GB/T 34069-2017 物联网总体技术 智能传感器特性与分类

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中华人民共和国国家标准

GB/T34069—2017

物联网总体技术

智能传感器特性与分类

Generaltechnologyofinternetofthings—

Characteristicandclassificationofintelligentsensor

2017-07-31发布2018-02-01实

发布

GB/T34069—2017

目次

前言in

引言w

1范围1

2规范性引用文件1

3术语、定义和缩略语1

4基于功能角度的智能传感器一般构成2

4.1概述2

4.2智能计算单元2

4.3接口单元2

5特性2

5.1通用特性2

5.2智能特性3

5.3物联网特性4

6分类5

6.1传感器通用分类5

6.2智能化分类8

6.3物联网相关分类10

6.4按其他方式分类12

参考文献13

T

GB/T34069—2017

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本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会(SAC/TC124)归口。

本标准负责起草单位:上海市计量测试技术研究院、云南云电同方科技有限公司、绵阳市维博电子

有限责任公司、北京易能立方科技有限公司、中国航天科技集团公司第四研究院第四十四研究所、福建

顺昌虹润精密仪器有限公司、福建上润精密仪器有限公司、上海物联网中心、重庆市伟岸测器制造股份

有限公司、上海市在线检测与控制技术重点实验室。

本标准主要起草人:吴志群、余国瑞、杨晴、阮赐元、王健、许晨光、陈志扬、戈剑、金辉、徐文前、单联海、

王小文、茅晓晨。

I

GB/T34069—2017

引言

智能传感器由传感单元、智能计算单元和接口单元组成，具有智能与物联网特性，其类别繁多，广泛

应用于物联网中。为规范我国智能传感器的研究、生产与应用，有必要对智能传感器特性与分类进行标

准化。

本标准对智能传感器的特性与分类进行了规定，为规范生产、使用和检验评定智能传感器提供了参

考与指导。

N

GB/T34069—2017

物联网总体技术

智能传感器特性与分类

1范围

本标准规定了物联网领域中涉及的智能传感器特性，并给出了智能传感器分类指南。

本标准适用于智能传感器的设计、生产、科学研究以及其他有关技术领域。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T7665—2005传感器通用术语

GB/T33905.3—2017智能传感器第3部分：术语

GB/T34068-2017物联网总体技术智能传感器接口规范

3术语、定义和缩略语

3.1术语和定义

GB/T7665-2005和GB/T33905.3-2017界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

智能传感器intelligentsensor

具有与外部系统双向通信手段，用于发送测量、状态信息，接收和处理外部命令的传感器。

[GB/T33905.3—2017,定义3.2]

3.1.2

传感器智能特性intelligentcharacteristicofsensor

传感器根据设定对输入信号进行处理，能使输出量更加准确或有利于信号分析的特性。

3.1.3

智能传感器节点intelligentsensornode

在传感器网络中，由传感器（可外接）、智能处理单元和能量供给单元组成，能实现数据的釆集、处

理、传输和控制的设备。

3.1.4

响应response

输出随被测量变化的特性。

[GB/T7665—2005,定义6]

