即插即用傳感器(05-100)

 

　　表1 IEEE1451家族標準

　　體系結構

　　P&P傳感可設計成不同水平的電子集成器件，這是由市場和技術限制決定的。一種情況是，傳感元件和智能元件，如通信電子、存儲寄存器以及傳感信號處理電路，可單片集成在單塊硅片上。如果生產數量足夠大，能分攤設計與制作定制IC的一次性工程成本投入，那末這一方法能得到成本最低廉的傳感器。要注意的是，傳感器的工作環境應與半導體(通常是硅)材料技術相適應。例如，傳感器想在6000C工作，單片集成解決方案就不合適。若想在此環境中工作，就要采用混合集成或分離的P&P方案，將電子電路與傳感分離開。

　　很多傳感器元件無法用半導體IC材料或工藝制作，最佳方案是采用混合法來整合，涉及專用混合IC和分離電路板技術。前者，輔助硅片用于通信、存儲和邏輯功能，然后與傳感元件封裝在一起。這樣，所有電路元件共用一塊基片，使用單個電路封裝。

　　分離電路板具有分別封裝的電子電路IC器件。傳感元件和支持IC通常安裝在同一電路板上，只有在某些極端應用環境，電子電路和傳感元件是分離的。

　　另一種情況是P&P傳感器的虛擬實現。這里，傳感器特性信息是從分離的數據源取得的，如互連網上生產廠商網站或CD-ROM光盤。與使用硬件來修改傳感器和支持電路參數不同，虛擬P&P傳感器將收集傳感器特性信息的負擔轉移給較高級系統，DA系統自動地將ID值從傳感器傳送至系統，或安裝者手動地輸入已連接傳感器的ID。較高級系統隨后以用戶可識別的外部數據源(網站、CD-ROM或硬盤)下載信息，提取用于解釋傳感信號的校正常數和其它數據。

　　這一實現方法的優點是無需改變傳感器的電路，或只需作少許的改變;缺點是能提供的專用信息較少。例如，從外部源得到的校正數據只是同一型號全部傳感器的通用校正系數，未必適合安裝中特定的傳感器。不僅如此，虛擬P&P傳感器不可能提供傳感器專用的應用，安裝、或其它信息的詳細數據。

　　技術難點

　　盡管P&P傳感器不斷取得進展，但某些因素還待解決。有關具體安裝的某些信息可能對傳感器數據的遠程用戶是十分有用的。例如，傳感器在系統中精確功能位置“3號輔助輸入線冷卻液管道第一個彎頭”以及較大范圍地域位置“某市，某地的處理設備”是用戶關心的二個字段,這一類信息提高了傳感器數據的價值,可是包含位置信息使P&P實現復雜化。

　　另一類傳感器專用信息是如何處理特定傳感器老化后的重新校正，因為原先的數據在老化后已不再適用。傳感器放置一年后能否有一種簡便方法來重新校正P&P傳感器?已安裝了一年的傳感器又將如何處理?虛擬P&P傳感器能應對老化嗎?用戶要熟悉每個供應商解決問題的方法。最終的答案可能很大程度上取決于所連接的較高級系統設計和實現的具體情況。

　　未來發展方向

　　市場的推動，行業技術實驗室的支持，促進了P&P傳感器、智能和網絡傳感器的研制和應用。IEEE1451家族標準業已完成，為構建與其它硬件和軟件兼容的智能傳感器產品奠定了基礎。

　　網絡和無線技術的應用范圍的擴大無疑也增加了對智能傳感器的需求。兩種技術亟需關鍵的智能傳感器特性來更好地實現網絡的整合。例如，通過網絡的遠程用戶發送的簡單命令來讀取傳感器的當前值，可能是十分容易的，也可能是極其困唯的，這取決于所查詢的傳感器數量與傳感器使用的標準。此外，隨著網絡所連接的傳感器數量的增加，立即會要求傳感器的特性信息，缺乏識別正在向網絡提供數據的傳感器詳細信息，會極大地降低網絡的使用價值。

　　結語

　　在PC領域，P&P技術的價值是眾所公認的，我們同樣確信，這一新功能亦將成為設計、制作和購買的傳感器的必備標準。■(東華)