物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳感器低成本化發(fā)展的思考

我國是全球白家電(包括家用空調、電冰箱和洗衣機)生產(chǎn)和出口大國，2009年的總產(chǎn)量達3億多臺，所用傳感器約占市場(chǎng)的五分之一。
傳感器在醫療、環(huán)保、氣象等專(zhuān)用電子設備中的應用增長(cháng)快速，所用傳感器占市場(chǎng)份額的15％左右。
在物聯(lián)網(wǎng)系統中，用于對各種參量進(jìn)行信息采集和簡(jiǎn)單加工處理的設備，被稱(chēng)為物聯(lián)網(wǎng)傳感器。傳感器可以獨立存在，也可以與其他設備以一體方式呈現，但無(wú)論哪種方式，它都是物聯(lián)網(wǎng)中的感知和輸入部分，用來(lái)進(jìn)行各種數據信息的采集和簡(jiǎn)單的加工處理，并通過(guò)固有協(xié)議，將數據信息傳送給物聯(lián)網(wǎng)終端處理。如通過(guò)RFID進(jìn)行標簽號碼的讀取，通過(guò)GPS得到物體位置信息，通過(guò)圖像感知器得到圖片或圖像，通過(guò)環(huán)境傳感器取得環(huán)境溫濕度等參數。傳感器屬于物聯(lián)網(wǎng)中的傳感網(wǎng)絡(luò )層，它作為物聯(lián)網(wǎng)的最基本一層，具有十分重要的作用。因此，傳感網(wǎng)絡(luò )層中傳感器的精度是應用中重點(diǎn)要考慮的一個(gè)實(shí)際參數。
在物聯(lián)網(wǎng)的大概念下，_一個(gè)泛在的物聯(lián)網(wǎng)系統，隨著(zhù)參照物的不同，傳感器可以是一個(gè)“大”的“智能物件”，它可以是一個(gè)機器人、一臺機床、一列火車(chē)，甚至是一個(gè)衛星或太空探測器。
雖然物聯(lián)剛的產(chǎn)業(yè)供應鏈包括傳感器和芯片供應商、應用設備提供商、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)及服務(wù)提供商、軟件與應用開(kāi)發(fā)商和系統集成商，但是，作為金字塔的塔座，傳感器仍將會(huì )是整個(gè)鏈條需求總量最大和最基礎的環(huán)節。因此，“傳感器是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐、應用的支撐和未來(lái)泛在網(wǎng)的支撐，傳感器感知了物體的信息，RFID賦予它電子編碼，傳感網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演變是信息技術(shù)發(fā)展的階段表征。”
由于涉及領(lǐng)域面廣，涵蓋范圍大，對于中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行準確的估計和預測是相當困難的。從目前與物聯(lián)網(wǎng)的幾個(gè)重要相關(guān)的細分市場(chǎng)(傳感器市場(chǎng)、RFID市場(chǎng)、M2M市場(chǎng)等)的發(fā)展狀況，可以對整體的未來(lái)有一個(gè)初步的粗略判斷。圖2所示是對2010—2020年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)三大細分市場(chǎng)規模的預測。由圖可見(jiàn)，中國物聯(lián)網(wǎng)整體產(chǎn)業(yè)在2015年的市場(chǎng)規模將超過(guò)2 000億元，2025年將達到7 500億元，年增長(cháng)率超過(guò)30％。到2050年，傳感器將在生活中無(wú)處不在。

3 傳感器技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的意義
就目前我國對于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的成熟度來(lái)看，通信技術(shù)和計算機數據處理技術(shù)相對成熟，而傳感技術(shù)平臺的搭建卻相對比較薄弱，因此，發(fā)展傳感器技術(shù)不僅是我國實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的關(guān)鍵，也是全面發(fā)展戰略目標的關(guān)鍵。
在物聯(lián)網(wǎng)構建初期，在大量基礎設備生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中，要用各種傳感器來(lái)監視和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)參數，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達到質(zhì)量標準。因此，可以說(shuō)，沒(méi)有優(yōu)良的傳感器技術(shù)，現代化生產(chǎn)也就失去了基礎；沒(méi)有傳感器技術(shù)支持，物聯(lián)網(wǎng)構造也將失去基礎。
傳感器的性能決定物聯(lián)網(wǎng)性能。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中獲得信息的唯一手段和途徑，傳感器采集信息的準確、可靠、實(shí)時(shí)將直接影響到控制節點(diǎn)對信息的處理與傳輸。傳感器的特性、可靠性、實(shí)時(shí)性、抗干擾性等性能，對物聯(lián)網(wǎng)應用系統的性能起到舉足輕重的作用。
傳感器升級可以加速網(wǎng)絡(luò )升級，傳感器技術(shù)的升級換代將提升網(wǎng)絡(luò )的升級換代。當信息采集用第一代模擬傳感器時(shí)，會(huì )產(chǎn)生第一代傳感器網(wǎng)絡(luò )；當信息采集仍用第一代模擬傳感器，控制站之間采用數字通信時(shí)，會(huì )產(chǎn)生第二代傳感器網(wǎng)絡(luò )；當信息采集采用第二代數字傳感器或第三代智能傳感器時(shí)，控制和通信采用全數字化技術(shù)，從而將產(chǎn)生第三代傳感器網(wǎng)絡(luò )；當信息采集采用第四代網(wǎng)絡(luò )化智能傳感器時(shí)，就產(chǎn)生了物聯(lián)網(wǎng)。
傳感器產(chǎn)業(yè)化決定著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的應用前景。未來(lái)10年，物聯(lián)網(wǎng)將有上萬(wàn)億元的高科技市場(chǎng)，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。在大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，如果不發(fā)展傳感器技術(shù)，則大量傳感器勢必要從國外進(jìn)口，傳感器市場(chǎng)被國外占有，不儀經(jīng)濟損失巨大，而且國家安全無(wú)保障。相反，如果在發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)，從一開(kāi)始就考慮傳感器的同步、協(xié)調發(fā)展，也許開(kāi)始需要多花費一些資金，但從長(cháng)遠看是十分有利的，因為這樣既提升了國產(chǎn)傳感器的制造水平，滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的需求，保證r國內市場(chǎng)，同時(shí)還培養了一批傳感技術(shù)人才，縮小了與國外在傳感器方面的差距。