傳感器好比人(rén)的(de)眼耳口鼻，但又不(bù)僅僅隻是(shì)人(rén)的(de)感官那麽簡單，它甚至能夠采集到(dào)更多的(de)有用信息。既然如此，就(jiù)可說(shuō)這(zhè)些傳感器是(shì)整個(gè)物聯網系統工作的(de)基礎，正是(shì)因爲(wéi / wèi)有了(le／liǎo)傳感器，物聯網系統才有内容傳遞給“大(dà)腦”。

在(zài)過去，傳感器更多應用于(yú)工業。但是(shì)随着時(shí)間推移，它已經慢慢走入我們的(de)生活。

傳感器是(shì)物聯網發展的(de)基石

随着工信部在(zài)6月6号發放5G正式商用牌照，5G的(de)到(dào)來(lái)似乎将物聯網推到(dào)了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)個(gè)風口處，而(ér)物聯網的(de)小翅膀是(shì)什麽呢，或許不(bù)同的(de)人(rén)有不(bù)同的(de)答案，而(ér)傳感器無疑是(shì)其中一(yī / yì ／yí)個(gè)重要(yào / yāo)的(de)選項。

物聯網層次結構

從物聯網層次結構圖中可以(yǐ)看到(dào)物聯網主要(yào / yāo)是(shì)由：感知層、網絡層、支撐層和(hé / huò)應用層四部分構成。有句俗話說(shuō)得好：下層基礎決定上(shàng)層建築。傳感器作爲(wéi / wèi)物聯網感知層的(de)重要(yào / yāo)組成部分之(zhī)一(yī / yì ／yí)，作爲(wéi / wèi)整個(gè)物聯網的(de)基礎，其重要(yào / yāo)性是(shì)不(bù)言而(ér)喻的(de)。

物聯網系統中的(de)海量數據信息來(lái)源于(yú)終端設備，而(ér)終端設備數據來(lái)源可歸根于(yú)傳感器，傳感器賦予了(le／liǎo)萬物“感官”功能，如人(rén)類依靠視覺、聽覺、嗅覺、觸覺感知周圍環境，同樣物體通過各種傳感器也(yě)能感知周圍環境。且比人(rén)類感知更準确、感知範圍更廣。例如人(rén)類無法通過觸覺準确感知某物體具體溫度值，也(yě)無法感知上(shàng)千高溫，也(yě)不(bù)能辨别細微的(de)溫度變化，但傳感器可以(yǐ)。可以(yǐ)說(shuō)傳感器就(jiù)是(shì)“萬物互聯”時(shí)代物體與物體之(zhī)間交流的(de)“語言”。

傳感器在(zài)物聯網産業中的(de)作用

物聯網是(shì)将各種信息傳感設備和(hé / huò)互聯網結合起來(lái)形成的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)巨大(dà)網絡，它是(shì)互聯網的(de)升級，也(yě)是(shì)信息化時(shí)代的(de)核心。物聯網的(de)發展需要(yào / yāo)智能感知、識别和(hé / huò)通訊等技術支撐，而(ér)感知的(de)關鍵就(jiù)是(shì)傳感器及相關技術，可以(yǐ)毫不(bù)誇張的(de)說(shuō)，沒有傳感器的(de)進步，就(jiù)沒有物聯網的(de)繁榮。随着物聯網的(de)發展，傳感器産業也(yě)将迎來(lái)爆發，傳感器是(shì)物聯網采集數據的(de)關鍵組件，扮演着不(bù)可或缺的(de)角色。

随着全球開始步入高速發展的(de)信息時(shí)代，在(zài)獲取和(hé / huò)處理信息過程中，首先要(yào / yāo)解決的(de)就(jiù)是(shì)要(yào / yāo)獲取可靠并準确的(de)信息，而(ér)傳感器是(shì)獲取信息的(de)主要(yào / yāo)手段和(hé / huò)途徑。例如在(zài)工業4.0時(shí)代，要(yào / yāo)用傳感器來(lái)監視和(hé / huò)控制生産過程中的(de)參數，使設備保持正常的(de)工作狀态；在(zài)智能家居領域，傳感器是(shì)實現用戶和(hé / huò)家居單品（燈光、電視、冰箱、音響等）互動的(de)基礎；在(zài)無人(rén)駕駛中，需要(yào / yāo)通過傳感器對交通和(hé / huò)環境數據的(de)采集和(hé / huò)處理，這(zhè)樣才能保證汽車在(zài)道(dào)路上(shàng)的(de)行駛……可以(yǐ)毫不(bù)誇張的(de)說(shuō)，未來(lái)物聯網有多大(dà)的(de)市場，傳感器就(jiù)能有多大(dà)的(de)作爲(wéi / wèi)。

