智能传感器节点身份识别与故障处理方法研究

传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）２０１５年第３４卷第８期

ＤＯI：１０.１３８７３/J.１０００—９７８７（２０１５）０８—００５４—０３

罗亚军，孙兴林，郑森炎

（浙江大学生物医学工程与仪器科学学院，浙江杭州310027）

摘要：高速数据采集系统由通用的主控平台和大数据量的智能传感器网络构成。针对智能传感器节点

多样化、不易于管理、在发生故障时容易影响整个系统安全等现状，提出了一种身份识别与故障处理方法，

通过构建管理单元与智能传感器节点进行绑定，利用一组独立的管理总线将它们联系在一起，在不影响数

据传输总线实时性的前提下，解决了大数据量智能传感器节点的身份识别与故障处理的问题。通过一个

基于CAN总线的设计实例，证明了该方法的可行性，且结构简单，性能可靠，能够提高数据采集系统的扩

展性和稳定性。

关键词：智能传感器；数据采集；身份识别；电源监控

中图分类号：TP２１２文献标识码：A文章编号：１０００—９７８７（２０１５）０８—００５４—０３

Ｒｅｓｅaｒｃｈｏｎｉdｅｎｔｉｆｉｃaｔｉｏｎaｎdｆaｕlｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎg aｐｐｒｏaｃｈ

ｏｆｓmaｒｔｓｅｎｓｏｒｎｏdｅｓ

LUO Ya-jun，SUN Xing-lin，ZHENG Sen-yan

（CｏllｅgｅｏｆBｉｏmｅdｉｃalＥｎgｉｎｅｅｒｉｎg＆IｎｓｔｒｕmｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，Zｈｅjｉaｎg Uｎｉｖｅｒｓｉｔy，Haｎgzｈｏｕ310027，Cｈｉｎa）

Ａbｓｔｒaｃｔ：A high speed data acquisition system is composed of general-used main control platform and smart sensor network with bulk data.Aiming at status of diversification of the smart sensor nodes，difficult to manage，likely to affect security of overall system in the event of a failure problem，propose a method for identification recognition and fault processing，by construction management units binding with smart sensor nodes，and the units contact with each other by a group of independent management bus，without affecting real-time performance of intrinsic data transfer bus，the method can solve the problem of identification and trouble shooting of mass data intelligent sensor nodes.By a CAN bus-based designed example，prove the feasibility of the proposed method，and

the method with simple structure has reliable performance，can greatly improve the extensibility and stability of the data acquisition system.

Kｅyｗｏｒdｓ：smart sensor；data acquisition；identification；power supply monitoring

0 引言

随着嵌入式系统的发展，智能传感器（intelligent sen-sor，or smart sensor）已经成为当今传感器技术的一个主要发展方向［１］，它由普通传感器、微处理器和相关的电路构成，具有自补偿、自校准、自诊断、数值处理和双向通信等特点［２，３］。目前，智能传感器已经广泛应用于航空、航天、国防、科技和工农业生产等各个领域中，但在虚拟化、网络化、高速数据传输等方面仍有着较大的研究空间［４］。

一种总线分布式的高速数据采集系统由通用的主控平台和大数据量的智能传感器节点构成，在不同的工业现场，可以将不同的智能传感器通过高速数据传输总线与主控平台进行连接，快速搭建出针对各种应用的传感器网络，缩短研发周期，并降低成本。这些智能传感器节点来自于不同的生产厂家，能够采集不同的物理量，在接口、功耗、数据量、实时性等方面也提出了不一样的要求，既丰富了数据采集系统的功能，也增加了设备管理的难度。由于大数据量和高实时性的要求，单凭数据传输总线已经无法实现自身的管理功能，因此，针对多样化、大数据量的智能传感器节点进行统一身份识别，快速检测并处理节点的故障，成为当前必须解决的问题。

Md Sajjad Rahaman等人［５］设计了一种通用传感器接口，对数据传输总线进行改造，解决了一些低速传感器接口适配问题；王全［６］提出了智能传感器的软硬件通用设计，来解决矿用检测系统的通用性与扩展性问题；张粤等人［７］

收稿日期：２０１５—０１—２１45