在物聯(lián)網(wǎng)這個智能感知時代,智能傳感器是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,在很多物聯(lián)網(wǎng)場景下的傳感器都具有智能傳感器的特點(diǎn),它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮巨大作用,在未來的傳感器市場上,智能傳感器的比重會越來越大。
物聯(lián)網(wǎng)時代對傳感器的發(fā)展要求
從19世紀(jì)60年代誕生至今,傳感器的歷史已經(jīng)有150余年了,在移動互聯(lián)網(wǎng)時代,手機(jī)的普及促進(jìn)了傳感器的極大發(fā)展,但也決定了很多類型的傳感器是專為手機(jī)而設(shè)計的。物聯(lián)網(wǎng)時代的“物”在對傳感和連接的需求上與手機(jī)有很大的差別,所以也對傳感技術(shù)提出了更多、更高的要求??偨Y(jié)來說,傳感器在朝著高精度、小型化、低功耗、智能化等方向進(jìn)化。
1、高精度、高質(zhì)量
如果傳感器收集的數(shù)據(jù)信息出錯,那么相當(dāng)于從源頭上出錯,后面一切數(shù)據(jù)的傳輸、分析、應(yīng)用也就沒了意義,所以傳感器的精度和質(zhì)量是保障物聯(lián)網(wǎng)愿景的一道重要基線。想象一下,如果一輛智能網(wǎng)聯(lián)汽車傳感器的精度和質(zhì)量不達(dá)標(biāo),這就意味著在意外情況發(fā)生的那幾毫秒內(nèi)系統(tǒng)無法做出正確決策,從而嚴(yán)重威脅駕駛員的安全。
2、小型化
隨著以智能手機(jī)為中心的移動設(shè)備向多功能、高性能化發(fā)展,要求電路板內(nèi)的部件數(shù)量更多、體積更小。因此,傳感器正在逐漸采用集成化技術(shù),以實(shí)現(xiàn)高性能化和小型化。集成溫度傳感器、集成壓力傳感器等早已被廣泛使用,今后將有更多集成傳感器被開發(fā)出來。
3、低功耗
手機(jī)上的微博、微信、視頻、游戲,都是電量消耗的大戶,我們也早已習(xí)慣了每天充電、出遠(yuǎn)門充電寶不離身的日子,但你能想象假如煙霧報警器、智能攝像頭等互聯(lián)設(shè)備也需要天天調(diào)換電池會是怎樣一種蹩腳的情景嗎?和手機(jī)不同,很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備地處人們不常接觸的區(qū)域,所以對功耗有極致的要求,從而決定了傳感器的功耗也要很低,否則運(yùn)營成本太高。
4、智能化
隨著互聯(lián)設(shè)備的激增,數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長,中心化的云端已經(jīng)“不堪重負(fù)”,更重要的是,對于智能制造或智慧交通等應(yīng)用場景,云端分析的延遲會使數(shù)據(jù)價值呈現(xiàn)“斷崖式”下跌,于是,邊緣智能開始興起。
傳感器是很好的邊緣節(jié)點(diǎn),用嵌入式技術(shù)將傳感器與微處理器集成為一體,使其成為具有環(huán)境感知、數(shù)據(jù)處理、智能控制與數(shù)據(jù)通信功能的智能數(shù)據(jù)終端設(shè)備,這就是所謂的智能傳感器。這種傳感器具有自學(xué)習(xí)、自診斷和自補(bǔ)償能力、復(fù)合感知能力以及靈活的通信能力。這樣,傳感器在感知物理世界的時候反饋給物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就會更準(zhǔn)確,更全面,達(dá)到精確感知的目的。
五大領(lǐng)域?qū)χ悄軅鞲衅鞯男枨蟊q
智能傳感器具有高精度、成本低、功能多樣化、自動化強(qiáng)等特點(diǎn),它是一種具有信息處理功能的傳感器,是傳感器集成化與微處理機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。在很多物聯(lián)網(wǎng)場景下的傳感器都具有智能傳感器得特點(diǎn),未來得物聯(lián)網(wǎng)時代,智能傳感器將是市場主流。
未來最有前景的幾大物聯(lián)網(wǎng)場景中,智能工業(yè)、智能家居、智慧醫(yī)療、智能汽車、智能農(nóng)業(yè)等是未來最有可能普及的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
1、智能工業(yè)傳感器是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)
眾所周知,工業(yè)4.0已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略的一部分,智能制造是國家工業(yè)變革的關(guān)鍵,智能工業(yè)傳感器在制造中的角色越來越重要。工業(yè)傳感器的特點(diǎn)是性能指標(biāo)和精度要求高,不允許數(shù)據(jù)采集和處理的失誤。不同于傳統(tǒng)工業(yè)的傳感器,智能工業(yè)傳感器將用于智能制造,它在精度、穩(wěn)定性、抗沖擊性方面提出了更為苛刻的要求。
未來,基于工業(yè)4.0的智能工業(yè)傳感器需求將大幅增加,而這也是工業(yè)傳感器廠商面臨的最大機(jī)遇點(diǎn)。
2、智能家居給這些傳感器帶來了增長空間
智能家居的一大特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)對家居用品的控制,隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,越來越多的傳感器將用于家電中,如洗衣機(jī)、電視、冰箱、燈光、空調(diào)、油煙機(jī)等,原來沒有傳感器的產(chǎn)品都將因智能家居的普及而成為傳感器主戰(zhàn)場。
傳感器將是智能家居產(chǎn)品的標(biāo)配,例如壓力傳感器可用于洗衣機(jī)中對泡沫量的監(jiān)控;光電傳感器用于燈泡實(shí)現(xiàn)對燈光的控制;電磁傳感器用在洗碗機(jī)里面可實(shí)現(xiàn)噴水臂的移動等,還有流量傳感器、智能氣體傳感器等均大有用途。
3、智慧醫(yī)療需要各式各樣的智能傳感器
智慧醫(yī)療是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)患者和醫(yī)務(wù)人員及醫(yī)療設(shè)備之間的互動,其工作的核心部分是對患者的信息進(jìn)行采集、存儲、傳輸和處理。在進(jìn)行圖像傳輸以及海量數(shù)據(jù)計算處理的過程中,需要各中各有具有智能處理功能的傳感器,如用于測量病人血壓的MEMS壓力傳感器,用于研究睡眠窒息的熱電傳感器,用于監(jiān)控和測量體表體溫的溫度傳感器等。