導(dǎo)語：傳感器已經(jīng)變得無處不在。它們早在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前就存在了,當(dāng)然也早在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)出現(xiàn)之前就存在了?，F(xiàn)代智能傳感器比以往任何時候都能實現(xiàn)更多的應(yīng)用,市場也在不斷變化,也存在很多的驅(qū)動因素推動增長。 汽車、照相機、智能手機和支持物聯(lián)網(wǎng)工廠機器只是眾多傳感器中的幾類應(yīng)用市場。以汽車為例。在短短的幾十年里,傳感器數(shù)據(jù)計算能力已經(jīng)被深入應(yīng)用到汽車行業(yè)。汽修工會告訴你:不久前,他們還在機械地修補有問題的汽車。但是現(xiàn)在,汽車搭載的都是軟件和數(shù)字技術(shù)系統(tǒng),其中大部分還有傳感器來進行數(shù)字化分析。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),制造業(yè)的數(shù)字化(我們稱之為工業(yè)4.0),以及我們在經(jīng)濟和社會各個領(lǐng)域為數(shù)字化轉(zhuǎn)型所作出的不斷努力,智能傳感器在各個行業(yè)中得以應(yīng)用,傳感器市場的發(fā)展速度也越來越快。事實上,在某種程度上,智能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)“真正”的基礎(chǔ)。在物聯(lián)網(wǎng)部署的這一階段,許多人仍然以物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來定義物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)通常被視為一些連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò),這些設(shè)備中就包括智能傳感器。而這些設(shè)備也可以被稱為感知設(shè)備。
因此,它們包含傳感器和通信等其它技術(shù),這些傳感裝置能夠測量事物,并將測量的東西轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù),然后以不同的方式進行應(yīng)用。而應(yīng)用的目的和背景(例如,使用了什么連接技術(shù))決定了該使用哪種功能的傳感器。
傳感器和其它物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧的基礎(chǔ)層。它們捕獲我們的應(yīng)用程序所需的數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)傳送給更上層的通信、平臺系統(tǒng)。一個物聯(lián)網(wǎng)的“項目”可以使用多個傳感器。傳感器使用的種類和數(shù)量都取決于項目需求和項目智能化程度。以智能石油鉆機為例:它可以有數(shù)萬個傳感器。
傳感器是變換器,就像是所謂的執(zhí)行器一樣。傳感器將能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。對于智能傳感器而言,這意味著傳感器可以“感知”所連接設(shè)備及其使用的物理對象內(nèi)部或周圍(狀態(tài)和環(huán)境)的條件。
傳感器可以檢測和測量這些參數(shù)、事件或變化,并將其傳達給更高級別的系統(tǒng)和其他設(shè)備,然后這些設(shè)備可以使用這些數(shù)據(jù)進行操作、分析等。傳感器是一種通過將任何特定物理量(如光、熱、運動、水分、壓力或類似實體)轉(zhuǎn)換為任何其他形式(主要是電脈沖)來檢測、測量或指示它們的裝置(來自:美國聯(lián)合市場研究機構(gòu))。
傳感器可以“感知”和交流的參數(shù)和事件包括物理量,如光、聲音、壓力、溫度、振動、濕度、特定化學(xué)成分或氣體的存在、運動、灰塵顆粒的存在等等。顯然,傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分,需要非常準(zhǔn)確,因為傳感器是最先獲取數(shù)據(jù)的地方。
當(dāng)傳感器感知并發(fā)送信息時,執(zhí)行器被激活并開始運作。執(zhí)行器接收信號并設(shè)置其所需的運動,以便能在環(huán)境中采取行動。物聯(lián)網(wǎng)傳感器相對不同,它其實更多地以傳感器模組或者開發(fā)板的形式出現(xiàn)(通常為特定用例和應(yīng)用而設(shè)計)等等。
