/ 發布日期：2017/11/15/ 瀏覽次數：182

傳統感測器僅具備感測環境參數的能力，並不具訊號處理及控制的功能，因此仍須加裝訊號處理器及致動器，才可完成感測及控制。70 年代，製造業提出智慧型感測器的概念，即設法將感測訊號處理、控制的功能集中於單一感測元件上。Frost & Sullivan的報告論述智慧型感測器的創新發展，並提出各領域應用、專利發展與應用案例。

一、 智慧感測器在產業的應用
智慧型感測器的零組件包含：感測元件(Sensing Element)、類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)與類比介面電路(Analog Interface Circuit)。此外，相較於傳統感測器，智慧型感測器具有一個或多個智慧型的功能，例如：自我辨識(Self-Identification)、自我測試(Self-Testing)、自我驗證(Self-Validation)、與自我調適(Self-Adaptation)等。目前智慧型感測器常應用在壓力、溫度、影像信號(Image Signal)、震動、加速度、與位移等數值的量測。
智慧型感測器發展備受各方關注，因智慧型感測器能進行複雜性的即時量測，且能自行做出決策，以實踐自行診斷與修正。因此，智慧型感測器的應用領域相當廣泛，包含：消費性電子業、汽車業，航太與國防業、工業、醫療業、結構健全性監測(Structural Health Monitoring)、智慧家庭，及大樓自動化等，以下闡述各領域智慧型感測器的應用：
(一) 大樓自動化：照明控制、門禁控制、空調(HVAC)系統控制、追蹤機器的健康狀況、氣候控制系統(Climate Control System)、電力監測(Power Monitoring)、資料中心監測及消防安全。
(二) 工業控制：資產管理、程序控制與監測、環境照護、能源管理與設備健康監測。
(三) 航太與國防業：邊境保衛、周邊防護(Perimeter Protection)、戰地資訊與即時情境感知(Situation Awareness)。
(四) 消費性電子業：智慧型電視、智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦、個人電腦與電腦週邊設備。
(五) 醫療業：管理慢性病患者、自動化智慧型醫療裝置，與早期預測健康問題。
(六) 結構健全性監測：航太結構、複合材料、土質工程技術(Geo-technique)、採礦/石油/天然氣勘探與開採、土木工程結構與文化遺產古蹟。
(七) 自動駕駛：輔助停車、輔助倒車、車道偏離警告、智慧型主動車距控制巡航系統(Intelligent Adaptive Cruise Control)與偵測疲勞駕駛。

二、 智慧型感測器的專利發展：
(一) 專利發展：在2013至2017年間，受惠於政府基金與企業對智慧型感測器的興趣與支持，智慧型感測器技術的專利申請件數每年穩定地增加，2016年申請件數更是創下279件的新紀錄，可見該領域的技術創新發展興盛。Frost & Sullivan預測，短期至中期的專利件數仍將持續快速成長。
(二) 專利特徵：集中在製造業、小型製造業，具有低功率、大規模通訊的功能。
(三) 專利分布： IBM、Google與Intel Inc.等國際電子業巨擘，透過內部研發、收購與交互授權(Cross License)致力於研發專利。以地區別來看，專利申請量最多是中國大陸，其次是美國與韓國。亞太地區是電子製造業的樞紐，亦是技術開發的重要地區。

三、 智慧型感測器應用案例
ABB公司開發的智慧型感測器ABB Ability，讓使用者可利用特定網站或智慧型手機監測低電壓馬達的運作情形。其精巧的無線設計，可以貼附在馬達設備上，將馬達震動、溫度、與耗能等資料傳送至雲端，進行數據分析及資訊掌控，一旦參數偏離標準值，智慧型感測器就會發出警報通知操作人員，以達到持續監測與即時因應的目標。ABB Ability智慧型感測器亦可讓操作人員在電機設備發生故障前，就能採取預防措施，確保馬達保持健康的狀態，其帶來的效益包含降低70%的馬達停機時間、延長30%馬達壽命並節省10%的耗能。