物联网时代对传感器的发展要求及物联网产业中的作用

随着5G时代的到来,物联网产业迅速发展高于预期的速度!今天我们来看下在物联网时代对传感器的发展要求及传感器在物联网产业中的作用.

传感器好比人的眼耳口鼻，但又不仅仅只是人的感官那么简单，它甚至能够采集到更多的有用信息。既然如此，就可说这些传感器是整个物联网系统工作的基础，正是因为有了传感器，物联网系统才有内容传递给“大脑”。

在过去，传感器更多应用于工业。但是随着时间推移，它已经慢慢走入我们的生活。

传感器是物联网发展的基石

随着工信部在6月6号发放5G正式商用牌照，5G的到来似乎将物联网推到了一个风口处，而物联网的小翅膀是什么呢，或许不同的人有不同的答案，而传感器无疑是其中一个重要的选项。

物联网层次结构

从物联网层次结构图中可以看到物联网主要是由：感知层、网络层、支撑层和应用层四部分构成。有句俗话说得好：下层基础决定上层建筑。传感器作为物联网感知层的重要组成部分之一，作为整个物联网的基础，其重要性是不言而喻的。

物联网系统中的海量数据信息来源于终端设备，而终端设备数据来源可归根于传感器，传感器赋予了万物“感官”功能，如人类依靠视觉、听觉、嗅觉、触觉感知周围环境，同样物体通过各种传感器也能感知周围环境。且比人类感知更准确、感知范围更广。例如人类无法通过触觉准确感知某物体具体温度值，也无法感知上千高温，也不能辨别细微的温度变化，但传感器可以。可以说传感器就是“万物互联”时代物体与物体之间交流的“语言”。

传感器在物联网产业中的作用

物联网是将各种信息传感设备和互联网结合起来形成的一个巨大网络，它是互联网的升级，也是信息化时代的核心。物联网的发展需要智能感知、识别和通讯等技术支撑，而感知的关键就是传感器及相关技术，可以毫不夸张的说，没有传感器的进步，就没有物联网的繁荣。随着物联网的发展，传感器产业也将迎来爆发，传感器是物联网采集数据的关键组件，扮演着不可或缺的角色。

随着全球开始步入高速发展的信息时代，在获取和处理信息过程中，首先要解决的就是要获取可靠并准确的信息，而传感器是获取信息的主要手段和途径。例如在工业4.0时代，要用传感器来监视和控制生产过程中的参数，使设备保持正常的工作状态；在智能家居领域，传感器是实现用户和家居单品（灯光、电视、冰箱、音响等）互动的基础；在无人驾驶中，需要通过传感器对交通和环境数据的采集和处理，这样才能保证汽车在道路上的安全行驶……可以毫不夸张的说，未来物联网有多大的市场，传感器就能有多大的作为。

随着物联网需求的增加，目前国内传感器呈现一种高速增长的态势。据统计， 预计到2021年将增至5937亿元，未来五年中国传感器产业年均复合增长率约30%，远高于全球平均水平。

传感器发展历程

物联网自提出到如今已经二十多年，但传感器部署规模并未普及，致使没有足够物理层，导致数据不足，从源头上制约产业发展。传感器部署作为物联网基础设施，多年前就有国家提出万亿传感器革命，旨在推动社会基础设施和公共服务中每年使用1万亿个传感器，并预计在2030年后将100万亿传感器嵌入到各种场所。

我国早在 20 世纪60年代开始涉足传感器制造业，经历了多年的发展，大体可分为三代：

第一代：是结构型传感器，它利用结构参量变化来感受和转化信号。

第二代：传感器是20世纪70 年代开始发展起来的固体传感器， 这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成，是利用材料某些特性制成的。

第三代：传感器是80年代刚刚发展起来的智能传感器。所谓智能传感器是指其对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力，具有高精度、成本低、功能多样化、自动化强等特点，是微型计算机技术与检测技术相结合的产物。

智能传感器具有信息采集、信息处理、信息交换、信息存储功能的多元件集成电路，是集传感芯片、通信芯片、微处理器、驱动程序、软件算法等于一体的系统级产品。

在物联网这个智能感知时代，智能传感器是实现物联网的关键技术之一，在很多物联网场景下的传感器都具有智能传感器的特点，它在工业、农业、医疗、交通等领域将发挥巨大作用，在未来的传感器市场上，智能传感器的比重会越来越大。

物联网时代对传感器的发展要求

从19世纪60年代诞生至今，传感器的历史已经有150余年了，在移动互联网时代，手机的普及促进了传感器的极大发展，但也决定了很多类型的传感器是专为手机而设计的。物联网时代的“物”在对传感和连接的需求上与手机有很大的差别，所以也对传感技术提出了更多、更高的要求。总结来说，传感器在朝着高精度、小型化、低功耗、智能化等方向进化。

1、高精度、高质量

如果传感器收集的数据信息出错，那么相当于从源头上出错，后面一切数据的传输、分析、应用也就没了意义，所以传感器的精度和质量是保障物联网愿景的一道重要基线。想象一下，如果一辆智能网联汽车传感器的精度和质量不达标，这就意味着在意外情况发生的那几毫秒内系统无法做出正确决策，从而严重威胁驾驶员的安全。

2、小型化

随着以智能手机为中心的移动设备向多功能、高性能化发展，要求电路板内的部件数量更多、体积更小。因此，传感器正在逐渐采用集成化技术，以实现高性能化和小型化。集成温度传感器、集成压力传感器等早已被广泛使用，今后将有更多集成传感器被开发出来。

3、低功耗

手机上的微博、微信、视频、游戏，都是电量消耗的大户，我们也早已习惯了每天充电、出远门充电宝不离身的日子，但你能想象假如烟雾报警器、智能摄像头等互联设备也需要天天调换电池会是怎样一种蹩脚的情景吗？和手机不同，很多物联网设备地处人们不常接触的区域，所以对功耗有极致的要求，从而决定了传感器的功耗也要很低，否则运营成本太高。

4、智能化

随着互联设备的激增，数据呈现爆炸式增长，中心化的云端已经“不堪重负”，更重要的是，对于智能制造或智慧交通等应用场景，云端分析的延迟会使数据价值呈现“断崖式”下跌，于是，边缘智能开始兴起。

传感器是很好的边缘节点，用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体，使其成为具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备，这就是所谓的智能传感器。这种传感器具有自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力。这样，传感器在感知物理世界的时候反馈给物联网系统的数据就会更准确，更全面，达到精确感知的目的。