数字传感器，前进之路

过去，传感器系统工程师由于在现有模拟传感器信号路径中加入数字化所带来的挑战，而不愿意转向数字产品。这种改变的研发成本使许多专注于单一产品类型、应用和市场的小型传感器公司望而却步。在过去的几十年里，一些数字传感器进入了市场，但由于缺乏任何标准接口或通信协议，这种尝试变得昂贵且风险高。不言而喻，数字化的采纳步伐非常缓慢。

由于低成本电子元件能够处理和转换模拟信号到数字格式的可用性增加，模拟传感器向数字世界的迁移现已全面展开。在过去的几年里，传感器制造商已经开始将传感器元件、A/D 转换、处理能力、存储器、电源管理以及数字通信功能集成到几个芯片中，而这些芯片可以轻松装入传感器外壳中。此外，I2C 和 SPI 等标准通信协议的广泛应用，使得配备这些功能的传感器能够轻松集成到电子监测和控制系统中。

传感器产品的数字化带来的益处远远超出了与数字控制系统轻松通信的能力。例如，大多数数字传感器都包含一种“睡眠模式”功能，当系统功能不需要时会将传感器关闭。通过降低所需的能量，依赖能量采集或电池供电的远程和移动系统的电池寿命得到了显著提升。数字传感器还可以利用模拟模式中无法获得的软件优化方法。诸如过采样和数字滤波的技术可以显著提高传感器的分辨率和频率鉴别能力。最重要的是，这些性能提升不会带来成本增加。一切都通过软件实现。 

使用数字传感器产品还带来了一些更为隐性的好处。 由于数字传感器配备了片上存储器，可以存储信息。 非易失性信息（如设备部件号、版本级别、序列号以及校准参数等）可以被包含在内并轻松访问。 动态信息（如询问次数、错误日志以及运行小时数）可以通过传感器软件进行编程。 这些数据能够支持采用这些传感器的系统建立强大的可靠性与质量保证计划。

数字传感器技术使传感器制造商能够创造出满足客户系统独特需求的产品。  如今，许多数字传感器产品包含一个以上的感测元件。  例如，一个数字湿度传感器还可以包含一个温度传感器，通过访问两者的数据并在系统主处理器中做一些数学计算，可以生成露点温度。  通过仅使用同一个低成本传感器封装中的两个感测元件的数据，就可以生成三条信息（相对湿度、温度、露点）。

当今的复杂系统受对“智能”功能需求的驱动。  这增加了系统设计中对额外数字传感器的需求。  系统和产品需要更多信息来提升其能力。  产品需要感知其周围环境、自身的健康状况和运行时间、接收的人类输入以及其他系统交互，而这一切都需要使用更多的传感器。  这些传感器通过无缝接口将关键数据传输到微控制器，使其能够根据从传感器接收到的数据做出决策。  提供的数据越多，决策就越智能。更智能的系统需要更多的传感器。

数字传感器现在能够以更低的成本提供更高的性能和功能。  向数字传感器的迁移通过提供更好的性能，实现了更智能的系统，同时这些传感器以极具吸引力的价格点构建和集成，并满足客户的设计需求。