傳感器將定義生產和技術的未來

在過去的一年里，很難打開一本工程雜志而不閱讀有關物聯網 (IoT)、工業 4.0 或機器對機器通信 (M2MC) 的內容。但是，如果傳感器制造商不迎接他們面前的挑戰，所有的炒作和預測都將化為烏有，Tony Ingham 說

工業 4.0 的想法在幾年前首次引起大眾關注，當時它是德國大型漢諾威博覽會的主題。專家和“未來學家”會告訴你，工業 4.0 與物聯網 (IoT) 和機器對機器通信 (M2MC) 不同，但對于我們這些更接地氣的人來說，它們是同樣有效——顯著增加從生產機械收集的數據量并實時處理以產生更好的信息的方法，從而提高生產力。

事實上，很明顯，產生的數據量多年來一直在增長，這通常會導致更好的決策。然而存在信息過載這樣的事情，當人們無法從海量數據中挑選出重要信息，從而無法做出適當的決策。但這是人類的情況，可以通過使用計算機自動按重要性對所有數據進行分類并適當顯示（包括必要時的緊急警報）來處理。  

這種對大量數據的實時管理是一門成熟的學科，被稱為“大數據”。這可能始于幫助運行石化煉油廠的控制系統，然后擴展到其他數據密集型應用程序，并從那里發展起來。它現在廣泛應用于許多不同的行業，從石油和天然氣回收到零售管理，從天氣預報到地質調查，從農業到感染控制，從戰場管理到電信網絡運營。

制作數據

到目前為止，我們已經討論了使用數據，但在實踐中，在我們這樣做之前，我們必須生成數據。這就是傳感器的用武之地，我們可以很快意識到它們本質上是工業 4.0 的構建塊等。已經存在許多類型的傳感器，從簡單的開/關開關和計數器到像我公司的復雜傳感器TorqSense，它連續測量旋轉軸產生的扭矩。 

因此，傳感器技術將在未來幾年內迅速發展似乎是不可避免的。我們已經有了傳感器來測量幾乎所有有用的參數，包括溫度、速度、生產率、顏色、粘度、重量、壓力和扭矩，因此不需要新型傳感器。即將到來的發展將把我們引向新的方向。

一個明顯的要求是“智能傳感器”，即具有機載（或至少本地）數據處理能力的傳感器。這些傳感器不是將原始數據發送到中央控制系統進行處理，而是在現場進行部分或全部處理。因此，它們產生了精煉的信息，這些信息可能有多種不同的格式，每種格式都適合不同類型的用戶。

Sensor Technology 幾年前開創了這種分布式智能，并且在為許多不同的應用提供智能傳感器方面有著悠久的歷史。目前，并非所有用戶都想要這種能力，但那些確實獲得了可觀的實際利益并且基本上正在建立自己的定制物聯網的用戶。

隨著物聯網和類似概念的普及，對智能傳感器的需求可能會呈指數增長。隨著技術主導的公司已經奠定了基礎和基本發展，這一趨勢可以不受阻礙地自由發展。

智能傳感器的邏輯發展是傳感器 LAN（局域網）或傳感器集群。在這種情況下，許多傳感器將原始數據或處理后的信息輸入附近的控制器以進行進一步處理。這產生了一個高度分布式的控制系統架構，具有魯棒性、速度、敏捷性和變化和開發靈活性等屬性。

值得注意的是，傳感器 LAN 可以自由地包含不同類型的傳感器，因此可以測量許多不同的變量。它還可以監控多個不同位置的溫度和/或多個不同驅動軸的扭矩。因此，它可以產生和轉發給不同用戶的信息水平可以得到非常高的發展。

我們可以期待在傳感器開發中看到的其他趨勢包括降低成本、通信協議的小型化和標準化、即插即用、嵌入能力和信號質量增強。傳感器可能還需要開發繞過中央控制系統并將信息直接提供給云或遠程數據存檔的能力。也許，最重要的是，傳感器必須非常靈活，易于安裝和拆卸，易于連接到控制網絡，并且易于重新配置以執行新任務。

傳感器曾經是控制系統工程師的灰姑娘話題，有點事后思考，當然并不令人興奮。然而，它們現在變得如此重要，以至于它們可以改變控制工程的整個概念。