“智能”一詞與物聯(lián)網(wǎng)連用之前就已經(jīng)與眾多其他術(shù)語連用過了。智能建筑、智能廢物管理、智能家居、智能燈泡、智能城市、智能街道照明、智能辦公室、智能工廠等等。當(dāng)然,還有智能傳感器。
智能傳感器與傳感器的不同之處在于,智能傳感器是具有板載技術(shù)的高級平臺,如微處理器、存儲、診斷和連接工具,可將傳統(tǒng)反饋信號轉(zhuǎn)換為真正的數(shù)字洞察。
智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)傳感器的重要一點是,它們是實際具有硬件(傳感器元件或主要/基本傳感器本身、微處理器等)、上述通信能力和實現(xiàn)各種功能的軟件的平臺。所有這些領(lǐng)域都能進行創(chuàng)新發(fā)展。
從市場角度來看,一些主要類型的傳感器有觸摸傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、運動傳感器、位置傳感器、氣體傳感器、光線傳感器和壓力傳感器。根據(jù)研究,圖像傳感器引領(lǐng)市場,光傳感器是2020-2027年預(yù)測期內(nèi)增長最快的細(xì)分市場。
除此之外,不同類型的傳感器通常也按行業(yè)或細(xì)分市場的功能進行分類。
很明顯,工業(yè)4.0或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器和傳感技術(shù)市場與智能手機和平板電腦、生物醫(yī)學(xué)傳感器或我們在汽車中使用的所有傳感器(包括主動和被動傳感器、“簡單”(基本)傳感器以及更先進的智能傳感器平臺)等消費品市場大不相同。
智能傳感器的重要垂直市場和細(xì)分市場包括汽車、消費電子、工業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施(包括建筑和AEC整體)和醫(yī)療保健。
顯然,傳感器和智能傳感器的能力在各個層面上不斷發(fā)展,包括使用過的材料。當(dāng)然,歸根結(jié)底,最重要的是你能用物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感器做些什么。根據(jù)德勤的數(shù)據(jù),全球智能傳感器市場正以每年19%的速度增長。為了在需求不斷變化、競爭激烈的更復(fù)雜技術(shù)環(huán)境中實現(xiàn)智能傳感器的目標(biāo),市場上的研發(fā)力度仍然很高。傳感器繼續(xù)變得更小、更智能、更強大和更便宜。
沒有智能傳感器,就不會有所謂的第四次工業(yè)革命。也就不會有智能建筑,不會有智能城市應(yīng)用,不會有智能醫(yī)療設(shè)備。汽車行業(yè)仍然是傳感器的一個重要市場。其實,大部分現(xiàn)代汽車技術(shù)很多都是基于傳感器技術(shù)。智能手機攝像頭傳感器的發(fā)展只是其快速發(fā)展的一個例子。
當(dāng)然,在一些工業(yè)市場,被用于良好的網(wǎng)絡(luò)物理融合工業(yè)轉(zhuǎn)型項目的傳感器數(shù)量也是巨大的。受疫情嚴(yán)重影響的地區(qū)我們也能期望其出現(xiàn)增長。例如智能辦公室的發(fā)展,工作和醫(yī)療應(yīng)用以及我們重新思考環(huán)境構(gòu)建各領(lǐng)域的未來。
智能傳感器市場的真正增長尚未開始。5G即將到來,人們所希望的智能家居應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)的部署仍然有限,工業(yè)4.0正在緩慢發(fā)展,而且由于疫情,在需要傳感器技術(shù)的領(lǐng)域有更多的投資,更不用說一些其它因素了。更重要的是,傳感器的價格下降了,而它們的質(zhì)量卻一直在變得更好。這與芯片價格的下跌密切相關(guān)。在這方面,汽車行業(yè)也發(fā)揮了重要作用。
由于各種原因,現(xiàn)在芯片短缺,但我們看到越來越多的公司開始自己生產(chǎn)芯片。這一趨勢在疫情之前就開始了,并因為疫情得到了加強。這一趨勢很有趣,因為我們看到更多的電子產(chǎn)品和傳感器用于特定的應(yīng)用。較低的價格也對傳感器的性能產(chǎn)生了影響。傳感器制造商想盡可能獲得最大利潤。因此,它們不僅從價格上入手,更多的是在傳感器平臺上整合更多功能上進行競爭。而這反過來又導(dǎo)致應(yīng)用可能性增加,部分公司也會基于此展開一些項目應(yīng)用。
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