技術在建筑智能化中的應用[J].現代建筑電氣，2016（10）：40-41.

[2]鄭振洞.探究建筑智能化過程中的電氣節能問題[J].科學中國人，2016（33）：55-56.

[3]馬艷華.展望中國建筑智能化行業的未來與發展[J].中國建設信息化，2016（14）：30-31.