传感器接口标准再次出现
引用马克吐温的话，关于IEEE 1451智能传感器接口标准消亡的报道被大大夸大了。虽然这个标准并没有真正陷入困境，但它一直被搁置，直到开发人员开始使用最近批准的IEEE 1451.4部分。这部分标准为智能传感器增加了存储组件，并使用传感器电子传感器增加了自我识别功能。
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引用马克吐温的话，关于IEEE 1451智能传感器接口标准消亡的报道被大大夸大了。虽然这个标准并没有真正陷入困境，但它一直被搁置，直到开发人员开始使用最近批准的IEEE 1451.4部分。这部分标准为智能传感器增加了存储组件，并使用传感器电子数据表(TEDS)增加了自我识别。这种简单的方法允许TEDS应用于无数现有的模拟传感器接口;增加了即插即用的价值;并实现更准确、更经济的解决方案和应用。简而言之，P1451不再是“寻找问题的解决方案”。(P代表总体标准的拟议状态。)
这满足了中小型传感器和传感器制造商长期以来的一些希望，他们只是想要一个通用的传感器接口，但历史上受到不同网络、现场总线、协议和要求的负担。1451标准的最初概念是有一个传感器外壳，有一个驱动器的空间，允许传感器插入一个通用的P1451驱动器，减轻了对特定驱动器的需求，据报道，节省了以前开发软件所需的90-95%的时间。
一些历史
P1451最初由电气和电子工程师协会(IEEE)仪器与测量学会和国家标准与技术研究所(NIST)于1994年推出，旨在使用标准通信接口解决传统传感器集成问题，P1451已发展到包括七个工作组和活动部分，其中四个已被正式批准(参见侧栏以获取所有七个部分的更新)。
最近，P1451.3工作组定义了具有传感器集群的应用程序的标准，并用于保护高速同步数据。同时，P1451.4组处理模拟换能器的混合模式通信应用，如数字TEDS和模拟信号。
大约两年前，美国国家仪器公司(NI)报告说，它认识到1451.4的潜在好处，并开始更积极地与IEEE工作组合作。NI的鼓励和IEEE的批准开始恢复1451.4的势头。
1451.4起飞
通过为数字仪器和测量系统使用的网络中的模拟传感器添加即插即用功能，IEEE 1451.4现在有更好的机会通过简化传感器安装，网络创建以及系统维护和升级来加速网络传感器的采用。1451.4通过创建一个信息数字网络需要识别、表征、接口和使用来自模拟传感器的信号的通用系统来实现这一点。
| Watlow和国家仪器公司报告说，在大多数温度下，智能热电偶现在可以比电阻热器件(rtd)更准确，并且智能rtd可以达到参考精度。 |
1451.4工作组副主席兼NI平台经理David Potter解释说，1451.4是一个实用的标准，使TEDS与模拟测量兼容。通过在传感器模拟接口添加自我识别，该标准有可能使任何测量系统，模拟或数字，更容易设置，配置和维护。当传感器连接到数据采集设备或任何仪表板时，有很多设置范围，滤波器和其他参数。如果这些信息已经存储在存储芯片中，那么你就可以自动进行设置和校准。”
1451.4还在传感器中嵌入可电擦除、可编程、只读存储器(EEPROM)芯片，以容纳和通信即插即用功能的细节。制造商可以从互联网上获取芯片的标识符。完整的TEDS可能包含特定类型传感器的识别和特性部分，例如加速度计、传声器、应变计、热电偶、热敏电阻等。TEDS还可能包含传感器的完整校准数据。
对于特殊的传感器需求，可以编写模板描述文件并在网站上发布。该标准还允许驻留在Internet上的虚拟TEDS文件在嵌入式存储器(如EEPROM)不可用时使用，通常在传统传感器中使用。NI及其合作伙伴维护着一个大型的虚拟ted库，可以在以下网站免费下载www.ni.com/sensors。作为NI合作计划的一部分，目前约有25家公司正在生产支持1451.4的传感器。
Watlow的衣架
1451.4帮助测试和测量用户的一种方式是大大提高热电偶精度。例如，j型热电偶通常包括两种不同等级和相对精度的金属类型，但Watlow Electric Manufacturing最近发现，在其热电偶中添加1451.4的单线存储器件增加了其单独的校准和线性化曲线，并将其可测量误差从1.5°C降低到0.5°C三倍，使其比ANSI热电偶更准确。
他补充说，例如，典型的K型热电偶通常可以在600°C下工作，通常具有±1.4°C的不确定性，而1451.4可以将其变成可以实现0.2°C不确定性的智能RTD。
Murphy在2004年ISA Expo上展示了Watlow的Infosense-P即插即用热电偶，RTD和热敏电阻如何与1451.4支持的芯片和TEDS一起使用，以校准典型的衣架，并使其比传统的温度传感器更准确。
“我们主要为要求精度和可重复性的原始设备制造商制造，而他们以前必须购买精度公差窗口为0.5-1.0%的传感器。现在，我们可以将所有的校准信息包含在存储设备中，并返回精确的数字校准文件。”西摩说。“我们不再受到来自容忍带的快照的限制。我们现在知道一个可变传感器在实时做什么，因为它的数字组件告诉我们模拟端在做什么。在一个案例中，我们有一个OEM，它现在能够制造热电偶，在更高的温度下比RTD传感技术更精确，后者也更昂贵。”
