物联网基础环节:传感器和传感网AET

传感器技术是一门涉及物理学、化学、生物学、材料科学、电子学以及通信与网络技术等多学科交叉的高新技术,其产业发展具有自身独特的规律:一是“基础、应用两头依附”;二是“技术、投资两个密集”;三是“产品、产业领域分散”。

我国传感器企业在设计、关键工艺、可靠性、产品开发等方面均有不同程度的突破和创新,尤其在敏感元件和传感器制造技术领域有了长足进步,并形成了40项国家标准和15项行业标准。但总体上看,我国与发达国家相比有较大技术差距,处于国际上世纪90年代水平。主要表现在三个方面:一是高端传感器被国外垄断、中低端传感器敏感芯片主要依赖进口;二是缺乏强有力的传感器产业化共性技术平台支撑,传感器敏感芯片、封装技术和测试技术批产能力较差;三是智能传感器技术水平不足,缺乏标准和互通性。

但在生产制造方面,北京的企业数量和规模都落后于长三角及珠三角地区。在科研方面,以航天704所、中科院各研究所以及清华、北大等大学院系为代表,北京的传感器技术研发和科技成果资源、人才资源是全国最丰富的。

相比于发达国家,北京传感器产业有较大差距,产业仍处于培育期,汽车、城市建设等众多领域中使用的高端芯片及核心技术仍严重依赖进口。

传感网络产业

北京拥有北邮等全国首屈一指的传感网产业研发优势资源,在核心技术、标准的研发方面领先全国。北京还拥有同方、大唐电信、威讯紫晶等优秀企业,为传感网产业快速发展提供了强大的产业支撑。同时,北京企业还积极参与传感网技术标准制订,推动我国成为国际传感网、物联网标准化的四大主导国之一;全国传感器网络标准工作组秘书处也设在北京。但从产业发展角度来看,成熟商业模式的缺乏是目前制约北京传感网产业发展的核心短板。

从公共管理到大众需求

从物联网的应用需求来看,物联网传感器及传感网络主要应用在公共管理、行业、个人(大众)市场三大领域。其中,城市应急(事故灾难、自然灾害)、社会安全、资源环境管理、智能城市管理、智能交通、公共卫生是近期公共管理领域的重点细分市场;工业控制、智能建筑、现代精准设施农业、智能物流与食品溯源应用、智能电网(节电)是近期行业应用领域的重点细分市场;个人(大众)应用领域近期的重点细分市场主要包括智能社区、家庭应用。

城市应急预警物联网系统是将城市中各应急信息采集点(包括安防系统、交通系统、气象系统和公安系统)连接在一起的信息处理系统,并根据专家知识库进行预警信息预报,实时通过网络通知城市应急部门,统一指挥公安、武警、交通和医院等部门进行协调行动。传感器在该领域主要应用于:有害气体检测、图像及识别、气象监测、危险源监测等。

其他领域的传感器需求分析如下:

社会安全:国家的大型赛事、活动等对安全有着特殊的要求,通过RFID识别技术和物联网技术的结合,为实时掌握人员进出动态及活动范围提供了保障。

资源环境管理:国际上工业发达的国家都制订了相应的环境保护法规,加强了对环境的控制和监测,我国也不例外。今后环保传感器重点将集中在水质监测、大气污染和工业排污测控等领域。

智能城市管理:传感器在该领域的应用,主要是通过嵌入到公路、桥梁、铁路、公共设施之上,对城市环境、设施、公用事业、城市服务、公民和本地产业等进行感知、分析和管理。

智能交通:传感器在智能交通上的主要应用包括城市交通诱导、城市交通信息采集、公路车辆智能监测记录(卡口)、闯红灯自动记录、固定高清超速监测、交通指挥集成控制等。电子收费、交通安全与自动驾驶、停车管理、交通信息采集和处理系统是近期传感器技术应用的主要场景。

公共卫生:公共卫生领域传感器需求重点为诊治各种疾病的生物和化学传感器、食品发酵与酶传感器。

技术发展需求

技术推动和需求牵引共同决定了未来传感技术的发展趋势,主要包括四个方面:一是微型化,微米甚至纳米级别的微型器件出现,同时带来功耗的降低;二是集成化,即传感器与IC的集成制造技术以及多参量传感器的集成制造技术;三是智能化,即在集成化基础上的更进一步发展,使得信号检测具有一定的智能;四是网络化。

传感网是由许多分布在空间上的智能传感器节点组成的一种自治综合信息系统。网络中的节点采用协同感知与处理的方式,对不同位置的物理或环境状况(比如温度、湿度、光照度、声音、振动、压力、移动)进行监控。目前推动传感器网络产业发展的厂商可分为三大阵营,即ZigBee、Z-Wave和Insteon。最大的产业阵营是ZigBeeAlliance,其ZigBee技术主要基于IEEE802.15.4技术规范发展而成,针对链接层、网络层与应用层等各项协定开发出开放式全面产品。

由于ZigBee技术持开放性标准,个别厂商的产品只须符合ZigBeeAlliance制订的Zigbee通信协议标准,即可快速完成互通测试,便于各家厂商开发多用途的应用产品,满足住宅、办公大楼、区域环境等领域的自动化、控制与监测功能需求,因此WSN产业厂商以支持ZigBee技术的厂商为多。未来,上述三大无线传感技术在一段时期内仍将是传感网络产业的主导标准。

