6、物联网传感器：概念、分类与特性解析

物联网传感器：概念、分类与特性解析

1. 物联网传感器基础概念

在物联网的大背景下，传感器是从环境中收集数据并将其发送到云端的关键设备。简单来说，传感器能把过程或系统中的物理变量（如温度、压力、振动等）转化为具有代表性的电信号。这些信号可用于了解刺激值，也能对过程或系统进行控制。随着传感器价格不断降低，低成本的物联网开发成为可能，其应用范围也越来越广泛。

1.1 智能传感器

智能传感器的概念并非新鲜事物。早在1986年，福特汽车公司的Joseph Giachino就给出了智能传感器的首个定义：“智能传感器包含一些逻辑功能和/或能做出某种决策”。1998年，IEEE 1451.2标准将智能传感器定义为“能提供超出正确表示被感测或控制量所需功能的传感器”。

一般来说，智能传感器至少应具备以下功能模块：
- 传感元件 ：提供带有传感器增益的电信号。例如，模拟输出的温度传感器增益为mV/°C，数字输出的加速度计增益为LSBs/g或codes/g。
- 信号调理 ：通常包括放大和滤波，使传感器能与模数转换器（ADC）匹配，提高信噪比。
- 校准 ：智能传感器在出厂时会进行偏移和增益校准，校准值存储在设备的非易失性存储器中。设备开机时，校准参数会下载到寄存器中，无需进一步校准。
- 自检 ：无需移动传感器即可检查其功能。若输出信号在指定幅度内变化，则表明传感器工作正常，接口芯片参数符合规定。
- 数据处理 ：将校准后的传感器数据转换