传感器在建筑智能化中的应用研究

侯雅波

摘 要：传感器就是将实测物理量或者是相关的化学量进行转化，将其确定为相互对应关系的电信号输出装置，传感器的组成有敏感元件、传感元件。本文主要是对传感器在建筑智能化中的应用进行了分析，并且提出了相关的建议。

关键词：传感器；建筑智能化；应用；探討

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

0 前言

传感器能够较为灵活的感受被测变量，同时也会做出响应。同时，传感器具有灵敏性、选择性以及稳定性等特点。材料的质量将会直接影响到传感器的性能。因此必须选择材料较为先进的传感器，应用在智能建筑中。

1 传感器的主要特征

对于传感器的主要特征有两种：分别是动态特征以及静态特征，以下主要是对静态特征中的灵敏度、选择性、线性度以及迟滞性进行了介绍。首先对于灵敏度来说，指的是传感器输出变化量以及被测输入变化量之比，其中主要是依靠传感器结构中的相关技术。目前很多气体传感器的设计都是利用生物化学、电化学、物理以及相关光学进行设计[1]。在设计中必须要考虑其中的敏感技术，要保证其具有足够的灵敏性。其次就是选择性，也就是所谓的交叉灵敏度，可以经过测量来由某一种浓度的干扰气体产生的传感器响应进行确定，这种响应也就是等价于一定浓度目标气体所产生的传感器响应。传感器必须要具备较高的灵敏性以及选择性。再者就是线性度，传感器实际静态特性输出的是曲线，在进行工作的过程中，为了保证仪表具备较为均匀的读数，会利用一条与直线相似的特性曲线，而线性度则是达标这个近似程度的指标。最后就是迟滞性，传感器在进行输入的过程中是由小到大以及输入量由大到小，变化期间输入输出的特性曲线不会出重合为迟滞。

2 智能传感器的性能分析

一般来讲，传感器只是被当作敏感元件使用，而且设置变换仪表，进而获得相应的化学量和物理数值。在微电子技术的改革中，逐渐开始应用智能仪表。对于这些智能仪表，一般都是应用规模较大的集成电路，同时使用嵌入式的软件进行操作，不仅可以进行对相应信号的故障判断、温度补偿、零点错误、非线性的补偿，还能够有效的控制工业流程，较大程度的分散控制系统功能。这种智能传感器有着有益的性能，集合了智能仪表和传感器的优秀功能，同时还具备一定的控制功能，实际的温度漂移较低而且线性度较高。在较大程度上精简了系统的架构并且简化了整个系统。具有以下几个方面的特征：第一，相关的软件和硬件部分具备一定的人工智能水平，可以进行自主学习。在各种测量要求下，可以自主选取最佳方案，综合处理多方面信息，预测后续的系统状态。第二，智能传感器可以结合相互独立并且分散的单敏传感器，这样以来，就可以有效的测量多种化学量和物理数值，进而全方位的反应相关物体物体的全面信息。第三，实际测量范围较大、精度非常高而且可以实时得到检测结构，准确的反映被检测物体的变化情况，同时进行多方面的运算，最终可以得到精确的信号，相应的量程比能够达到100比1甚至400比1。所以说这种传感器有着较大的测量范围。通过实际应用智能传感器，可以分散处理较为复杂的信号，一方面确保了处理数据的质量，有效提升抗干扰性能，还可能极大的降低系统资金投入。以往的传感器只能进行单一检测而且功能比较局限，如今的智能传感器可以进行多种变量的检测，同时具有多元化功能，相应的传感器可以主动处理和控制相应的信息，这些传感器已经具有网络化和系统化的特征。

3 现场总线的体系结构

现场总线是与智能现场设备与自动化系统相连接的通信网络，可以有效实现数字化、双向传输以及多分支的特点。通常被用在自动化系统的基层，也就是现场仪表和设备中，其中有效集成了控制系统和网络通信系统。现场总线把我们熟悉的网络管理和通信理念导入了控制领域中，这可以说是将来自动化控制体系结构的长远发展目标。对于现场总线主要以IOS以及OSI为基本的框架进行展现，同时也要结合和实际的状况来进行有效的简化，从而来保证系统的合理应用[2]。

相应的体系被极大的精简，其中包括用户层面、应用层面、数据链路层面以及物理层面。对于物理层，连接了介质和数据链路层，同时指定了相应的信号种类、实际传输距离、传输的速度以及传输使用的介质（其中包括光纤介质、无线传输以及双绞线传输等等）。在进行发送时，使用物理层的编码来调制相应的数据内容。在进行接收时，使用合理的控制信息来解码和解调相应的数据信息，并且传导给链路层。对相关信息进行命令，而用户层则是利用一些信息进行软件的查询，对应用程序进行全面的规定[3]。

4 现场总线控制系统

在工业化不断发展的局势下，工业过程控制对现场信号的收集以及处理等提出了更高的要求。因此利用数字通信技术。传感器技术以及微处理技术相互融合，从而来将传统的数字信号以及模拟信号相混合，以此来产生新的控制系统。利用现场总线对现场进行控制，建立一个具有较高可靠性的数据通信线路，以此来充分实现传感器之间以及智能传感器与主控机之间的数据通信，将单个分散的智能传感器变成有效的网络节点，以此来充分降低工作的负担，对大量信息进行有效的处理，降低网络数据通信容量。现场总线智能传感器主要是以现场总线为基础，微处理器为核心，并且坚持以数字化通信为传输方式，该传感器以一条总线进行信息的传递，具有计算以及数据处理功能等，有效降低了主机的负担，同时也提升了主机的可靠性。

5 结语

在建筑智能化中，传感器具有十分重要的作用以及地位，在科学技术不断进步的过程中，将会在很大程度上保证设备的稳定运行，为人们提供舒适的工作环境以及生活环境。

参考文献：

[1]杨熊，于军琪，赵安军.BIM技术在建筑智能化中的应用[J].现代建筑电气，2016（10）：40-41.

[2]郑振洞.探究建筑智能化过程中的电气节能问题[J].科学中国人，2016（33）：55-56.

[3]马艳华.展望中国建筑智能化行业的未来与发展[J].中国建设信息化，2016（14）：30-31.