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万物互联时代 智能传感器迎来发展新机遇

导读: 物联网已成为信息科技发展趋势,作为物联网的“触手”,传感器在当今信息时代发挥着至关重要的作用。

物联网已成为信息科技发展趋势,作为物联网的“触手”,传感器在当今信息时代发挥着至关重要的作用。上海微技术工业研究院CEO、中国传感器与物联网产业联盟(SIA)秘书长杨潇就表示人类逐渐步入智能时代,物联网将驶入快车道,随着其技术不断进步,传感器将不仅仅具备基础的信息收集处理功能,高度智能化将成为衡量其性能高低的基本依据。

智能传感器应用领域不胜枚举

如今智能传感器已广泛应用于航天、航海、国防、工农业、医疗和交通等各个领域中。

航空航天:NASA为检测制造航天飞机的材料是否达到使用寿命,需要经常检测运载火箭的舱内设施以及各个关键部件结构的的健康状况,因此在舱身各部分安装传感器接收器,在接收到中央传感器发射的电磁波,将其转换为实时数据并传输到计算机中,计算机利用自身的一套算法处理该数据并实现信息反馈,提供了一种结构健康监测的实现方法。

海洋探测:开发海洋资源的前提是海洋信息的实时收集与检测,随着物联网技术在海洋环境领域的广泛应用,为实现海洋环境实时监测、海洋信息实时采集,海洋信息智能采集成为保证海洋环境监测的基础。

国防军事:军事力量是衡量一国国防实力和综合实力的关键指标,对于国防建设具有重要的作用。作为军事力量的重要组成部分,武器系统的性能决定了军事队伍作战的成败,在武器系统中引入智能传感器不仅能够实时监测战场形势变化从而及时调整侦察和作战计划,而且可以通过应用各类微小传感装置实现隐蔽性监视,为摧毁敌人目标点和攻击武装力量奠定技术和环境基础。

工业生产:利用传统的传感器无法对某些产品质量指标(例如,黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等)进行快速直接测量并在线控制。而利用智能传感器可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量(如温度、压力、流量等),利用神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算,可推断出产品的质量。

智慧农业:智慧农业是现代农业发展的高级阶段,涉及到应用传感和测量技术、自动控制技术、计算机与通信技术等智能信息技术,依托安置在农产品种植区的各个传感器节点和通信网络,实施监测农业生产的田间智慧种植数据,实现可视化管理、智能预警等,因此传感器技术是现代农业发展的一项关键技术。

生物医学:在生物医学领域中,传感器作为核心部件被应用到了众多的检测仪器中,关乎到人体健康往往对医用传感器有更高要求,不仅对其精确度、可靠性、抗干扰性,同时在传感器的体积、重量等外部特性上也有其特殊的要求,因此传感器在医学中的应用在一定程度上反映了传感器的发展水平。随着可穿戴式、可植入式微型智能传感器逐渐面世,医学检测仪器的发展有了里程碑式的飞跃。

智能交通:智能交通产品中对传感器的应用首推自动驾驶,由于汽车车体本身空间有限,普通的传感器难以满足时代提出的新需求,这时候智能传感器的优势便凸显出来。相较于传统传感器,智能传感器不仅可实现精准的数据采集,而且能将成本控制在一定范围内。另外,其自动化能力以及多样化功能也为智能传感器加分不少。例如谷歌汽车,除了激光扫描仪用到传感器之外,摄像头、雷达、惯性等部件/系统也都使用了传感器技术。目前,比较常见的用于自动驾驶汽车上的传感器有激光雷达、图像传感器、毫米波雷达等。

技术创新引领未来

传感器作为整个物联网的末端,潜在需求量很大。根据前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国传感器制造行业发展前景与投资预测分析报告》初步估算,2017年全球传感器市场规模已经突破2000亿美元。预计未来五年我国传感器总产量将超万亿只,到2021年市场规模将达到5937亿元,且市场规模有望不断扩大。

然而目前国内传感器行业,长期依赖进口,已成为我国发展物联网的瓶颈。2017年11月20日工信部正式下发《智能传感器产业三年行动指南(2017-2019年)》提出要在智能终端、物联网、汽车电子等工业领域有所发展,想让进口替代率进一步上升。期望在市场需求和国家政策的推动下2019年能实现重大的技术突破,并能涌现出一大批具有创新能力的先进技术企业。

随着万物互联时代的到来,智能终端对传感器的数量、质量要求不断升级,除了智能手机等消费类电子领域用的MEMS麦克风和CMOS图像传感器,越来越多的智能传感器在AR/VR、汽车、智能家居领域都将有非常好的发展前景。据有关专家预计2019年中国的智能传感器产值将达到35亿美元,国产智能传感器所占比重会达到25%以上,比之前比重提高了一倍。

智能传感器的未来,很大程度在于运用新原理、新结构、新材料,以实现微功耗、低成本、高可靠性等参数指标的提升、研发更高技术和创新类的智能传感器产品,并综合其他领域共同发展,相信其战略高地位置很快会被凸显出来。

结语:智能传感器的发展为传统行业注入新鲜血液的同时也引领了传感器产业的潮流。新一代智能传感器将结合人工神经网络、人工智能等技术不断完善其功能,智能传感器打开了一个充满机会的新世界,具有十分可观的发展前景。

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