传感器是由敏感元件和转换元件组成的检测装置,能感受被测量,并能将检测和感受到的信息按照一定规律转换为电信号(电压、电流、频率、相位等)的形式输出,最终为物联网应用的数据分析、人工智能提供数据来源。
1.无线传感器
不管是智慧交通、智慧城市、智慧农业、工业物联网,还是野外灾害预防等领域,人类想要做到对于物理世界的全面感知,首先要确保感知层获得的数据全面、准确。也就是说,物联网系统需要根据应用的领域和具体的需求去布置大量的传感器。在这种情况下,传感器与物联网系统就不可能采用物理连接的方式,而必须采用无线信道来传输数据和通信。无线传感器如图1-2所示。
图1-2 无线传感器
2.智能传感器
智能传感器是利用嵌入式技术将传感器与微处理器集成在一起,具有环境感知、数据处理、智能控制与通信功能的智能终端设备。其具有自学习、自诊断、自补偿能力,复合感知能力及灵活的通信能力。智能传感器在感知物理世界的时候反馈给物联网系统的数据更准确、更全面,可达到精确感知的目的。智能传感器如图1-3。
图1-3 智能传感器
集成电路的特征尺寸越小意味着器件的集成度越高、运行速度越快、性能越好。物联网系统中传感器的尺寸越小,系统布置越方便、性能越好。
微型电子机械系统(MEMS)是利用传统的半导体工艺和材料,集微型传感器、微型执行器、微型机械结构、信号处理和控制电路、接口、电源等于一体的微型器件或系统。体积小、成本低、集成化、智能化是传感器的重要发展方向,因此很多企业正在布局MEMS领域。
3.无线自组网
相比于传统的网络,无线自组网采用的是一种不需要基站的“对等结构”移动通信模式,所有联网设备可以在移动过程中动态组网。其优点如下。
(1)无中心控制节点,没有分组路由与转发的路由器。
(2)在工作过程中,其中一个节点离开网络后,网络拓扑会动态变化,形成新的拓扑。
1.传感器企业
国外知名的传感器企业有博世、意法半导体、霍尼韦尔、飞思卡尔、德州仪器、ADI、楼氏电子、飞利浦、英飞凌、日立等。
国内知名的传感器企业有汉威电子、大立科技、华工科技、远望谷、耐威科技、高德红外、歌尔股份、中航电测、盾安环境、士兰微等。
目前,全球传感器市场由美国、日本、德国的几家公司主导。全球传感器约有2.2万余种,中国可以生产约7000种,而90%以上的高端传感器仍依赖进口。
2.国内传感器生产基地
目前,国内有三大传感器生产基地,分别为安徽基地、陕西基地、黑龙江基地。
受传感器广阔前景的影响,中国的传感器企业也在不断增多。在相关技术方面,我国企业已基本具备了中、低端传感器的研发能力,并逐渐向高端领域拓展。