第1章
概述
在物联网和大数据技术的发展过程中,需要先解决信息输入问题。传感器是获取信息的主要途径,工业生产、海洋探测、环境保护、资源调查、健康医疗、文物保护等都离不开传感器。
传感器是电子产业的核心元件之一。20世纪70年代,为了提高工业生产和制造效率,人们尝试通过中央控制室控制各生产节点的参数,包括流量、物位、温度和压力等,这一需求催生了传感器。
目前,传感器向智能化、集成化、微型化、系统化方向发展。随着物联网、智能制造的发展,传感器被赋予“智能”的标签,智能传感器应运而生。
智能传感器(Smart Sensor)是具有信息处理功能的传感器。智能传感器带有微处理器,具有采集、处理、交换信息、现场诊断等功能,智能传感器能将检测到的各种数据储存起来,按照指令处理数据,从而产生新数据。智能传感器之间能进行信息交流,并能自行决定应该传输的数据,舍弃异常数据,完成分析和统计计算等。与一般传感器相比,智能传感器能通过软件实现高精度的信息采集,成本低,且具有一定的自动编程功能。
我国出台了许多促进传感器产业发展的政策。2011年,中国电子元件行业协会发布《中国电子元件“十二五”规划》;2011年,工业和信息化部印发《物联网“十二五”发展规划》,在重点工程中提到微型和智能传感器、无线传感器网络等;2016年,国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》,指出要发展微电子和光电子技术,重点加强极低功耗芯片、新型传感器、第三代半导体芯片和硅基光电子、混合光电子、微波光电子等技术与器件的研发;2017年,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会批准了203项国家标准和10项国家标准外文版;2018年,这些行业新标准开始实施,继续为传感器产业“保驾护航”,其中涉及多项仪器仪表,包括智能传感器、智能记录仪表、智能流量仪表等。
在新的产业经济环境下,工业领域的结构演变和调整正成为新的经济增长点。在德国提出“工业4.0”后,“智能工业”与“智能生产”成为产业转型升级的重要推动力,而信息技术与传感技术则是工业智能化的重要支撑。传感技术已成为制约工业领域高新技术发展的重要内容。
新技术的发展将世界带入物联网时代,物联网时代是比信息时代更智能的新时代。在发展物联网的过程中,智能传感器不可或缺,因为在信息交换的过程中,获取准确、可靠的信息十分重要,而传感器是获取各种信息的主要途径。“传感器之父”亚努什·布里泽克提出了一项雄心勃勃的计划——打造一个“万亿传感器社会”,其中提到世界各国的设备及系统相关企业将建立一个每年使用1万亿个传感器的社会,这是打造全球物联网时代的基础条件。全球传感器市场多年来保持稳步增长,2017年,全球传感器市场规模达到2075亿美元,增速达到14.7%;2018年,中国传感器市场规模达到2610亿元,年复合增长率约29.56%。新思界产业研究中心发布的《2019—2023年智能传感器行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,2019年全球智能传感器市场规模接近350亿美元,未来几年,随着智能制造、物联网、车联网等相关行业的发展,全球对智能传感器产品的需求将快速增长,预计2025年,全球智能传感器市场规模接近900亿美元,年均复合增速接近20%。