传感器的网络化进程

　　传感器技术和计算机技术的结合产生了集中控制式测控系统，不仅延伸了测量和控制距离，而且形成对多点的测控和工作优化。传感器采集外界参量后，经模拟量/数字量(A/D)转换后接入计算机输入/输出(I/O)口，形成计算机测量、优化和控制系统。

　　这种集中式计算机测控系统虽有很高的自动化能力，但计算机负担重、速度受限制，而且要众多铜线，点对点地联接被测点和计算机I/O口，复杂的系统维护和扩展，也都限制了这种集中控制式数字计算机的发展。

　　现场母线系统

　　20世纪90年代兴起的现场母线系统(Field-busSystem)，将有一定自动控制能力的传感器和仪器系统，经由现场母线接入计算机，对系统进行管理和优化。系统提高了运行速度，减轻了计算机的负担，也便于系统的维护和扩展。这种系统虽有一定的分布控制能力，但仍属计算机集中控制系统，适合于一定地域范围内的自动化测量和控制。为适应各种应用要求，众多自动测控系统厂商，在技术发展的连续性和继承性考虑下，投入资金发展了很多种自动化仪表和自成一套的现场总线系统。分散的发展，使国际电工委员会(IEC)至今也未能完全形成统一的标准。

　　分布式测控系统

　　个人计算机(PC机)的大量使用和网络化技术的兴起，进一步引起对分布式测控系统(DistributedMeasurementandControlSystem)的研究。在这种系统中，仪器、传感器(含执行器-Actuator，下同)，决定系统的状态，而不倚仗中央控制器的控制;其次，结点间或对一组结点可互相通信，而不限于一对一的通信联接。犹如计算机在网上，它是一个完全独立的结点(Node)，网络对它是完全透明的。这种测控系统在网络中具有高度的互操作性(Interoperability)和可置配性(Configurability)，能充分适应当今信息时代计算机网络技术的发展，能配置于网络所可能及的广袤地域，也可工作于狭小的空间，具有技术上的先进性和应用上的灵活性。

　　在大公司研究中心的努力下，这一全分布式测控系统技术在20世纪90年代初已经成熟。然而，这一成熟的先进技术并未被广泛采用。究其缘由，是由于技术上的障碍和经济上的障碍。一则传感器公司大多分散而为中小企业，并且一般不熟悉通讯和网络技术，这种先进技术符合发展方向，但难于实施和运用，何况系统五花八门应用各异，大多在技术上无实施能力，从而形成发展应用技术上的障碍。其次，公司虽有科研成就，建成了分布式系统，但限于应用范围，自成一套的与网络接口，以及网络协议各异，致使开发费用高，接口装置成本因数量有限自然居高不低。在美国，这种网络化传感器曾高达每只1000美元。重复的开发费用、生产规模的限制，形成发展网络化传感器经济上的障碍。

　　IEEE传感器网络接口标准

　　美国国家标准和技术局(NIST)会同国际电气电子工程师学会(IEEE)商定制订一项“IEEE灵巧传感器网络接口”标准。这项标准应用当今成熟的技术，使用尽量少变化的市场现成元器件，组成能适应各种传感器(含执行器)和各种网络协议的标准网络接口。利用它，在网络能及的范围内，形成分布式测控系统。这种系统具有高度的互操作性和可置配性。由于接口的统一和高度适应性，这种接口可以集中大量生产，从而可大大降低生产成本;采用了先进技术而无需重复开发费用。再则，系统组装简便，易于增减测控点和维护，使用便利，可做到即插即用(PlugandPlay)。可以期望，消除了组成分布式测控系统技术上和经济上的障碍，当可迎来网络化传感器和分布式测控系统的时代。