传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测设备,能感遭到被丈量的信息,并能将感遭到的信息,按必定规则改换成为电信号或其他所需方法的信息输出,以满意信息的传输、处理、存储、显现、记载和操控等要求。它是完成主动检测和主动操控的首要环节。
传感技能同核算机技能与通讯技能一同被称为信息技能的三大支柱。从仿生学观念,假如把核算机当作处理和辨认信息的“大脑”,把通讯体系当作传递信息的“神经体系”的话,那么传感器便是“感觉器官”。
跟着传感器技能、数据处理技能、核算机技能、网络通讯技能、人工智能技能和并行核算的软硬件技能等相关技能的展开,多传感器信息交融技能已遭到了广泛重视。跟着科学技能的前进,多传感器信息交融至今已构成和展开成为一门信息归纳处理的专门技能,并很快推行运用到工业机器人、智能检测、主动操控、交通管理和医疗确诊等多种范畴。我国从20世纪90年代也开端了多传感器信息交融技能的研讨和开发作业,并在工程上展开了多传感器辨认、定位等同类信息交融的运用体系的开发,现在多传感器信息交融技能越来越遭到人们的遍及重视。
多传感器信息交融技能的基本原理就像人的大脑归纳处理信息的进程相同,将各种传感器进行多层次、多空间的信息互补和优化组合处理,终究发生对观测环境的一致性解说。在这个进程中要充分地运用多源数据进行合理分配与运用,而信息交融的终究目标则是依据各传感器取得的别离观测信息,经过对信息多等级、多方面组合导出更多有用信息。这不仅是运用了多个传感器彼此协同操作的优势,而且也归纳处理了其它信息源的数据来进步整个传感器体系的智能化。
多传感器交融体系具有四个明显的特色:
1、信息的冗余性:关于环境的某个特征,能够经过多个传感器(或许单个传感器的多个不一起间)得到它的多份信息,这些信息是冗余的,而且具有不同的牢靠性,经过交融处理,能够从中提取出愈加精确和牢靠的信息。此外,信息的冗余性能够进步体系的稳定性,然后能够防止因单个传感器失效而对整个体系所构成的影响。
2、信息的互补性:不同品种的传感器可认为体系供给不同性质的信息,这些信息所描绘的对象是不同的环境特征,它们彼此之间具有互补性。假如界说一个由一切特征构成的坐标空间,那么每个传感器所供给的信息只归于整个空间的一个子空间,和其他传感器构成的空间彼此独立。
3、信息处理的及时性:各传感器的处理进程彼此独立,整个处理进程能够选用并行导热处理机制,然后使体系具有更快的处理速度,供给愈加及时的处理成果。
4、信息处理的低本钱性:多个传感器能够花费更少的价值来得到适当于单传感器所能得到的信息量。另一方面,假如不将单个传感器所供给的信息用来完成其他功用,单个传感器的本钱和多传感器的本钱之和是适当的。
信息交融作为对多传感器信息的归纳处理进程,具有实质的复杂性。在信息交融处理进程中,依据对原始数据处理办法的不同,信息交融体系的体系结构主要有三种:集中式、分布式和混合式。
1、集中式:集中式将各传感器取得的原始数据直接送至中央处理器进行交融处理,能够完成实时交融,其数据处理的精度高,算法灵敏,缺陷是对处理器要求高,牢靠性较低,数据量大,故难于完成。
2、分布式:每个传感器对取得的原始数据先进行部分处理,包含对原始数据的预处理、分类及提取特征信息,并经过各自的决议计划原则别离作出决议计划,然后将成果送入交融中心进行交融以取得终究的决议计划。分布式对通讯带宽需求低、核算速度快、牢靠性和延续性好,但盯梢精度没有集中式高。
3、混合式:大多状况是把上述二者进行不同的组合,构成一种混合式结构。它保留了上述两类体系的长处,但在通讯和核算上要支付较贵重的价值。可是,此类体系也有上述两类体系难以比较的优势,在实践场合往往选用此类结构。
最近,多功用集成化传感器研讨遭到国内外的广泛重视,化学剖析、生物保护等方面的集成传感器相继问世。跟着MEMS技能的展开,人们能够在同一资料上制造几种灵敏元器件,制成能够检测多个参量的集成化多功用传感器。多功用传感器主要有几种不同的作业原理及结构方法,其间,因为集成度高、体积小,各个灵敏元器件的作业气氛相同,简单完成补偿和校对等优势,将几种不同的灵敏元器件制造在同一个硅片,制成集成化多功用传感器将是多功用传感器展开的一个方向。
此外,引入中心件技能也是完成多传感器集成的一个常见行动。因为不同类型的传感器所供给的感知数据结构不一致,为了完成接入不同类型、不同厂家的传感器,体系要处理异构感知数据的接入和处理问题,以及各层之间交互协议的转化与解析问题,而中心件是完成底层硬件设备与运用体系之间数据传输、过滤、数据转化以及交互协议的转化与解析的一种中心程序。
中心件技能与体系的运用是适应现在安防商场展开局势之举。现在已有的安防体系主要由以下特色:
①安防体系软件主要是由安防设备厂商所供给的专用C/S架构软件。通常状况下,这种软件只能辨认该设备厂商的一款或许几款产品,无法兼容其他厂商的产品,其内部通讯协议与信息格局彻底关闭,导致可扩展性差。而且因为C/S架构软件本身所具有的运用前装置和无法一致晋级等缺陷,一旦设备供给商有新的产品上市了,原先的软件也无法兼容该产品,只能是先对体系进行晋级,然后让一切用户都重新装置一遍,极大降低了用户体会,一起关于厂商来说,开发、保护、晋级的本钱都大大进步,体系的兼容性与可扩展性差。
②有些安防体系是仅针对某一类型安防设备的单一体系,或许是集成了多个子体系,但各个子体系之间独立作业。每一个子体系都要独自监控的话,将消耗很多的人力物力;而且同一事情引起各个体系独立报警,导致监控人员认为是两次不相关的报警,这也将给监控人员带来许多不方便,构成人力资源的糟蹋。
而咱们的实践项目需求是:能够接入不同类型、不同厂家的传感器设备,包含红外传感器、温度传感器和摄像头;用户体会性好,不需要在运用软件前先进行装置,只要在能够联网的环境下,经过浏览器即可检查实时的警情信息;可保护性好,假如体系进行更新晋级,只需要对服务器端的代码进行更新即可,而不是对一切客户端的软件进行晋级;构成一个全体的安防体系,而不是各个子体系单一作业;不同类型的传感器之间能够协同报警,然后供给更为全面的报警信息;智能化程度高,监控人员不必再7*24时刻监督着视频墙,一旦有反常状况呈现,体系会主动进行剖析,并以图画、声响、短信的方法告诉监控人员,一起会对报警时段进行录像,这样就无需过后从很多监控视频中寻觅反常画面。针对这些需求,运用中心件技能完成多传感器集成功用的安防体系应运而生,此处以依据web技能的多传感器协同报警安防体系规划为例,扼要论述体系规划运用相关要素。