一、傳感器是物聯網的基礎

  上個世界九十年代世界興起的internet浪潮,在領軍企業的帶動下,二十多年來改變了我們的生活,但其信息的來源大部分來源于鍵盤、鼠標,也就是通過人的輔助把自然界的信息(如文字、圖表、照片等)通過計算機終端來交流。

  眾所周知,視頻通信帶來了新的模式,最根本的原因,是因為攝像頭圖像傳感器(圖像CMOS,CCD)的出現,既是通信方式革命性轉變,也給傳感器帶來新的技術上的要求。

  物聯網與互聯網的最大區別在于采集或獲取自然界的各種物理量、化學量、生物量的方式不同,互聯網是人工的,物聯網是自動的。因為物聯網采用了傳感器。

  傳感器是把自然界的各種物理量(溫度、壓力、長度等),化學量(PH值、水溶氧等),生物量(新鮮度、活性)變成可測量的電信號,我們大眾所講的攝像頭,本質是圖像傳感器。

  三個層次應用這樣放置

  因為作為一個整體系統的物聯網概念,在感知、傳輸和應用三個層次中,一定是你中有我,我中有你,但無論如何描述物聯網都離不開傳感器,不管是物理量還是化學量,是開關量還是線性量,是有線的還是無線的,是昂貴的還是廉價的,目的只有一個,把自然的參量變成可應用的電訊號,因而傳感器是物聯網的基礎。

  二、傳感技術制約物聯網的發展

  IT技術的發展速度及水平是不平衡、不一致、不統一、不同速的,新技術的發展都是在現有的技術基礎上不斷的挖掘,同時市場應用和技術難度也決定新技術的發展速度。

  縱觀計算機、通信、網絡和傳感器的發展速度,我們可以用不同的運輸器來形容其不同的速度,計算機技術在cpu和存儲器的支持下,猶如一家掠空的飛機;通信技術好比高速列車飛馳而過;網絡技術也不甘示弱,其發展速度如同高速公路上的“BMW”;而傳感器卻相對慢了下來,猶如一輛馬車行走在鄉間小道。

  大致回顧一下IT技術的發展軌跡,可以得出下列圖形來表示IT技術的發展,可以說明物聯網的需求以及傳感器在物聯網中的作用。

  筆者亦在不同的場合,以不同的題目呼吁物聯網時代必須努力發展傳感器技術,如《決戰傳感器,取勝物聯網》《春播“傳感”種,秋收“物聯”果》等,從當前中國發展物聯網的實踐看,由于發展傳感器的難度比較大,所以,傳感技術制約物聯網的發展,沒有傳感器,勿談物聯網。猶如管理理論中的“短板效應”傳感技術的速度決定物聯網的速度。

  三、發展傳感技術的難點與思路

  我們先來關注一個現象,全球著名的通信公司有思科、諾基亞、華為、中興;全球著名的計算機公司有戴爾、惠普、聯想等;全球著名的互聯網公司有谷歌、百度、新浪等;全球著名的軟件公司有微軟、甲骨文等;而全球著名的傳感器公司是誰呢?這個問題恐怕我們在坐的行內人士也難以回答,這不是我們知識面不夠多,而是傳感器行業本身的問題。

  發展傳感器的難點是什么?主要有兩點,一是技術繁雜,而不僅是復雜;二是應用多樣,因而市場分散,同時如何應用本身就是一個技術。

  傳感器的技術管理,首先表現在第一層次種類多,包括物理量、化學量、生物量,以及未定義的自然參量。第二層次表現在每類自然參量的多樣性,如物理量,又包括力、熱、光、電、磁等多種一級參量。第三個層次是每種一級參數,又包括多種不同原理,而這些不同原理的傳感器,又不能全部替代其他原理。例如,壓力傳感器,就有應變片原理、壓電原理、電容原理、硅壓阻原理、陶瓷原理、濺射薄膜原理、藍寶石原理、微熔原理等。每種原理都各有優缺點。同樣,常見的溫度傳感器、濕度傳感器、流量傳感器、轉速傳感器等都有不同的原理。第四個層次是由于不同原理,就涉及到不同的科學技術。例如;壓力傳感器就涉及到金屬、非金屬材料技術、機加工技術和MEMS技術、半導體技術、電子技術等等.

  傳感器市場廣泛但不集中。同時,同一個傳感器可以解決不同問題,例如,壓力傳感器可以測量壓力,也可測量高度、液位。同一個問題又可以用不同的傳感器來解決。例如,轉速,根據情況的不同,可以用開關型傳感器解決。也可以用編碼器,還可以用加速度傳感器、陀螺儀等來解決。這就是,掌握各種傳感器技術,并學會在不同的環境下應用,本身就是一門技術。

  發展傳感器的思路在哪里?本人以為,在目前已具備的條件下,最有效的辦法就是“大量應用”。用市場來驅動技術,降低成本,進而規模化應用,走向良性循環。物聯網就是為我們提供了這樣的市場和機會。因而,目前是快速發展傳感器技術的大好時機。
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