輕觸開關(guān)TD-20X與傳感器的有效運(yùn)用并加速安防智能化
隨著與
輕觸開關(guān)與傳感器技術(shù)相關(guān)的各種軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，多傳感器信息融合如今已發(fā)展和形成為一門信息綜合處理的專門技術(shù)，并快速運(yùn)用到工業(yè)機(jī)器人、智能檢測、自動控制、交通管理和醫(yī)療診斷等多種領(lǐng)域。在廣泛運(yùn)用的過程當(dāng)中，多傳感器信息融合技術(shù)也越來越受到人們的普遍關(guān)注。
多傳感器信息融合技術(shù)的基本原理就像人的大腦綜合處理信息的過程一樣，將各種傳感分為多層次、多空間的信息互補(bǔ)及其優(yōu)化組合處理，最終形生對觀測環(huán)境的一致性解釋。在這個(gè)過程中要充分運(yùn)用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行合理支配與使用，而信息融合的最終目標(biāo)則是基于各傳感器獲得的分離觀測信息，通過對信息多級別、多方面組合導(dǎo)出更多有用信息。這不僅是利用了多個(gè)傳感器相互協(xié)同操作的優(yōu)勢，而且也綜合處理了其它信息源的數(shù)據(jù)來提高整個(gè)傳感器系統(tǒng)的智能化。
多傳感器融合系統(tǒng)具有四個(gè)顯著的特點(diǎn)：
1、信息的冗余性：對于環(huán)境的某個(gè)特征，可以通過多個(gè)傳感器(或者單個(gè)傳感器的多個(gè)不同時(shí)刻)得到它的多份信息，這些信息是冗余的，并且具有不同的可靠性，通過融合處理，可以從中提取出更加準(zhǔn)確和可靠的信息。此外，信息的冗余性可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而能夠避免因單個(gè)傳感器失效而對整個(gè)系統(tǒng)所造成的影響。
2、信息的互補(bǔ)性：不同種類的傳感器可以為系統(tǒng)提供不同性質(zhì)的信息，這些信息所描述的對象是不同的環(huán)境特征，它們彼此之間具有互補(bǔ)性。如果定義一個(gè)由所有特征構(gòu)成的坐標(biāo)空間，那么每個(gè)傳感器所提供的信息只屬于整個(gè)空間的一個(gè)子空間，和其他傳感器形成的空間相互獨(dú)立。
3、信息處理的及時(shí)性：各傳感器的處理過程相互獨(dú)立，整個(gè)處理過程可以采用并行導(dǎo)熱處理機(jī)制，從而使系統(tǒng)具有更快的處理速度，提供更加及時(shí)的處理結(jié)果。
4、信息處理的低成本性：多個(gè)傳感器可以花費(fèi)更少的代價(jià)來得到相當(dāng)于單傳感器所能得到的信息量。另一方面，如果不將單個(gè)傳感器所提供的信息用來實(shí)現(xiàn)其他功能，單個(gè)傳感器的成本和多傳感器的成本之和是相當(dāng)?shù)摹?/div>
信息融合作為對多傳感器信息的綜合處理過程，具有本質(zhì)的復(fù)雜性。在信息融合處理過程中，根據(jù)對原始數(shù)據(jù)處理方法的不同，信息融合系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要有三種：集中式、分布式和混合式。
1、集中式：集中式將各傳感器獲得的原始數(shù)據(jù)直接送至中央處理器進(jìn)行融合處理，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)融合，其數(shù)據(jù)處理的精度高，算法靈活，缺點(diǎn)是對處理器要求高，可靠性較低，數(shù)據(jù)量大，故難于實(shí)現(xiàn)。
2、分布式：每個(gè)輕觸開關(guān)或傳感器對獲得的原始數(shù)據(jù)先進(jìn)行局部處理，包括對原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理、分類及提取特征信息，并通過各自的決策準(zhǔn)則分別作出決策，然后將結(jié)果送入融合中心進(jìn)行融合以獲得最終的決策。分布式對通信帶寬需求低、計(jì)算速度快、可靠性和延續(xù)性好，但跟蹤精度沒有集中式高。
3、混合式：大多情況是把上述二者進(jìn)行不同的組合，形成一種混合式結(jié)構(gòu)。它保留了上述兩類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，但在通信和計(jì)算上要付出較昂貴的代價(jià)。但是，此類系統(tǒng)也有上述兩類系統(tǒng)難以比擬的優(yōu)勢，在實(shí)際場合往往采用此類結(jié)構(gòu)。
最近，多功能集成化傳感器研究受到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注，化學(xué)分析、生物保護(hù)等方面的集成傳感器相繼問世。隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，人們可以在同一材料上制作幾種敏感元器件，制成能夠檢測多個(gè)參量的集成化多功能輕觸開關(guān)。多功能輕觸開關(guān)與主要有幾種不同的工作原理及結(jié)構(gòu)形式，其中，由于集成度高、體積小，壽命長的工作氛圍相同，容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償和校正等優(yōu)勢，將幾種不同的敏感元器件制作在同一個(gè)硅片，制成集成化多功能傳感器將是多功能傳感器發(fā)展的一個(gè)方向。
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