傳感器好比人的眼耳口鼻，但又(yòu)不僅僅隻是人的感官那麽簡單，它甚至能(néng)夠采集到更多(duō)的有(yǒu)用(yòng)信息。既然如此，就可(kě)說這些傳感器是整個物(wù)聯網系統工(gōng)作(zuò)的基礎，正是因為(wèi)有(yǒu)了傳感器，物(wù)聯網系統才有(yǒu)内容傳遞給“大腦”。

在過去，傳感器更多(duō)應用(yòng)于工(gōng)業。但是随着時間推移，它已經慢慢走入我們的生活。

傳感器是物(wù)聯網發展的基石

随着工(gōng)信部在6月6号發放5G正式商(shāng)用(yòng)牌照，5G的到來似乎将物(wù)聯網推到了一個風口處，而物(wù)聯網的小(xiǎo)翅膀是什麽呢(ne)，或許不同的人有(yǒu)不同的答(dá)案，而傳感器無疑是其中(zhōng)一個重要的選項。

物(wù)聯網層次結構

從物(wù)聯網層次結構圖中(zhōng)可(kě)以看到物(wù)聯網主要是由：感知層、網絡層、支撐層和應用(yòng)層四部分(fēn)構成。有(yǒu)句俗話說得好：下層基礎決定上層建築。傳感器作(zuò)為(wèi)物(wù)聯網感知層的重要組成部分(fēn)之一，作(zuò)為(wèi)整個物(wù)聯網的基礎，其重要性是不言而喻的。

物(wù)聯網系統中(zhōng)的海量數據信息來源于終端設備，而終端設備數據來源可(kě)歸根于傳感器，傳感器賦予了萬物(wù)“感官”功能(néng)，如人類依靠視覺、聽覺、嗅覺、觸覺感知周圍環境，同樣物(wù)體(tǐ)通過各種傳感器也能(néng)感知周圍環境。且比人類感知更準确、感知範圍更廣。例如人類無法通過觸覺準确感知某物(wù)體(tǐ)具(jù)體(tǐ)溫度值，也無法感知上千高溫，也不能(néng)辨别細微的溫度變化，但傳感器可(kě)以。可(kě)以說傳感器就是“萬物(wù)互聯”時代物(wù)體(tǐ)與物(wù)體(tǐ)之間交流的“語言”。

傳感器在物(wù)聯網産(chǎn)業中(zhōng)的作(zuò)用(yòng)

物(wù)聯網是将各種信息傳感設備和互聯網結合起來形成的一個巨大網絡，它是互聯網的升級，也是信息化時代的核心。物(wù)聯網的發展需要智能(néng)感知、識别和通訊等技(jì )術支撐，而感知的關鍵就是傳感器及相關技(jì )術，可(kě)以毫不誇張的說，沒有(yǒu)傳感器的進步，就沒有(yǒu)物(wù)聯網的繁榮。随着物(wù)聯網的發展，傳感器産(chǎn)業也将迎來爆發，傳感器是物(wù)聯網采集數據的關鍵組件，扮演着不可(kě)或缺的角色。

随着全球開始步入高速發展的信息時代，在獲取和處理(lǐ)信息過程中(zhōng)，首先要解決的就是要獲取可(kě)靠并準确的信息，而傳感器是獲取信息的主要手段和途徑。例如在工(gōng)業4.0時代，要用(yòng)傳感器來監視和控制生産(chǎn)過程中(zhōng)的參數，使設備保持正常的工(gōng)作(zuò)狀态；在智能(néng)家居領域，傳感器是實現用(yòng)戶和家居單品（燈光、電(diàn)視、冰箱、音響等）互動的基礎；在無人駕駛中(zhōng)，需要通過傳感器對交通和環境數據的采集和處理(lǐ)，這樣才能(néng)保證汽車(chē)在道路上的行駛……可(kě)以毫不誇張的說，未來物(wù)聯網有(yǒu)多(duō)大的市場，傳感器就能(néng)有(yǒu)多(duō)大的作(zuò)為(wèi)。

随着物(wù)聯網需求的增加，目前國(guó)内傳感器呈現一種高速增長(cháng)的态勢。據統計， 預計到2021年将增至5937億元，未來五年中(zhōng)國(guó)傳感器産(chǎn)業年均複合增長(cháng)率約30%，遠(yuǎn)高于全球平均水平。

