一、基本构成

一般，智能系统由硬件和软件两大部分组成，硬件组成如图1所示。软件主要包括监控程序、中断服务程序及实现各种算法的功能模块。监控程序是系统软件的中心环节，它接收和分析各种命令，管理和协调整个程序的执行；中断服务程序是在人机对话通道或其他外围设备提出中断申请，且由计算机响应后直接去执行的程序，以便完成实时处理的任务；功能模块用来实现系统的数据处理和控制任务，包括各种智能功能算法和控制算法等。

图1 智能系统结构图

（1）微型计算机。这是智能系统的核心，它通常由CPU、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、输入/输出端口（I/O）和定时器/计数器（CTC）等单元组成。

（2）前向通道。这是微型计算机与前端设备相连接的单元，是系统的信息输入通道。前向通道与前端设备现场相连，是各种干扰串入系统的主要通道。前向通道是一个模拟与数字混合电路单元，各种传感器的输出信号（模拟量、数字量或开关量）经前向通道变成满足微型计算机输入要求的信号，故有形式多样的信号变换、调节电路，如信号放大、整形、滤波、A/D转换等。前向通道性能的优劣将影响整个系统的性能。

（3）后向通道。这是系统终端设备的控制单元，是信息输出的通道，大多数需要功率驱动。后向通道靠近终端设备的现场，有些伺服驱动伺服控制系统的大功率负荷引起的干扰易从后向通道进入微型计算机，故后向通道的隔离对系统可靠性影响极大。后向通道根据输出控制的不同，有多种多样的电路，如模拟电路、数字电路、开关电路等。

（4）人机交互通道。这是操作者对系统进行干预及了解系统运行状态和运行结果的单元，主要有键盘、显示、语音电路等。智能系统的人机对话设备都是按最小规模配置的，以满足用户需要为目的。

（5）数据通信通道。这是智能系统与其他系统间交换信息的接口，通常是串行通信口。

尽管智能系统基本结构相同，但不同用途或者基于不同探测传感原理而设计的智能系统，其具体结构还是有相当大的差异，其差异主要表现在前端设备和终端设备上。如智能视频监控系统就具有如图2所示的基本结构。

图2 智能视频监控系统的基本结构

首先，目标场景图像经前端摄像设备光电转换输出，再经前向通道到信号处理部分进行分析处理，识别出目标后输入后向通道输出终端显示、录像，并驱动声光报警。若识别的是火灾苗头，输出信号通过执行机构驱动消防淋头喷水。

此外，信号处理部分还输出控制信号经前向通道去控制前端装置的有关环节，如切换灯源，控制云台移动及自动对准目标，控制镜头的自动调焦、自动光圈等。因此，微型计算机应用于智能系统是通过前向通道和后向通道渗透到系统的各个组成部分的。

（1）具有自动校准能力。智能系统采用软硬件相结合的方法进行自动校准，如零点校准、非线性校准、y校正等。当传感器的特性呈非线性时，智能系统则可能将传感器的传感特性以数学模型编入程序或者利用表格与插值相结合的方法，实时地修正数据。

（2）具有自动分析处理视频数据能力。微机具有很强的分析和运算能力，智能系统可完成前端设备输入的信息的复杂的数据处理，这是非智能系统难以比拟的。智能系统能从原始探测数据中提取反映被测对象特征的信息，并将经加工处理后的数据恢复成原来的物理量形式或终端设备所需的形式输出来。

（3）具有自动识别跟踪异常目标的能力。前端设备输入的信息经加工分析处理后，智能系统能自动识别出影响安全的异常的目标，并自动定位跟踪，同时显示、录像，自动预/报警等。由于智能系统具有好的软件算法，对各种恶劣环境等不利的干扰均能不断地修正，从而有效地消除或减小误差，以提高识别精度。

（4）具有自适应能力。智能系统能根据被测对象或工作环境的变化自动修正算法，如智能激光干涉仪能跟踪气温、气压和湿度等环境参数的变化，修正激光波长，保证仪器的精度不受环境变化的影响。