工业革命4.0这一广阔范畴,旨在运用信息系统将生产流程中的供应链、制造工艺等各个环节数据化,以便于更高效地管理、分析及优化生产进程,从而显著提升制造业的智能水平。显而易见,在这个复杂的生产过程中,传感器神经网络的重要性不容忽视。
传感器网络的精确度和性能直接关系到生产效率的高低。纳芯微电子公司的总经理王升杨先生指出,如今,集成化解决方案正日益广泛地应用于各类场景,主要体现在两个重要方面。首先,通过采用ASIC替代传统的分立电路设计,使得传感器具有更高的可移植性,降低了制造成本。例如,德州仪器(TI)此前的压力变送器方案均采用分立电路结构,包括BUF、ADC以及处理器等组件皆为独立器件;然而,近期TI所推出的全新方案则采用了完整的ASIC芯片,将所有逻辑功能集于一身。其次,多种类别的传感器ASIC已开始横向整合,如工业现场温度控制方案,过去通常采用RDD、热电偶等独立电路和输出模式,但现今的新品已能够实现32通道的同步测量,且各通道间还可自由搭配组合,实现RDD、热电偶、二极管等多样化的测量方式,极大地方便了管理操作。
另一方面,生产效率与传感器设备之间的协同运作能力密切相关。然而,目前阶段的传感器仍以模拟信号输出为主导,仅能实现信息的单向流动,无法对传感器进行调整或配置,而且模拟输出所能承载的信息量极为有限,仅能传递传感器的检测结果,对于传感器本身的诊断、识别码、运行状态等关键信息却难以有效传输。因此,数字化接口无疑是未来发展的必然方向,例如HART协议、CAN总线、点对点IO_link总线等,它们均能实现双向通信,实时配置传感器状态。
王升杨先生进一步强调道:“功耗问题是传感器网络必须面对并加以改进的关键所在。”由于传感器网络系统规模日渐扩大,每个传感器设备的功耗累积起来,势必会带来巨大的成本负担。此外,许多工业应用环境仍然依赖电池供电,续航能力难以得到充分保证。因此,在传感器设备中,传感器、信号处理器、电源管理、MCU、无线通信等各个部分都需实现低功耗处理,以提升设备的续航能力。
综上所述,从局部观察整体,我们不难发现,集成度、接口、功耗仅仅是传感器技术发展趋势的冰山一角,未来传感器将更多地与垂直领域的算法深度融合,携手共推智能化的蓬勃发展。