傳感器發展曆程

物(wù)聯網自提出到如今已經二十多(duō)年，但傳感器部署規模并未普及，緻使沒有(yǒu)足夠物(wù)理(lǐ)層，導緻數據不足，從源頭上制約産(chǎn)業發展。傳感器部署作(zuò)為(wèi)物(wù)聯網基礎設施，多(duō)年前就有(yǒu)國(guó)家提出萬億傳感器革命，旨在推動社會基礎設施和公(gōng)共服務(wù)中(zhōng)每年使用(yòng)1萬億個傳感器，并預計在2030年後将100萬億傳感器嵌入到各種場所。

我國(guó)早在 20 世紀60年代開始涉足傳感器制造業，經曆了多(duō)年的發展，大體(tǐ)可(kě)分(fēn)為(wèi)三代：

第一代：是結構型傳感器，它利用(yòng)結構參量變化來感受和轉化信号。

第二代：傳感器是20世紀70 年代開始發展起來的固體(tǐ)傳感器， 這種傳感器由半導體(tǐ)、電(diàn)介質(zhì)、磁性材料等固體(tǐ)元件構成，是利用(yòng)材料某些特性制成的。

第三代：傳感器是80年代剛剛發展起來的智能(néng)傳感器。所謂智能(néng)傳感器是指其對外界信息具(jù)有(yǒu)一定檢測、自診斷、數據處理(lǐ)以及自适應能(néng)力，具(jù)有(yǒu)高精(jīng)度、成本低、功能(néng)多(duō)樣化、自動化強等特點，是微型計算機技(jì )術與檢測技(jì )術相結合的産(chǎn)物(wù)。

智能(néng)傳感器具(jù)有(yǒu)信息采集、信息處理(lǐ)、信息交換、信息存儲功能(néng)的多(duō)元件集成電(diàn)路，是集傳感芯片、通信芯片、微處理(lǐ)器、驅動程序、軟件算法等于一體(tǐ)的系統級産(chǎn)品。

在物(wù)聯網這個智能(néng)感知時代，智能(néng)傳感器是實現物(wù)聯網的關鍵技(jì )術之一，在很(hěn)多(duō)物(wù)聯網場景下的傳感器都具(jù)有(yǒu)智能(néng)傳感器的特點，它在工(gōng)業、農業、醫(yī)療、交通等領域将發揮巨大作(zuò)用(yòng)，在未來的傳感器市場上，智能(néng)傳感器的比重會越來越大。

物(wù)聯網時代對傳感器的發展要求

從19世紀60年代誕生至今，傳感器的曆史已經有(yǒu)150餘年了，在移動互聯網時代，手機的普及促進了傳感器的發展，但也決定了很(hěn)多(duō)類型的傳感器是專為(wèi)手機而設計的。物(wù)聯網時代的“物(wù)”在對傳感和連接的需求上與手機有(yǒu)很(hěn)大的差别，所以也對傳感技(jì )術提出了更多(duō)、更高的要求。總結來說，傳感器在朝着高精(jīng)度、小(xiǎo)型化、低功耗、智能(néng)化等方向進化。

1、高精(jīng)度、高質(zhì)量

如果傳感器收集的數據信息出錯，那麽相當于從源頭上出錯，後面一切數據的傳輸、分(fēn)析、應用(yòng)也就沒了意義，所以傳感器的精(jīng)度和質(zhì)量是保障物(wù)聯網願景的一道重要基線(xiàn)。想象一下，如果一輛智能(néng)網聯汽車(chē)傳感器的精(jīng)度和質(zhì)量不達标，這就意味着在意外情況發生的那幾毫秒(miǎo)内系統無法做出正确決策，從而嚴重威脅駕駛員的健康。

2、小(xiǎo)型化

随着以智能(néng)手機為(wèi)中(zhōng)心的移動設備向多(duō)功能(néng)、高性能(néng)化發展，要求電(diàn)路闆内的部件數量更多(duō)、體(tǐ)積更小(xiǎo)。因此，傳感器正在逐漸采用(yòng)集成化技(jì )術，以實現高性能(néng)化和小(xiǎo)型化。集成溫度傳感器、集成壓力傳感器等早已被廣泛使用(yòng)，今後将有(yǒu)更多(duō)集成傳感器被開發出來。

