三大物聯網傳感器技術
1、無線傳感器(UGS)
不管(guan)是在智(zhi)能交通、智(zhi)慧(hui)城市、智(zhi)能農業(ye)、工(gong)業(ye)物(wu)(wu)(wu)聯網,還是野外災害預防(fang)等領域(yu),人類(lei)想要做到(dao)對(dui)于物(wu)(wu)(wu)理(li)世界(jie)的全(quan)面感(gan)知(zhi)首先得(de)確保感(gan)知(zhi)層獲得(de)的數據(ju)要全(quan)面和準確,這也就是說(shuo)物(wu)(wu)(wu)聯網系統(tong)(tong)需(xu)要根據(ju)應用的領域(yu)和具體的需(xu)求去布(bu)置(zhi)大量的傳(chuan)感(gan)器(qi),甚至有需(xu)要時會采取飛機播撒的方(fang)式來進行大范(fan)圍(wei)布(bu)置(zhi),這樣的話,傳(chuan)感(gan)器(qi)與物(wu)(wu)(wu)聯網系統(tong)(tong)就不可能采用物(wu)(wu)(wu)理(li)連(lian)接的方(fang)式,而必須采用無線信道來傳(chuan)輸(shu)數據(ju)和通信。
2、智能傳感器
智能(neng)傳(chuan)(chuan)感器是用嵌入式技術將(jiang)傳(chuan)(chuan)感器與微處理器集成為(wei)一體,使其成為(wei)具有環境感知、數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)處理、智能(neng)控制與數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)通信功能(neng)的智能(neng)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)終端設備。其具有自學習、自診斷和自補償能(neng)力、復合感知能(neng)力以(yi)及靈活的通信能(neng)力。這(zhe)樣(yang),傳(chuan)(chuan)感器在感知物(wu)理世界的時候反饋給物(wu)聯(lian)網系統(tong)的數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)就會更準確(que),更全面(mian),達到精(jing)確(que)感知的目的。
在(zai)(zai)微電子學中講到(dao),集成電路的特征尺(chi)(chi)寸越(yue)(yue)小意味(wei)著該器件的集成度(du)越(yue)(yue)高,運行(xing)速度(du)越(yue)(yue)快、性能越(yue)(yue)好,物聯網系統中傳感器的尺(chi)(chi)寸越(yue)(yue)小對(dui)于系統在(zai)(zai)布置時也意味(wei)著更加方便、性能更優。
MEMS(微(wei)型(xing)(xing)電(dian)子機(ji)械(xie)系(xi)(xi)(xi)統),利用傳(chuan)統的(de)半導體工藝和(he)材料(liao),集(ji)(ji)微(wei)型(xing)(xing)傳(chuan)感器、微(wei)型(xing)(xing)執(zhi)行器、微(wei)機(ji)械(xie)機(ji)構,以及(ji)信號處理和(he)控制電(dian)路,直至(zhi)接口(kou)、通信和(he)電(dian)源(yuan)等于一體的(de)微(wei)型(xing)(xing)器件或系(xi)(xi)(xi)統。這(zhe)種(zhong)小(xiao)體積、低(di)成(cheng)本、集(ji)(ji)成(cheng)化、智能化傳(chuan)感系(xi)(xi)(xi)統是(shi)未來傳(chuan)感器的(de)重(zhong)要發展方向,也是(shi)物聯網的(de)核心。也因此,MEMS傳感器(qi)領域成(cheng)為相關企業(ye)布局(ju)的重中之(zhi)重。
3、無線自組網(Ad hoc)
