MEMS等技術(shù)發(fā)展使微傳感器成為可能

　　物聯(lián)網(wǎng)至今無(wú)確切的、統一的定義。有人提出：物聯(lián)網(wǎng)是物與物之間相連的互聯(lián)網(wǎng)，核心基礎仍是互聯(lián)網(wǎng)。有人提出：物聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的下一代，是互聯(lián)網(wǎng)應用的拓展。物聯(lián)網(wǎng)的內涵要比傳感網(wǎng)大，比泛在網(wǎng)小，物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現物到物、物到人、人到人的信息獲取、傳輸、處理等管理功能。

　　筆者根據有關(guān)資料分析、整理，物聯(lián)網(wǎng)的定義為“通過(guò)傳感裝置（器），按約定協(xié)議，將物與網(wǎng)連接，實(shí)現信息管理的一種網(wǎng)絡(luò )。”這里的傳感裝置可以是智能傳感器（對連續控制領(lǐng)域）、射頻識別器RFID（對離散控制領(lǐng)域）、其它獲取信息的傳感裝置等。這里的網(wǎng)可以是互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)、以它網(wǎng)、現場(chǎng)總線(xiàn)等。

　　我國物聯(lián)網(wǎng)總體尚處于起步階段，為推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，工業(yè)和信息化部將采取四大措施支持電信運營(yíng)企業(yè)開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng )新與應用工程，主要是：

　　● 突破關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現科技創(chuàng )新。如低能耗、低成本、通用性、實(shí)時(shí)性、智能性等共性關(guān)鍵技術(shù)，“協(xié)同”處理技術(shù)，推廣應用技術(shù)等。

　　● 制訂發(fā)展規劃，全面合理布局。重點(diǎn)發(fā)展高端傳感器、MEMS傳感器、智能網(wǎng)絡(luò )傳感器、傳感器節點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān);超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件;重點(diǎn)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的終端設備、應用軟件和信息服務(wù)。

　　● 推動(dòng)示范應用，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)價(jià)值。目前物聯(lián)網(wǎng)的應用主要在八大方面，即工業(yè)領(lǐng)域、農業(yè)領(lǐng)域、智能電網(wǎng)、交通運輸領(lǐng)域、物流領(lǐng)域、醫療衛生領(lǐng)域、節能環(huán)保領(lǐng)域、公共安全領(lǐng)域。建設應用示范工程，確立以應用帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，提升物聯(lián)網(wǎng)在應用過(guò)程中產(chǎn)業(yè)鏈的整體價(jià)值。

　　● 制訂統一標準，保障健康發(fā)展。根據產(chǎn)業(yè)需求，形成技術(shù)創(chuàng )新、標準制訂和知識產(chǎn)權協(xié)調互動(dòng)機制。加強關(guān)鍵技術(shù)研究，建設標準驗證、測試和仿真等標準服務(wù)平臺，加快關(guān)鍵標準的制訂、實(shí)施和應用。積極參與國際標準制訂，整合國內研究力量形成合力，推動(dòng)國內自主創(chuàng )新的研究成果推向國際。

　　智能傳感器的發(fā)展

　　智能傳感器這一概念是由國外引進(jìn)的，通常定義為“帶有微處理器，具有信息處理功能的傳感器”。根據《敏感組件和傳感器名詞術(shù)語(yǔ)》國家標準，這里“傳感器”的定義是：能感受規定的被測量并按一定規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感組件和轉換組件組成。這里的“處理功能”主要包括：

　　● 自檢測、自修正、自保護功能。如自動(dòng)采集數據、自檢驗、自處理、自動(dòng)存貯和記憶;自校零、自校正、自標定、自補償;自尋故障、自修正等。

　　● 判斷、決策、思維功能。能根據輸入信息進(jìn)行判斷和制定決策、通過(guò)軟件控制做出多種決定。

　　● 雙向通信、標準化數字輸出或符號輸出功能。特別要指出的是，智能傳感器的概念是動(dòng)態(tài)的、發(fā)展的、變化的。

　　80年代，將信號處理電路（濾波、放大、調零）與傳感器設計在一起，輸出4～20mA電流或0～5V電壓，這樣的傳感器為當時(shí)意義的智能傳感器。我們稱(chēng)之為“第一代智能傳感器”。

　　80年代末到90年代中后期，將單片微處理器嵌入傳感器中，實(shí)現溫補、修正、校準，同時(shí)由A/D變換器將模擬信號轉換為數字信號。這種類(lèi)型的傳感器不但有硬件，還可通過(guò)軟件對信號進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，輸出為數字信號。我們稱(chēng)之為“第二代智能傳感器”。

　　“現場(chǎng)總線(xiàn)”概念提出后，對傳感器的設計提出了新要求，要求實(shí)現全數字、開(kāi)放式的雙向通信，測量和控制信息的交換在底層上主要是通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)完成，數據交換主要是通過(guò)Intranet等網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現，傳感器設計上軟件占主要地位，通過(guò)軟件將傳感器內部各個(gè)敏感單元或與外部的智能傳感器單元聯(lián)系在一起。我們稱(chēng)之為“第三代智能傳感器”。

　　進(jìn)入21世紀后，由于MEMS技術(shù)、低能耗的模擬和數字電路技術(shù)、低能耗的無(wú)線(xiàn)射頻（RF）技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得開(kāi)發(fā)小體積、低成本、低功耗的微傳感器成為可能。這種微傳感器一般裝備有：一個(gè)用于感知外界環(huán)境物理量的敏感組件（如壓力、溫度、濕度、光、聲、磁等），一個(gè)用于處理敏感組件采集信息的計算模塊，一個(gè)用于通信的無(wú)線(xiàn)電收發(fā)模塊，一個(gè)為微傳感器的各種操作提供能量的電源模塊。我們稱(chēng)之為 “第四代智能傳感器”或“智能網(wǎng)絡(luò )化傳感器”。