3、低功耗

手機上的微博、微信、視頻、遊戲，都是電(diàn)量消耗的大戶，我們也早已習慣了每天充電(diàn)、出遠(yuǎn)門充電(diàn)寶不離身的日子，但你能(néng)想象假如煙霧報警器、智能(néng)攝像頭等互聯設備也需要天天調換電(diàn)池會是怎樣一種蹩腳的情景嗎？和手機不同，很(hěn)多(duō)物(wù)聯網設備地處人們不常接觸的區(qū)域，所以對功耗有(yǒu)要求，從而決定了傳感器的功耗也要很(hěn)低，否則運營成本太高。

4、智能(néng)化

随着互聯設備的激增，數據呈現爆炸式增長(cháng)，中(zhōng)心化的雲端已經“不堪重負”，更重要的是，對于智能(néng)制造或智慧交通等應用(yòng)場景，雲端分(fēn)析的延遲會使數據價值呈現“斷崖式”下跌，于是，邊緣智能(néng)開始興起。

傳感器是很(hěn)好的邊緣節點，用(yòng)嵌入式技(jì )術将傳感器與微處理(lǐ)器集成為(wèi)一體(tǐ)，使其成為(wèi)具(jù)有(yǒu)環境感知、數據處理(lǐ)、智能(néng)控制與數據通信功能(néng)的智能(néng)數據終端設備，這就是所謂的智能(néng)傳感器。這種傳感器具(jù)有(yǒu)自學(xué)習、自診斷和自補償能(néng)力、複合感知能(néng)力以及靈活的通信能(néng)力。這樣，傳感器在感知物(wù)理(lǐ)世界的時候反饋給物(wù)聯網系統的數據就會更準确，達到感知的目的。

五大領域對智能(néng)傳感器的需求暴漲

智能(néng)傳感器具(jù)有(yǒu)高精(jīng)度、成本低、功能(néng)多(duō)樣化、自動化強等特點，它是一種具(jù)有(yǒu)信息處理(lǐ)功能(néng)的傳感器，是傳感器集成化與微處理(lǐ)機相結合的産(chǎn)物(wù)。在很(hěn)多(duō)物(wù)聯網場景下的傳感器都具(jù)有(yǒu)智能(néng)傳感器得特點，未來得物(wù)聯網時代，智能(néng)傳感器将是市場主流。

未來有(yǒu)前景的幾大物(wù)聯網場景中(zhōng)，智能(néng)工(gōng)業、智能(néng)家居、智慧醫(yī)療、智能(néng)汽車(chē)、智能(néng)農業等是未來有(yǒu)可(kě)能(néng)普及的物(wù)聯網領域。

1、智能(néng)工(gōng)業傳感器是實現工(gōng)業4.0的基礎

衆所周知，工(gōng)業4.0已經成為(wèi)國(guó)家戰略的一部分(fēn)，智能(néng)制造是國(guó)家工(gōng)業變革的關鍵，智能(néng)工(gōng)業傳感器在制造中(zhōng)的角色越來越重要。工(gōng)業傳感器的特點是性能(néng)指标和精(jīng)度要求高，不允許數據采集和處理(lǐ)的失誤。不同于傳統工(gōng)業的傳感器，智能(néng)工(gōng)業傳感器将用(yòng)于智能(néng)制造，它在精(jīng)度、穩定性、抗沖擊性方面提出了更為(wèi)苛刻的要求。

未來，基于工(gōng)業4.0的智能(néng)工(gōng)業傳感器需求将大幅增加，而這也是工(gōng)業傳感器廠商(shāng)面臨的機遇點。

2、智能(néng)家居給這些傳感器帶來了增長(cháng)空間

智能(néng)家居的一大特點就是實現對家居用(yòng)品的控制，随着物(wù)聯網的發展，越來越多(duō)的傳感器将用(yòng)于家電(diàn)中(zhōng)，如洗衣機、電(diàn)視、冰箱、燈光、空調、油煙機等，原來沒有(yǒu)傳感器的産(chǎn)品都将因智能(néng)家居的普及而成為(wèi)傳感器主戰場。

傳感器将是智能(néng)家居産(chǎn)品的标配，例如壓力傳感器可(kě)用(yòng)于洗衣機中(zhōng)對泡沫量的監控；光電(diàn)傳感器用(yòng)于燈泡實現對燈光的控制；電(diàn)磁傳感器用(yòng)在洗碗機裏面可(kě)實現噴水臂的移動等，還有(yǒu)流量傳感器、智能(néng)氣體(tǐ)傳感器等均大有(yǒu)用(yòng)途。

