最早的方波增量信號，到帶換相信號的方波增量信號，再到絕對值和正余弦增量的復合信號，以及最新采用數字式高速通信協議的絕對值型編碼器，電機編碼器的發展已經經歷了數代的變革。

與之對應，用于檢測機械設備狀態的編碼器，也經歷了幾代的發展歷程，其中，又以編碼器通信方式的變革最為顯著。

通信方式的變革

最早期的絕對值型編碼器，采用并口輸出。

一根線芯代表輸出二進制位置值的一位。這樣一來，一個 10 位(也就是 1,024 步)的編碼器，就需要 12 芯(10芯信號 + 2 芯電源)的通信電纜。

誕生于 1985 年 SSI(串行同步總線)接口，只用 6 芯(4 芯通信 + 2 芯電源)電纜，就能夠達到信號的同步傳輸，很好的解決了電纜數量的問題。

然而，SSI 總線只能支持點到點的信號傳輸。如果設備上有多個編碼器，則分別需要多根編碼器電纜與控制器一一連接。隨著各種基于 RS485 的工業總線(如，PROFIBUS, DeviceNet, CANOpen...等)的普及，編碼器如同其它傳感器設備一樣，也實現了工業網絡通信。

如今，工業網絡通信已經全面進入了工業以太網時代(如：PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, POWERLINK...等)，編碼器的通信也毫無懸念的轉向了相應的工業以太網。

基礎架構的改變，帶來的不僅僅是通信速率的提升，更是觀念的改變。就像手機一樣，進入 4G 時代以后，不僅僅是手機的音質更加清晰了(其實 3G 的帶寬就已經足夠傳輸高品質語音了)，而且手機能夠承載更多、更加復雜的任務，例如流暢的視頻電話和高清的在線視頻播放等。

那么，對于編碼器來說，其智能化將會呈現出怎樣的趨勢呢?

看待未來的發展，我們必須先從需求談起。傳統的編碼器，無論是增量型或者絕對值型的編碼器，通常只能夠采集和傳輸角度或長度的位置及其變化信息，這些信息對于運動控制來說至關重要。然而，隨著工業生產效率的提升，工業安全意識的增強，對于運動控制反饋的也提出了更高的要求。于是，我們不難看出新一代工業編碼器的發展方向。

分辨率和精度的提升

對于速度控制而言，位置分辨率是一個非常關鍵的因素。因為當速度較快時(如：6,000 rpm 以上)，為了精確反饋實時的位置信息，就需要編碼器有著極高的位置刷新頻率。這一方面要求編碼器本身的角度/位置分辨率足夠精細;另一方面，信號傳輸的速度也要足夠快，以便能夠將采集到的位置信息實時的傳遞到控制器中。

更高的通信速率

一般工業以太網的編碼器，比如 PROFINET，可以達到 1ms 的刷新周期。 而在 EtherCAT 網絡中，通過分布式時鐘可以使得最小循環時間達 100μs 以內，這已經非常接近高性能伺服驅動系統的位置環循環周期(62.5 μs)。

設備層拓撲結構

線性或者樹形的拓撲結構，很好的解決了靈活布線的問題，但是系統卻會面臨著因意外故障或斷線而中斷的風險。

在 EtherNet/IP 網絡中，DLR (Device Level Ring)功能的出現，很好的解決了這個問題。將雙網口的編碼器與系統中其他元件首尾相連，形成一個具有更高可靠性的閉環回路，當環路中出現斷線故障時，系統會立即檢測到信號傳輸的中斷，并且在切換至旁路的同時發出警報。這樣一來單個電纜中斷將不會導致其他節點和整個系統出現故障。

統一的數據架構

OPC UA 定義了統一的架構(Unified Architecture)，使得機器與機器之間的自動化通信更加流暢。這種架構不限制操作系統或是編程語言，是一種面向服務的架構( SOA )，從智能傳感器、智能執行機構一直到控制系統和信息網絡，都具有強健的信息安全特性和可擴展性。

OPC 基礎服務是一套抽象的數據應用描述，和通訊協定無關，是 OPC UA 機能的基礎。傳輸層將方法轉換為通訊協定，將資料序列化(或反序列化)，再傳送到網絡上。 為了上述目的，定義了兩種通訊協定，其中一個是以效率進行過優化的二進制 TCP 訊定，另一個則是 Web 服務導向的協定。

更靈活的配置

另一方面，位置和速度的單位偏好也會因客戶習慣而有所不同，多種可選的輸出單位，可以使應用配置的導入達到事半功倍的效果。為了最大限度的提高生產效率，預設值的設置還需要具有實時的在線功能。即使在設備運轉時，也可以與控制循環同步進行絕對位置調整(也稱為“偏移調整”)而無需停機。

觸手可及的診斷信息和生命周期運行數據

設備的當前運行狀態如何?一旦出現故障，有哪些診斷數據?這些情況，用戶是需要第一時間了解的。因此，全面的故障警告和報警信息尤為重要。

然而，大部分的故障都是事前有征兆的，這也就是預防性維護的重要性。要在故障發生前排除隱患，通常有兩個辦法：定期排查或者有針對性的檢查。

定期的做法，雖然避免了意外停機造成的損失，但是需要耗費大量精力和成本，因為不同設備的運行頻率和狀態各不相同。

通過采集和儲存的診斷信息和生命周期數據，可以極大的提高預防性維護的效率。智能編碼器通常能夠處理上電時長、旋轉時長、工作轉速和環境溫度...等生命周期內的維護數據，以便于設備維保人員有針對性的進行預防性維護。