健康发展需统筹规划

第二,推动建设共性技术平台,为大规模产业化提供支撑。针对产业化面临的共性技术问题,建设共性技术平台、产业化测试平台。通过支持公共技术平台的建设,扶持产品研发、测试,解决关键技术研发与科研成果转化问题,提升整体的产业化水平。第三,通过“产、学、研、用”联合开展创新产品研发,完善产业链,提升产业竞争力。积极支持企业突破物联网核心技术,研发具有创新性的新产品和新装备。通过技术攻关、应用示范和产业化等各类专项运作,完善产业链和产业体系的建设,促进产业升级。

THE END
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5.物联网应用技术2008年:lIBM提出:把传感器设备安装到各种物体中,并且普遍连接形成网络,即“物联网”,进而在此基础上形成“智慧地球 2009年:l欧洲物联网研究项目工作组制订《物联网战略研究路线图》,介绍传感网/RFID等前端技术和20年发展趋势 二、物联网概念 物联网(The Internet of things)的概念最早是在1999年提出的,其后又...https://www.ixiera.com/web/kehu/zsk/268.html
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2.传感器在人工智能领域:潜藏的市场机遇与发展趋势随着物联网、智能制造、智能家居等领域的快速发展,传感器作为信息获取的关键元件,其市场需求将持续增长。同时,随着人工智能技术的不断进步和应用场景的不断拓展,传感器与人工智能的结合将更加紧密,市场规模也将不断扩大。据赛迪研究院数据,2022年全球传感器及智能传感器市场规模分别为为1840.5亿美元(若按1:7的汇率计算...https://www.szaicx.com/page00181?article_id=14637
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7.物联网的感知层包括哪些技术?物联网感知层的关键技术包括传感器技术、射频识别技术、二维码技术、蓝牙技术以及 ZigBee技术等。物联网感知层的主要功能是采集和捕获外界环境或物品的状态信息,在采集和捕获相应信息时,会利用射频识别技术先识别物品,然后通过安装在物品上的高度集成化微型传感器来感知物品所处环境信息以及物品本身状态信息等,实现对物品的...https://www.iotbh.cn/article/207.html
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9.物联网技术导论课件第4章传感器网络.pptx物联网技术导论数字经济系列教材第 4 章 传感器网络物联网技术导论014.1 传感器概述02034.2 传感器分类4.3 无线传感网目录CONTENTS4.1 传感器概述传感器组成一般由敏感元件转换元件信号调理转换电路三部分组成, 有时还需https://m.renrendoc.com/paper/301361191.html
10.AIoT技术分析:物联网2005年11月,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005物联网》的报告,此时物联网的定义和范围发生了变化,覆盖范围有了较大的拓展,不再只是指基于RFID技术的物联网。此时,物联网也得到了科普,物联网通信时代即将来临,射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将到更加...http://www.chinaalarm.com/industrynews/453.html
11.物联网的感知层技术可以实现什么功能物联网感知层功能星云联动前面我们讲到了物联网的三层结构分别是感知层、网络层和应用层,本文星云联动主要介绍物联网感知层有哪些技术,又能实现什么功能。人通过五感来感知外界信息,感知层于物联网来说,就充当着感知外界信息的“触手”,感知层一般包括传感器技术、射频识别技术、二维码技术、蓝牙技术、ZigBee技术。 https://www.istarscloud.com/new/3273.html
12.传感器技术探索传感器技术组合:适用于汽车、工业和消费类用途的磁性、电流、压力、二氧化碳、雷达、MEMS 和 TOF 3D。https://www.infineon.com/cms/cn/product/sensor/?gclid=EAIaIQobChMIx9jS2_GQ5gIVGnZgCh3FswGlEAAYASAAEgJrFfD_BwE
13.传感器技术同样,在物联网系统中,只有前端的各种传感器感知到正确的物理信息,作为“中枢神经”的各种物联网信息系统才能做出正确的反应。随着物联网产品、各种物联网系统的大量运用,作为感知端的传感器显得越来越重要。因此,现代传感器技术具有巨大的应用潜力,具有广阔发展前景。 传感器的出现是随着工业化的浪潮诞生的,它问世于20...https://cooc.cqmu.edu.cn/Course/KnowledgePoint/7293.aspx
14.物联网应用中不得不知的五项关键技术传感器是摄取信息的关键器件,它是物联网中不可缺少的信息采集手段。目前传感器技术已渗透到科学和国民经济的各个领域,在工农生产、科学研究及改善人民生活等方面,起着越来越重要的作用。 3. RFID标签 RFID标签也是一种传感器技术,也可称为射频识别技术,该技术利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递并通过所传...https://www.51cto.com/article/577384.html
15.传感器原理与应用技术(王化祥)简介,目录书摘第1、2章介绍了传感器的基本概念及传感器静、动态特性;第3~10章介绍了一些典型传感器的变换原理、特性、测量电路及应用技术;第11章介绍了智能传感器和网络传感器有关内容;第12章介绍了新发展的物联网传感器技术。 本书的内容精练实用,深入浅出,便于读者自学,可作为有关专业的教学用书,也可供从事传感器应用的工程...https://www.jd.com/jxinfo/7c94b2a47288386b.html