随着物聯網需求的(de)增加，目前國(guó)内傳感器呈現一(yī / yì ／yí)種高速增長的(de)态勢。據統計， 預計到(dào)2021年将增至5937億元，未來(lái)五年中國(guó)傳感器産業年均複合增長率約30%，遠高于(yú)全球平均水平。

傳感器發展曆程

物聯網自提出(chū)到(dào)如今已經二十多年，但傳感器部署規模并未普及，緻使沒有足夠物理層，導緻數據不(bù)足，從源頭上(shàng)制約産業發展。傳感器部署作爲(wéi / wèi)物聯網基礎設施，多年前就(jiù)有國(guó)家提出(chū)萬億傳感器革命，旨在(zài)推動社會基礎設施和(hé / huò)公共服務中每年使用1萬億個(gè)傳感器，并預計在(zài)2030年後将100萬億傳感器嵌入到(dào)各種場所。

我國(guó)早在(zài) 20 世紀60年代開始涉足傳感器制造業，經曆了(le／liǎo)多年的(de)發展，大(dà)體可分爲(wéi / wèi)三代：

第一(yī / yì ／yí)代：是(shì)結構型傳感器，它利用結構參量變化來(lái)感受和(hé / huò)轉化信号。

第二代：傳感器是(shì)20世紀70 年代開始發展起來(lái)的(de)固體傳感器， 這(zhè)種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是(shì)利用材料某些特性制成的(de)。

第三代：傳感器是(shì)80年代剛剛發展起來(lái)的(de)智能傳感器。所謂智能傳感器是(shì)指其對外界信息具有一(yī / yì ／yí)定檢測、自診斷、數據處理以(yǐ)及自适應能力，具有高精度、成本低、功能多樣化、自動化強等特點，是(shì)微型計算機技術與檢測技術相結合的(de)産物。

智能傳感器具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲功能的(de)多元件集成電路，是(shì)集傳感芯片、通信芯片、微處理器、驅動程序、軟件算法等于(yú)一(yī / yì ／yí)體的(de)系統級産品。

在(zài)物聯網這(zhè)個(gè)智能感知時(shí)代，智能傳感器是(shì)實現物聯網的(de)關鍵技術之(zhī)一(yī / yì ／yí)，在(zài)很多物聯網場景下的(de)傳感器都具有智能傳感器的(de)特點，它在(zài)工業、農業、醫療、交通等領域将發揮巨大(dà)作用，在(zài)未來(lái)的(de)傳感器市場上(shàng)，智能傳感器的(de)比重會越來(lái)越大(dà)。

物聯網時(shí)代對傳感器的(de)發展要(yào / yāo)求

從19世紀60年代誕生至今，傳感器的(de)曆史已經有150餘年了(le／liǎo)，在(zài)移動互聯網時(shí)代，手機的(de)普及促進了(le／liǎo)傳感器的(de)發展，但也(yě)決定了(le／liǎo)很多類型的(de)傳感器是(shì)專爲(wéi / wèi)手機而(ér)設計的(de)。物聯網時(shí)代的(de)“物”在(zài)對傳感和(hé / huò)連接的(de)需求上(shàng)與手機有很大(dà)的(de)差别，所以(yǐ)也(yě)對傳感技術提出(chū)了(le／liǎo)更多、更高的(de)要(yào / yāo)求。總結來(lái)說(shuō)，傳感器在(zài)朝着高精度、小型化、低功耗、智能化等方向進化。

1、高精度、高質量

如果傳感器收集的(de)數據信息出(chū)錯，那麽相當于(yú)從源頭上(shàng)出(chū)錯，後面一(yī / yì ／yí)切數據的(de)傳輸、分析、應用也(yě)就(jiù)沒了(le／liǎo)意義，所以(yǐ)傳感器的(de)精度和(hé / huò)質量是(shì)保障物聯網願景的(de)一(yī / yì ／yí)道(dào)重要(yào / yāo)基線。想象一(yī / yì ／yí)下，如果一(yī / yì ／yí)輛智能網聯汽車傳感器的(de)精度和(hé / huò)質量不(bù)達标，這(zhè)就(jiù)意味着在(zài)意外情況發生的(de)那幾毫秒内系統無法做出(chū)正确決策，從而(ér)嚴重威脅駕駛員的(de)健康。

2、小型化

随着以(yǐ)智能手機爲(wéi / wèi)中心的(de)移動設備向多功能、高性能化發展，要(yào / yāo)求電路闆内的(de)部件數量更多、體積更小。因此，傳感器正在(zài)逐漸采用集成化技術，以(yǐ)實現高性能化和(hé / huò)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，今後将有更多集成傳感器被開發出(chū)來(lái)。