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

1

GB/T34069—2017

MC：微控制单元

DSP：数字信号处理器

ASIC：专用集成电路

FPGA：现场可编程门阵列

SoC：芯片级系统/片上系统

4基于功能角度的智能传感器一般构成

4.1概述

智能传感器基于功能角度一般由传感单元、智能计算单元和接口单元组成，如图1所示。

4.2智能计算单元

智能计算单元能根据设定对输入信号进行分析处理，得到特定的输出结果。

4.3接口单元

智能传感器通过网络接口与物联网其他装置进行双向通信。

网络接口应符合GB/T34068-2017的规定。

5特性

5.1通用特性

5.1.1概述

传感器通用特性分为静态特性与动态特性。静态特性是输入为不随时间变化的恒定信号时，传感

器的输出量与输入量之间的关系；动态特性是输入为随时间变化的信号时,传感器的输出量与输入量之

间的关系。

2

GB/T34069—2017

5.1.2静态特性

测量范围

在允许误差限内由被测量的两个值确定的区间。

注：被测量的最高、最低值分别称为测量范围的“上限值”“下限值”。

准确度

测量结果与被测量的真值之间的一致程度。

线性度

正、反行程实际平均特性曲线相对于参比直线的最大偏差，建议用满量程输出的百分比来表示。

分辨率

传感器在规定测量范围内可检测出的被测量的最小变化量。

重复性

在一段短的时间间隔内，在相同的工作条件下，输入量从同一方向作满量程变化，多次趋近并达到

同一校准点吋所测量的一组输出量之间的分散程度。

稳定性

传感器在一个较长的时间内保持其性能参数的能力。

5.1.2.7其他静态特性

传感器具有的其他静态特性。

5.1.3动态特性

频率响应

在规定的被测量频率范围内，对加在传感器上的正弦变化的被测量来说，输出量与被测量振幅之比

及输出量和被测量之间相差随频率的变化。

注：频率响应应当以在规定的被测量频率范围内的频率和某一规定的被测量为基准。

响应时间

由被测量的阶跃变化引起的传感器输岀上升到其最终规定百分率吋所需要的时间。

注：为注明这种百分率，可将其置于主词前面，例如：98%响应时间。

5.1.3.3其他动态特性

传感器具有的其他动态特性。

5.2智能特性

5.2.1概述

智能传感器的智能特性体现在工作过程中利用数据处理子系统对其内部行为进行调节，减少外部

因素的不利影响，得到最佳结果。

3

GB/T34069—2017

智能传感器在信号采集、数据处理、信息交互、逻辑判断等过程中表现出如下一种或多种智能特性。

5.2.2数据处理

智能传感器对数字化的数据进行分析、计算，实现自动调校、自动平衡、自动补偿、自选量程等功能。

5.2.3自动校准

智能传感器可根据操作者输入的零值或某一标准量，调用自动校准软件对传感器进行调零和校准。

5.2.4自动诊断

智能传感器在工作过程中可进行自检，判断传感器各部分是否正常运行，并进行故障定位。

5.2.5自适应

智能传感器在工作过程中能够通过对自身模型和/或参数的调节主动适应外部环境的变化，从而保

证其基本功能和性能。

5.2.6双向通信

智能传感器采用双向通信接口，向外部设备发送测量、状态信息，并能接收和处理外部设备发出的

指令。

5.2.7智能组态

智能传感器设有多种模块化的硬件和软件，根据不同的应用需求，操作者可改变其模块的组合状

态，实现多传感单元、多参量的复合测量。

5.2.8信息存储和记忆

智能传感器可存储传感器的特征数据和组态信息，如装置历史信息、校正数据、测量参数、状态参数

等，在断电重连后能够自动恢复到原来的工作状态，也能根据应用需要随时调整其工作状态。

5.2.9自推演

智能传感器可根据数据处理得到的结果或其他途径得到的信息进行多级推理和预测，获得的结果

可进行输出。

5.2.10自学习

智能传感器可根据外部环境的变化和历史经验，主动改进/优化自身模型、算法和参数。

5.2.11其他智能特性

智能传感器具有的其他智能特性。

5.3物联网特性

5.3.1概述

智能传感器在物联网条件下应具有即联即用的能力，主要表现在具有自动描述、自动识别、自动组

织（包括自动组网）等特性。

4

GB/T34069—2017

5.3.2自动描述

智能传感器在物联网中应能自动向外部设备发出信息，描述自身的位置、功能、状态等。

5.3.3自动识别

智能传感器在物联网中应能自动识别自身在网络中的位置、外部设备发出的指令和信号以及网络

中的其他信息。

5.3.4自动组织

网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设，智能传感器启动后通过协调各自的行为，即可

快速、自动地组成一个独立的网络，实现即联即用。

5.3.5互操作性

智能传感器可与物联网内其他智能传感器或外部设备进行相互操控。

示例：某一传感器侦测到异常数据，它可以要求周围传感器的测量数据，以辅助判断是自身测量出现错误，还是被测