Seymour补充说，使用1451.4支持的芯片意味着Watlow还可以在其热电偶中使用新的材料组合，例如高温合金，以提高精度，延长寿命，减少漂移。现在，芯片有所有的电压/电阻表，它告诉仪器它应该是什么类型的传感器。“用户以前必须购买可能丢失或分离的校准表。现在，你有了ted，你不能把信息从芯片中分离出来，”西摩补充道。此外，最初的标准是传感器必须线性运行。变化必须是线性的，所以所有的仪器都是模拟的。现在，我们有了数字电子设备，我们可以跟踪我们想要的任何功能，包括收集传感器未来可能出现故障的数据。”
| 相关产品请访问www.globalelove.com/buyersguide;对于系统集成商，请访问www.globalelove.com/integrators;或访问: | ||
| www.sensotec.com | www.ieee.org | www.go-intech.com |
| www.ni.com国家仪器 | www.watlow.com | |
在线额外
用于传感器和执行器的智能传感器接口的IEEE P1451标准部分
P1451.0
什么:常用功能、通信协议和传感器电子数据表(TEDS)格式
功能:该项目旨在为IEEE 1451系列智能传感器标准开发一套通用功能、命令和TEDS。该功能将独立于物理通信介质。它包括控制和管理智能传感器所需的基本功能，相当于国际标准组织(ISO)开放系统互连(OSI)模型的第3层至第7层的通信协议，以及独立于媒体的TEDS格式。它将根据需要定义一组独立于实现的应用程序编程接口(API)。
状态:拟定中的提案;投票预计在2005年举行
1451.1
什么:网络应用处理器(NCAP)信息模型。
功能:定义智能传感器的公共对象模型，并尝试找到该模型组件的接口规范。主动定义其行为有助于使设备网络中立，更容易配置。
状态: 1999年6月通过标准;目前正在修订中。
1451.2
什么:传感器到微处理器的通信协议和TEDS格式。
功能:定义模拟到数字通信的接口标准
状态:1997年9月被批准为标准;正在修改以包含UART接口。
1451.3
什么:分布式多点系统的数字通信和TEDS格式
功能:使用1451.2作为基线，为使用更高带宽数据的分布式多点网络系统开发TEDS。
状态:2003年11月被批准为标准。
1451.4
什么:混合模式通信协议和TEDS格式
功能:定义混合模式通信，使用反向极性允许TEDS数据的数字传输，然后通过相同的两条线发送模拟传感器信号。
状态:2004年5月被批准为标准;预计于2004年11月出版。
P1451.5
什么:无线通信和TEDS格式
功能:尽量减少布线和安装成本;减少电缆/局域网下降;通过更容易、负担得起的状况监测改善数据收集;并通过预测性维护来节省开支。P1451.5的物理层可能包括IEEE 802.11b (WiFi)、802.11g (ZigBee)、802.15(蓝牙)、802.15.4 (PAN)等。
状态:拟定中的提案;投票预计在2005年举行
P1451.6
什么:基于canopen的高速传感器网络接口，用于本质安全和非本质安全应用。
功能:该项目计划在结合IEEE P1451和CANopen规范的基础上开发精益网关和级联换能器网络，并为基于CANopen的网络创建传感器接口，该网络将P1451的TEDS概念整合到本质安全和非本质应用中。这将允许CANopen网络上的仪表、测量和过程工业中的传感器总线和传感器网络用户使用1451传感器，并从TEDS中受益。
状态:发展中的建议
IEEE P1451标准件
p1451.0 -通用功能、通信协议和传感器电子数据表(TEDS)格式。
功能:标准草案旨在为IEEE 1451智能传感器标准开发一套通用功能，命令和TEDS。
现状:标准草案正在制定中;投票预计在2005年举行。
1451.1网络应用处理器(NCAP)信息模型。
现状:1999年6月通过标准;目前正在修订中。
1451.2传感器到微处理器的通信协议和TEDS格式。
现状:1997年9月被批准为标准;正在修改以包含UART接口。
1451.3分布式多点系统的数字通信和TEDS格式
现状:2003年11月被批准为标准。
1451.4混合模式通信协议和TEDS格式
功能:定义混合模式通信，使用反向极性允许TEDS数据的数字传输，然后通过相同的两条线发送模拟传感器信号。
现状:2004年5月通过标准;预计于2004年11月出版。
p1451.5 -无线传感器通信和TEDS格式
功能:降低布线和安装成本;减少电缆/局域网下降;通过状况监测改进数据收集;并有助于预测性维护。
现状:标准草案正在制定中;投票预计在2005年举行。
p1451.6 -基于canopen的高速传感器网络接口，用于本质安全和非本质安全应用。
现状:标准草案正在制定中。
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