3、低功耗

手機上(shàng)的(de)微博、微信、視頻、遊戲，都是(shì)電量消耗的(de)大(dà)戶，我們也(yě)早已習慣了(le／liǎo)每天充電、出(chū)遠門充電寶不(bù)離身的(de)日子(zǐ)，但你能想象假如煙霧報警器、智能攝像頭等互聯設備也(yě)需要(yào / yāo)天天調換電池會是(shì)怎樣一(yī / yì ／yí)種蹩腳的(de)情景嗎？和(hé / huò)手機不(bù)同，很多物聯網設備地(dì / de)處人(rén)們不(bù)常接觸的(de)區域，所以(yǐ)對功耗有要(yào / yāo)求，從而(ér)決定了(le／liǎo)傳感器的(de)功耗也(yě)要(yào / yāo)很低，否則運營成本太高。

4、智能化

随着互聯設備的(de)激增，數據呈現爆炸式增長，中心化的(de)雲端已經“不(bù)堪重負”，更重要(yào / yāo)的(de)是(shì)，對于(yú)智能制造或智慧交通等應用場景，雲端分析的(de)延遲會使數據價值呈現“斷崖式”下跌，于(yú)是(shì)，邊緣智能開始興起。

傳感器是(shì)很好的(de)邊緣節點，用嵌入式技術将傳感器與微處理器集成爲(wéi / wèi)一(yī / yì ／yí)體，使其成爲(wéi / wèi)具有環境感知、數據處理、智能控制與數據通信功能的(de)智能數據終端設備，這(zhè)就(jiù)是(shì)所謂的(de)智能傳感器。這(zhè)種傳感器具有自學習、自診斷和(hé / huò)自補償能力、複合感知能力以(yǐ)及靈活的(de)通信能力。這(zhè)樣，傳感器在(zài)感知物理世界的(de)時(shí)候反饋給物聯網系統的(de)數據就(jiù)會更準确，達到(dào)感知的(de)目的(de)。

五大(dà)領域對智能傳感器的(de)需求暴漲

智能傳感器具有高精度、成本低、功能多樣化、自動化強等特點，它是(shì)一(yī / yì ／yí)種具有信息處理功能的(de)傳感器，是(shì)傳感器集成化與微處理機相結合的(de)産物。在(zài)很多物聯網場景下的(de)傳感器都具有智能傳感器得特點，未來(lái)得物聯網時(shí)代，智能傳感器将是(shì)市場主流。

未來(lái)有前景的(de)幾大(dà)物聯網場景中，智能工業、智能家居、智慧醫療、智能汽車、智能農業等是(shì)未來(lái)有可能普及的(de)物聯網領域。

1、智能工業傳感器是(shì)實現工業4.0的(de)基礎

衆所周知，工業4.0已經成爲(wéi / wèi)國(guó)家戰略的(de)一(yī / yì ／yí)部分，智能制造是(shì)國(guó)家工業變革的(de)關鍵，智能工業傳感器在(zài)制造中的(de)角色越來(lái)越重要(yào / yāo)。工業傳感器的(de)特點是(shì)性能指标和(hé / huò)精度要(yào / yāo)求高，不(bù)允許數據采集和(hé / huò)處理的(de)失誤。不(bù)同于(yú)傳統工業的(de)傳感器，智能工業傳感器将用于(yú)智能制造，它在(zài)精度、穩定性、抗沖擊性方面提出(chū)了(le／liǎo)更爲(wéi / wèi)苛刻的(de)要(yào / yāo)求。

未來(lái)，基于(yú)工業4.0的(de)智能工業傳感器需求将大(dà)幅增加，而(ér)這(zhè)也(yě)是(shì)工業傳感器廠商面臨的(de)機遇點。

2、智能家居給這(zhè)些傳感器帶來(lái)了(le／liǎo)增長空間

智能家居的(de)一(yī / yì ／yí)大(dà)特點就(jiù)是(shì)實現對家居用品的(de)控制，随着物聯網的(de)發展，越來(lái)越多的(de)傳感器将用于(yú)家電中，如洗衣機、電視、冰箱、燈光、空調、油煙機等，原來(lái)沒有傳感器的(de)産品都将因智能家居的(de)普及而(ér)成爲(wéi / wèi)傳感器主戰場。

傳感器将是(shì)智能家居産品的(de)标配，例如壓力傳感器可用于(yú)洗衣機中對泡沫量的(de)監控；光電傳感器用于(yú)燈泡實現對燈光的(de)控制；電磁傳感器用在(zài)洗碗機裏面可實現噴水臂的(de)移動等，還有流量傳感器、智能氣體傳感器等均大(dà)有用途。

