Smart-Sensor

Ein Smart-Sensor (auch Smartsensor oder intelligenter Sensor, engl. smart sensor) ist ein Sensor, der neben der eigentlichen Messgrößenerfassung auch die komplette Signalaufbereitung und Signalverarbeitung in einem Gehäuse vereinigt.

Solche komplexen Sensoren beinhalten meist u.a. einen Mikroprozessor oder Mikrocontroller, wenn nötig auch zusätzlich mit DSP-Funktionalität und dergleichen mehr ausgestattet, komplexe Logikeinheiten wie z. B. FPGAs, ... und stellen standardisierte Schnittstellen zur Kommunikation mit übergeordneten Systemen bereit, z. B. über Feldbussysteme, Sensornetze oder ... . Weil sie sozusagen „Intelligenz“ besitzen, werden diese Sensoren als smart bezeichnet. Auf diese Weise soll die komplette anspruchsvolle Aufgabe solcher Sensoren ohne einen externen Rechner erfüllt werden und dafür gibt es gute Gründe, wie zum Beispiel Miniaturisierung, Dezentralisierung, Erhöhen der Zuverlässigkeit, Reduzieren der Kosten, Verbessern der Flexibilität.

Die technologische Basis dafür, dass solche komplexen intelligenten Sensoren in Miniaturform überhaupt realisiert werden können, bieten u.a. die Mikrotechnik, Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie.

Smart-Sensoren können mit den unterschiedlichsten Schnittstellen ausgestattet sein, leitungsgebunden, kontaktloser optisch-induktiver Ankopplung oder nicht leitungsgebunden über passive wie aktive Funktechniken, so unter anderem: I²C, LIN-Bus, Ethernet, Profibus, USB, FireWire, CAN, CANopen, MOST-Bus, LON, RFID, Bluetooth, WPAN, GSM, UMTS, ... .

Ein smarter Bilderkennungssensor als Beispiel

Herkömmliche nicht smarte Bilderkennungssensoren (reine Kameraoptik und -Mechanik mit CCD- oder CMOS-Sensor) erfassen nur das Bild und senden diese Rohdaten analog oder digitalisiert an einen dafür mit geeigneter Schnittstelle ausgestatteten Computer zur weiteren Bildverarbeitung, wie etwa Kantenextraktion und andere Klassifikationen, ... . Erst im externen entfernten Rechner wird durch Mustererkennung und andere Bilderkennungsschritte entschieden, ob z.B. das inspizierte Muster die Anforderungen erfüllt oder aussortiert wird. Dagegen genügt bei einem smarten Bilderkennungssensor allein die zusätzlich zur reinen Kamerafunktion integrierte Rechentechnik (Hardware und Software), um das erfasste Objekt komplett anhand der geforderten Eigenschaften in Echtzeit sofort an Ort und Stelle zu bewerten und das Ergebnis so aufbereitet zur Verfügung zu stellen. Siehe Smart-Kamera.

Siehe auch

• Messtechnik
• Messgeräte
• Sensorik
• Telemetrie
• Telematik
• WPAN
• Sensornetz oder engl.: Wireless Sensor Network (WSN)
• Sensor Media Access Control (S-MAC)
• Funknetze
• Global Positioning System (GPS)

Literatur

• Ulrich Hilleringmann: Mikrosystemtechnik. Prozessschritte, Technologien, Anwendungen. Teubner Verlag, 1. Auflage April 2006, ISBN 3-8351-0003-3, ISBN 978-3-8351-0003-9
• Nitaigour P. Mahalik: Sensor Networks and Configuration. Fundamentals, Standards, Platforms, and Applications. Springer Verlag Berlin, englisch, 1st ed. November 2006, ISBN 3-540-37364-0, ISBN 978-3-540-37364-3
• Derbel, Faouzi: Smart-Sensor-System zur Brandfrüherkennung. Brandmeldeeinrichtungen zur schnelleren und sicheren Unterscheidung von Störereignissen. Richard Pflaum Verlag 2002, ISBN 3-7905-0870-5, ISBN 978-3-7905-0870-3
• Baselt, Jörg P; Gerlach, Gerald: Dresdner Sensor-Symposium (6.) - Sensoren für zukünftige Hochtechnologien und Neuentwicklungen für die Verfahrenstechnik. w.e.b. Verlag, 1. Aufl. 2003, ISBN 3-935712-92-8, ISBN 978-3-935712-92-7
• Entwicklung von intelligenten miniaturisierten Sensoren zur 2D- und 3D-Vermessung für Anwendungen zur Qualitätssicherung und in der Oberflächenanalyse. Verbundprojekt 1995-1998, Abschlussbericht 59. VDI Verlag 1998, ISBN 3-89750-057-4, ISBN 978-3-89750-057-0
• Grundlegende Entwicklungen einer intelligenten Sensor-/Aktorfamilie in Mikrosystemtechnik (GENIS). Verbundprojekt 1990-1993, Abschlussbericht 6. VDI Verlag 1993, ISBN 3-89750-005-1, ISBN 978-3-89750-005-1
• Sensoren mit kontaktloser optisch-induktiver Ankopplung in Mikrosystemtechnik. Verbundprojekt 1994-1997, Abschlussbericht 57. VDI Verlag 1998, ISBN 3-89750-055-8, ISBN 978-3-89750-055-6

Weblinks

• T. Hänselmann: An FDL'ed Textbook on Sensor Networks. Elektronisches Lehrbuch zur Vorlesung Sensornetze an der Universität Mannheim, verfügbar unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.