信息获取原理-安全生产信息化技术

信息作为“事物运动的状态及其变化方式”存在于一切事物中，因此，信息的获取首先要“感知”事物的运动状态及其变化方式。信息获取包括感知和识别两个方面。

1.信息的感知原理

信息感知系统由敏感单元和表示单元构成，其中敏感单元应对事物运动的状态及其变化方式高度敏感，能够产生与“事物运动状态及其变化方式”相对应的实际响应；表示单元则应把敏感单元的实际输出响应通过适当的方式表示出来，以便观察、处理和利用。

敏感单元是对人类感觉器官功能的扩展和完善，如人眼仅能够感受到波长为380～780nm的可见光，对于波长小于380nm的紫外光谱和波长大于780nm的红外光谱就无法感知，这就需要光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管和光电池等敏感元件来扩展和完善。

由于“事物运动状态及其变化方式”的无限多样性，不应该也不可能设想制造一种万用的敏感单元，对任何事物的运动状态及其变化方式都高度敏感。相反，应该针对不同事物的运动状态及其变化方式研制不同的敏感单元，这样才可能获得尽可能高的敏感度、分辨率和保真度。

研究表明，人类视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉等感知的响应都是以生物电信号的形式来表示的，那么在信息技术中，这些机器敏感单元的响应能否用电信号来表示呢？答案是肯定的，而且由于电信号和光信号的处理技术已经比较成熟、方便，表示单元往往都将敏感单元的输出响应转换为电信号或光信号的形式来表示，因此，敏感单元实际上是一种换能器，将非电（光）变化转换为电（光）变化。

在实际的研究开发中，人们经常需要测量非电量，如机械量（位移、速度、加速度、力）、热工量（温度、压力、流量、物位）、成分量和状态量，需要把它们转换为电量，这时人们往往把敏感单元与表示单元两方面的功能合二为一，既能对特定的事物运动状态及其变化方式产生高度敏感的响应，又能把其响应表示为适当形式的物理实现，这便是“传感器”。所以“传感器”也可以理解为是一种将被测的非电量变换成电量的装置，也被称为换能器、发送器、传送器、检测器和探头。国家标准（GB/T 7665—2005）中关于传感器的定义是：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置。该定义表达了以下含意：

1）传感器是测量装置，能完成测量任务。

2）输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量和生物量。(www.xing528.com)

3）输出量是某种物理量，可以是气、光、电物理量，主要是电量，这个输出量应便于转换、处理和显示。

4）输入量和输出量之间有对应关系，且应有一定的精确程度，为了便于处理，这种关系最好是线性关系。

在复杂情况下，感知系统还应满足其他一些同样十分重要的条件，如以某种复合的方式表现其信息。复合的方式可以将几个功能不同、但相互有关联的敏感元件复合在一起，组成复合传感器，如安全工程中四合一气体监测仪等；也可以将相同功能的多个敏感元件复合在一起，组成复合传感器，如列阵CCD传感器。

信息是事物运动的状态及其变化方式，而不是事物本身，因此，信息可以脱离其源事物而负载于其他事物。

2.信息的识别

事物无时无刻不在运动和变化，作为“运动状态及其变化方式”的信息时时处处都在产生，信息感知主要解决“是否有信息存在”问题。但这是不够的，还需要对所感知的信息做出判断：所感知的信息是不是希望的信息，是这类信息还是那类信息，即“有没有信息？”和“有什么样的信息？”，这就是信息的识别。

常用的模式识别方法有统计识别方法、模式识别的语言学方法和神经网络方法等。