3、智慧醫療需要(yào / yāo)各式各樣的(de)智能傳感器

智慧醫療是(shì)利用物聯網技術，實現患者和(hé / huò)醫務人(rén)員及醫療設備之(zhī)間的(de)互動，其工作的(de)核心部分是(shì)對患者的(de)信息進行采集、存儲、傳輸和(hé / huò)處理。在(zài)進行圖像傳輸以(yǐ)及海量數據計算處理的(de)過程中，需要(yào / yāo)各中各有具有智能處理功能的(de)傳感器，如用于(yú)測量病人(rén)血壓的(de)MEMS壓力傳感器，用于(yú)研究睡眠窒息的(de)熱電傳感器，用于(yú)監控和(hé / huò)測量體表體溫的(de)溫度傳感器等。

随着物聯網技術的(de)發展，無線醫療傳感器逐漸向智能化、微型化、低功耗等方向發展，傳感器在(zài)智慧醫療領域的(de)應用也(yě)會越來(lái)越廣泛。據外媒報道(dào)，科學家研究了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)種新型傳感器，可用于(yú)診斷眼外傷，它根據測定人(rén)類眼淚所含維C濃度的(de)高低，判斷眼外傷的(de)嚴重情況。最近科學家又研究了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)款僅有膠囊大(dà)小的(de)可吞服心率傳感器，病人(rén)吞服後可測量其生命體征等數據并将信息傳輸到(dào)接收器中，供醫生遠程監控。

随着技術的(de)進步，應用于(yú)智慧醫療的(de)傳感器種類将越來(lái)越多，但它們的(de)一(yī / yì ／yí)大(dà)共性是(shì)具備智能傳感器的(de)特點。

4、智能傳感器助力汽車的(de)智能化

雖然國(guó)内的(de)很多汽車實現了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)些基本的(de)聯網功能，但并不(bù)算是(shì)智能汽車。随着AI和(hé / huò)物聯網技術的(de)發展，智能汽車會成爲(wéi / wèi)未來(lái)的(de)主流。智能汽車是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)集環境感知、多等級輔助駕駛等功能于(yú)一(yī / yì ／yí)體的(de)綜合系統，它的(de)一(yī / yì ／yí)大(dà)特點是(shì)能實現聯網控制，而(ér)控制與操作的(de)關鍵離不(bù)開智能傳感器，智能汽車的(de)普及将帶來(lái)智能傳感器的(de)增加。

在(zài)智能汽車裏面，未來(lái)應用較多的(de)幾大(dà)智能傳感器将是(shì)空氣流量傳感器、裏程表傳感器、機油感應傳感器、刹車壓力傳感器、位置傳感器和(hé / huò)碰撞傳感器等。

5、智能農業傳感器市場前景廣闊

智能農業是(shì)我國(guó)建設成爲(wéi / wèi)農業強國(guó)的(de)關鍵，在(zài)未來(lái)的(de)農業生産中，需要(yào / yāo)很多類型的(de)物聯網傳感器和(hé / huò)相關技術。農業物聯網的(de)組成包括智能水質傳感器、無線傳感網、無線通信等，它們一(yī / yì ／yí)起組成完整的(de)智能農業系統，傳感器是(shì)實現這(zhè)些的(de)基礎。

物聯網農業的(de)特點是(shì)以(yǐ)信息化技術爲(wéi / wèi)基礎，在(zài)農業生産過程中通過傳感器收集數據并進行量化分析和(hé / huò)智能決策，農業生産的(de)環境非常複雜，不(bù)同的(de)場景需要(yào / yāo)的(de)傳感器不(bù)一(yī / yì ／yí)樣，如空氣溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等，這(zhè)些數據的(de)采集都需要(yào / yāo)使用相對應的(de)智能農業傳感器。

傳感器在(zài)科學技術領域、工農業生産以(yǐ)及日常生活中發揮着越來(lái)越重要(yào / yāo)的(de)作用。人(rén)類社會對傳感器提出(chū)的(de)越來(lái)越高的(de)需求是(shì)傳感器技術發展的(de)強大(dà)動力，而(ér)現代技術突飛猛進則爲(wéi / wèi)其發展提供了(le／liǎo)堅強的(de)後盾。

在(zài)物聯網戰略下，傳感器國(guó)産化需求迫切，傳感器行業受到(dào)政府扶持；作爲(wéi / wèi)物聯網的(de)關鍵，傳感器成爲(wéi / wèi)整個(gè)産業鏈的(de)優勢環節，也(yě)代表了(le／liǎo)企業的(de)核心競争力。

來(lái)源：傳感中國(guó)