智能傳感器定義
根據國標GB/T 33905.3-2017《智能傳感器 第3部分:術(shù)語(yǔ)》中的定義,智能傳感器(Intelligent sensor)是具有與外部系統雙向通信手段,用于發(fā)送測量、狀態(tài)信息,接受和處理外部命令的傳感器。
根據國標GB/T 34069-2017《物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù) 智能傳感器特性與分類(lèi)》中描述,智能傳感器是由傳感單元、智能計算單元和接口單元組成,如下圖所示:
從智能化角度對智能傳感器進(jìn)行分類(lèi),按智能傳感器結構、智能傳感器技術(shù)、信號處理硬件等方面。
根據國標GB/T 34068-2017《物聯(lián)網(wǎng)總體技術(shù) 智能傳感器接口規范》關(guān)于智能傳感器通信接口定義,智能傳感器接口是指智能傳感器之間、智能傳感器與外部網(wǎng)絡(luò )或系統之間進(jìn)行雙向通信所需具備的物理接口和通信協(xié)議協(xié)議技術(shù)要求。通信接口包括不同的物理接口及通信協(xié)議,不同的通信協(xié)議之間應基于協(xié)議網(wǎng)關(guān)達到互操作和數據一致性的要求。
傳感器通信接口大致可分為有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信接口兩大類(lèi),如下所示:
PROFINET - PROFINET(Process Field Net)是由PROFIBUS國際組織(PROFIBUS International,PI)推出,是一種適用于自動(dòng)化行業(yè)的開(kāi)放、實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)標準,使用TCP/IP 組件和以太網(wǎng)標準,是一種實(shí)時(shí)的自動(dòng)化技術(shù)。2014年P(guān)ROFINET作為國家推薦性標準發(fā)布(GB/T 25105.1~3-2014)。
EhterCAT - EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) 是一種工業(yè)以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)。2003年推出,2007年成為國際標準(IEC 61158),由EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì )(EtherCAT Technology Group,ETG)推廣EtherCAT技術(shù),并負責對該項技術(shù)的持續研發(fā)。
POWERLINK - Ethernet POWERLINK是在標準以太網(wǎng)上集成了CANopen技術(shù)。EPSG (Ethernet POWERLINK Standardization Group) 負責POWERLINK標準的制定和發(fā)展,向POWERLINK的會(huì )員和用戶(hù)發(fā)放免費的許可證。POWERLINK通信技術(shù)于2001年由貝加萊(B&R)研發(fā)并推向市場(chǎng),中國成立了EPAC(中國Ethernet POWERLINK用戶(hù)組織)專(zhuān)門(mén)負責中國區POWERLINK的技術(shù)推廣。
SERCOS III - 是SERCOS(SErial Real-time COmmunication System,串行實(shí)時(shí)通信系統)接口的第三代產(chǎn)品,是全球標準化的開(kāi)放式數字接口,基于并符合以太網(wǎng)標準(IEEE 802.3 & ISO/IEC 8802-3),主要用于工業(yè)控制、運動(dòng)設備、輸入/輸出設備(I/O)和標準以太網(wǎng)節點(diǎn)之間的通信。
Ethernet/IP - EtherNet/IP(IP,Industrial Protocol)是一種工業(yè)網(wǎng)絡(luò )協(xié)議,可為工業(yè)自動(dòng)化應用部署標準以太網(wǎng)技術(shù)。與所有CIP網(wǎng)絡(luò )一樣,EtherNet/IP在其上層使用通用工業(yè)協(xié)議(CIP?)。 CIP Networks遵循開(kāi)放系統互連(OSI)模型。EtherNet/IP和CIP技術(shù)由ODVA,Inc.管理,ODVA是一家全球貿易和標準開(kāi)發(fā)組織,成立于1995年,擁有300多家企業(yè)成員。
EPA - EPA(Ethernet for Plant Automation)是我國自主研發(fā)的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)標準。2001年 10月 由浙江大學(xué)牽頭,以浙大中控為主,清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所、重慶郵電學(xué)院、TC124等單位聯(lián)合承擔國家“863”計劃CIMS主題重點(diǎn)課題“基于高速以太網(wǎng)技術(shù)的現場(chǎng)總線(xiàn)控制設備”,開(kāi)始制定EPA標準。2005年12月 EPA被正式列入現場(chǎng)總線(xiàn)國際標準IEC 61158(第四版)中的第十四類(lèi)型,并列為與IEC 61158相配套的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)應用行規國際標準IEC 61784-2中的第十四應用行規簇(Common Profile Family 14,CPF14)。
CANopen - CANopen是基于CAN的更高層協(xié)議,是基于CAN總線(xiàn)的分布式工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的標準。CANopen標準由“CAN in Automation (CiA) International Users and Manufacturers Group”維護,無(wú)需許可即可實(shí)施。
Modbus - Modbus是一種串行通信協(xié)議,最初由Modicon(現為施耐德電氣)于1979年發(fā)布,用于其可編程邏輯控制器(PLC)。自2004年4月Modbus協(xié)議的開(kāi)發(fā)和更新由Modbus Organization來(lái)管理。
PROFIBUS - PROFIBUS(Process Field Bus)是自動(dòng)化技術(shù)中現場(chǎng)總線(xiàn)通信的標準,1987年由德國西門(mén)子公司等十四家公司及五個(gè)研究機構所推動(dòng)。PROFIBUS作為IEC 61158的一部分公開(kāi)發(fā)布。
HART - HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信協(xié)議是一種混合模擬+數字工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)放協(xié)議。其最顯著(zhù)的優(yōu)勢在于它可以通過(guò)傳統的4-20mA模擬儀表電流回路進(jìn)行通信。HART廣泛應用于從小型自動(dòng)化應用到高度復雜的工業(yè)應用的過(guò)程和儀表系統,協(xié)議由Rosemount Inc.開(kāi)發(fā)。
Zigbee - Zigbee是一種基于IEEE 802.15.4規范的一套高級通信協(xié)議,用于創(chuàng )建具有小型低功耗數字無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)。
藍牙 - 藍牙是一種無(wú)線(xiàn)技術(shù)標準,用于設備間的短距離無(wú)線(xiàn)數據交換。藍牙使用全球通用免授權的2.4到2.485GHz頻段。早在1994年,藍牙技術(shù)由電信供應商愛(ài)立信公司發(fā)明,最初考慮將其作為RS-232數據線(xiàn)的替代方案。藍牙無(wú)線(xiàn)規范由藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group,SIG)管理。
無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng) - 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN,Wireless Local Area Networks)是一種無(wú)線(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò ),使用無(wú)線(xiàn)通信連接兩個(gè)或多個(gè)設備在有限的區域內(如家庭、學(xué)校、辦公樓等)形成一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò )。大多數WLAN是基于IEEE 802.11標準的。
RFID - 射頻識別(Radio Frequency IDentification,RFID)是一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號來(lái)識別特定目標并讀寫(xiě)相關(guān)數據。
無(wú)線(xiàn)HART - 是一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù),基于高速可尋址遠程傳感器協(xié)議(HART,Highway Addressable Remote Transducer Protocol)。
WIA-PA - WIA-PA(Wireless Networks for Industrial Automation Process Automation 面向工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化的工業(yè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準技術(shù))標準是中國工業(yè)無(wú)線(xiàn)聯(lián)盟針對過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域制定的 WIA 子標準,基于 IEEE 802.15.4 標準的用于工業(yè)過(guò)程測量、監視與控制的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統。
ISA100 - ISA100.11a是由國際自動(dòng)化協(xié)會(huì )(ISA,International Society of Automation)開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)標準。
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