說到(dao)這個無線自(zi)組網(wang),可能很多讀者會比較陌生一點,但是它的(de)重要性不容忽視。相比于傳統的(de)網(wang)絡,無線自(zi)組網(wang)采用(yong)的(de)是一種不需要基站的(de)“對(dui)等結構”移(yi)動(dong)通信模式,網(wang)絡中所有(you)聯網(wang)設備可以在移(yi)動(dong)過程(cheng)中動(dong)態組網(wang)。
物聯網技術發展現狀
眾所周知(zhi)(zhi),傳感(gan)(gan)器作為物聯網(wang)(wang)的重要(yao)組(zu)成部分,承擔(dan)著數據采集和傳輸的重任。而傳感(gan)(gan)技(ji)(ji)術(shu)和芯片技(ji)(ji)術(shu)是(shi)(shi)物聯網(wang)(wang)的核心。在過去,傳感(gan)(gan)技(ji)(ji)術(shu)不(bu)夠發達,在感(gan)(gan)知(zhi)(zhi)層面做(zuo)得并(bing)不(bu)好,更(geng)不(bu)要(yao)說(shuo)網(wang)(wang)絡和應用了,這是(shi)(shi)無法形(xing)成體系的一(yi)個重要(yao)原(yuan)因(yin)。在互聯網(wang)(wang)向(xiang)物聯網(wang)(wang)轉變的過程(cheng)中,至少有(you)兩點制約影響了物聯網(wang)(wang)發展(zhan),一(yi)是(shi)(shi)傳感(gan)(gan)技(ji)(ji)術(shu)、二是(shi)(shi)研(yan)究方向(xiang)。
目前,我國芯片、傳(chuan)感(gan)器、操作系統等核心基(ji)礎能(neng)力依然十(shi)分薄弱(ruo),中高端傳(chuan)感(gan)器進口比例(li)達80%,傳感芯片進口比例更是(shi)在90%左(zuo)右(you)。很多(duo)廠商只(zhi)能(neng)制造一些諸如(ru)煙(yan)霧(wu)報警感應設備等簡單的傳感器,原始(shi)創(chuang)新能(neng)力與美(mei)、德(de)等發達國(guo)家相比,也(ye)有很大差距(ju)。
北(bei)京信息科技大學自動化學院(yuan)控制(zhi)工程(cheng)系副教(jiao)授、中國(guo)仿(fang)真學會智(zhi)能物(wu)聯(lian)專業委(wei)員(yuan)會秘書長吳迎年表示,目(mu)前,物(wu)聯(lian)網概念(nian)在國(guo)內雖(sui)然(ran)一直很(hen)火,但距離真正落地(di)普(pu)及還有至少(shao)5到10年的(de)時間。物(wu)聯網(wang)主要(yao)由感知層、網(wang)絡(luo)層和(he)應用層構成,前(qian)兩者的(de)核心技術是傳感器和(he)通信芯片,后者主要(yao)是操作系(xi)統和(he)軟件。他認(ren)為,未(wei)來5G網(wang)絡的(de)普及應用,能加(jia)速物聯網(wang)的(de)發展進程(cheng)。
物聯網發展從來離不開通信技術的進步,更離不開網絡的發展。從曾經的2G到現在的4G,以及未來的5G,網絡(luo)對物聯網發展的重要性毋庸置(zhi)疑(yi)。吳迎年介(jie)紹,未來5G的網速會是4G網(wang)速的10~100倍,實時流暢的(de)網絡連(lian)接將(jiang)導致傳輸延(yan)時大大減小,能為萬物互聯(lian)提供(gong)更好的(de)基礎通信設施服務(wu)。
總的(de)來說(shuo),目(mu)前物聯(lian)網在農業(ye)、交通、醫(yi)療、物流、工業(ye)、安防等(deng)許多(duo)行業(ye)都可以(yi)應(ying)用。目(mu)前我(wo)國的(de)物聯(lian)網發(fa)展(zhan),在諸(zhu)如交通、醫(yi)療、家居等(deng)方面已經展(zhan)現了一(yi)定(ding)的(de)發(fa)展(zhan)實力(li),也出現了一(yi)批技術優秀的(de)公(gong)司。但距離真正造福老(lao)百(bai)姓,真正方便(bian)大眾,還有(you)不小差距,還要(yao)做很多(duo)努力(li)。