3、智慧醫(yī)療需要各式各樣的智能(néng)傳感器

智慧醫(yī)療是利用(yòng)物(wù)聯網技(jì )術，實現患者和醫(yī)務(wù)人員及醫(yī)療設備之間的互動，其工(gōng)作(zuò)的核心部分(fēn)是對患者的信息進行采集、存儲、傳輸和處理(lǐ)。在進行圖像傳輸以及海量數據計算處理(lǐ)的過程中(zhōng)，需要各中(zhōng)各有(yǒu)具(jù)有(yǒu)智能(néng)處理(lǐ)功能(néng)的傳感器，如用(yòng)于測量病人血壓的MEMS壓力傳感器，用(yòng)于研究睡眠窒息的熱電(diàn)傳感器，用(yòng)于監控和測量體(tǐ)表體(tǐ)溫的溫度傳感器等。

随着物(wù)聯網技(jì )術的發展，無線(xiàn)醫(yī)療傳感器逐漸向智能(néng)化、微型化、低功耗等方向發展，傳感器在智慧醫(yī)療領域的應用(yòng)也會越來越廣泛。據外媒報道，科(kē)學(xué)家研究了一種新(xīn)型傳感器，可(kě)用(yòng)于診斷眼外傷，它根據測定人類眼淚所含維C濃度的高低，判斷眼外傷的嚴重情況。最近科(kē)學(xué)家又(yòu)研究了一款僅有(yǒu)膠囊大小(xiǎo)的可(kě)吞服心率傳感器，病人吞服後可(kě)測量其生命體(tǐ)征等數據并将信息傳輸到接收器中(zhōng)，供醫(yī)生遠(yuǎn)程監控。

随着技(jì )術的進步，應用(yòng)于智慧醫(yī)療的傳感器種類将越來越多(duō)，但它們的一大共性是具(jù)備智能(néng)傳感器的特點。

4、智能(néng)傳感器助力汽車(chē)的智能(néng)化

雖然國(guó)内的很(hěn)多(duō)汽車(chē)實現了一些基本的聯網功能(néng)，但并不算是智能(néng)汽車(chē)。随着AI和物(wù)聯網技(jì )術的發展，智能(néng)汽車(chē)會成為(wèi)未來的主流。智能(néng)汽車(chē)是一個集環境感知、多(duō)等級輔助駕駛等功能(néng)于一體(tǐ)的綜合系統，它的一大特點是能(néng)實現聯網控制，而控制與操作(zuò)的關鍵離不開智能(néng)傳感器，智能(néng)汽車(chē)的普及将帶來智能(néng)傳感器的增加。

在智能(néng)汽車(chē)裏面，未來應用(yòng)較多(duō)的幾大智能(néng)傳感器将是空氣流量傳感器、裏程表傳感器、機油感應傳感器、刹車(chē)壓力傳感器、位置傳感器和碰撞傳感器等。

5、智能(néng)農業傳感器市場前景廣闊

智能(néng)農業是我國(guó)建設成為(wèi)農業強國(guó)的關鍵，在未來的農業生産(chǎn)中(zhōng)，需要很(hěn)多(duō)類型的物(wù)聯網傳感器和相關技(jì )術。農業物(wù)聯網的組成包括智能(néng)水質(zhì)傳感器、無線(xiàn)傳感網、無線(xiàn)通信等，它們一起組成完整的智能(néng)農業系統，傳感器是實現這些的基礎。

物(wù)聯網農業的特點是以信息化技(jì )術為(wèi)基礎，在農業生産(chǎn)過程中(zhōng)通過傳感器收集數據并進行量化分(fēn)析和智能(néng)決策，農業生産(chǎn)的環境非常複雜，不同的場景需要的傳感器不一樣，如空氣溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等，這些數據的采集都需要使用(yòng)相對應的智能(néng)農業傳感器。

傳感器在科(kē)學(xué)技(jì )術領域、工(gōng)農業生産(chǎn)以及日常生活中(zhōng)發揮着越來越重要的作(zuò)用(yòng)。人類社會對傳感器提出的越來越高的需求是傳感器技(jì )術發展的強大動力，而現代技(jì )術突飛猛進則為(wèi)其發展提供了堅強的後盾。

在物(wù)聯網戰略下，傳感器國(guó)産(chǎn)化需求迫切，傳感器行業受到政府扶持；作(zuò)為(wèi)物(wù)聯網的關鍵，傳感器成為(wèi)整個産(chǎn)業鏈的優勢環節，也代表了企業的核心競争力。

來源：傳感中(zhōng)國(guó)