导语：传感器已经变得无处不在。它们早在互联网出现之前就存在了,当然也早在物联网(IoT)出现之前就存在了。现代智能传感器比以往任何时候都能实现更多的应用,市场也在不断变化,也存在很多的驱动因素推动增长。 汽车、照相机、智能手机和支持物联网工厂机器只是众多传感器中的几类应用市场。以汽车为例。在短短的几十年里,传感器数据计算能力已经被深入应用到汽车行业。汽修工会告诉你:不久前,他们还在机械地修补有问题的汽车。但是现在,汽车搭载的都是软件和数字技术系统,其中大部分还有传感器来进行数字化分析。
随着物联网的出现,制造业的数字化(我们称之为工业4.0),以及我们在经济和社会各个领域为数字化转型所作出的不断努力,智能传感器在各个行业中得以应用,传感器市场的发展速度也越来越快。事实上,在某种程度上,智能传感器是物联网“真正”的基础。在物联网部署的这一阶段,许多人仍然以物联网设备来定义物联网。物联网通常被视为一些连接物联网设备的网络,这些设备中就包括智能传感器。而这些设备也可以被称为感知设备。
因此,它们包含传感器和通信等其它技术,这些传感装置能够测量事物,并将测量的东西转换成数据,然后以不同的方式进行应用。而应用的目的和背景(例如,使用了什么连接技术)决定了该使用哪种功能的传感器。
传感器和其它物联网设备是物联网技术堆栈的基础层。它们捕获我们的应用程序所需的数据,并将这些数据传送给更上层的通信、平台系统。一个物联网的“项目”可以使用多个传感器。传感器使用的种类和数量都取决于项目需求和项目智能化程度。以智能石油钻机为例:它可以有数万个传感器。
传感器是变换器,就像是所谓的执行器一样。传感器将能量从一种形式转换为另一种形式。对于智能传感器而言,这意味着传感器可以“感知”所连接设备及其使用的物理对象内部或周围(状态和环境)的条件。
传感器可以检测和测量这些参数、事件或变化,并将其传达给更高级别的系统和其他设备,然后这些设备可以使用这些数据进行操作、分析等。传感器是一种通过将任何特定物理量(如光、热、运动、水分、压力或类似实体)转换为任何其他形式(主要是电脉冲)来检测、测量或指示它们的装置(来自:美国联合市场研究机构)。
传感器可以“感知”和交流的参数和事件包括物理量,如光、声音、压力、温度、振动、湿度、特定化学成分或气体的存在、运动、灰尘颗粒的存在等等。显然,传感器是物联网的重要组成部分,需要非常准确,因为传感器是最先获取数据的地方。
当传感器感知并发送信息时,执行器被激活并开始运作。执行器接收信号并设置其所需的运动,以便能在环境中采取行动。物联网传感器相对不同,它其实更多地以传感器模组或者开发板的形式出现(通常为特定用例和应用而设计)等等。
“智能”一词与物联网连用之前就已经与众多其他术语连用过了。智能建筑、智能废物管理、智能家居、智能灯泡、智能城市、智能街道照明、智能办公室、智能工厂等等。当然,还有智能传感器。
智能传感器与传感器的不同之处在于,智能传感器是具有板载技术的高级平台,如微处理器、存储、诊断和连接工具,可将传统反馈信号转换为真正的数字洞察。
智能传感器和物联网传感器的重要一点是,它们是实际具有硬件(传感器元件或主要/基本传感器本身、微处理器等)、上述通信能力和实现各种功能的软件的平台。所有这些领域都能进行创新发展。
从市场角度来看,一些主要类型的传感器有触摸传感器、图像传感器、温度传感器、运动传感器、位置传感器、气体传感器、光线传感器和压力传感器。根据研究,图像传感器引领市场,光传感器是2020-2027年预测期内增长最快的细分市场。
除此之外,不同类型的传感器通常也按行业或细分市场的功能进行分类。
很明显,工业4.0或工业物联网传感器和传感技术市场与智能手机和平板电脑、生物医学传感器或我们在汽车中使用的所有传感器(包括主动和被动传感器、“简单”(基本)传感器以及更先进的智能传感器平台)等消费品市场大不相同。
智能传感器的重要垂直市场和细分市场包括汽车、消费电子、工业、基础设施(包括建筑和AEC整体)和医疗保健。
显然,传感器和智能传感器的能力在各个层面上不断发展,包括使用过的材料。当然,归根结底,最重要的是你能用物联网和智能传感器做些什么。根据德勤的数据,全球智能传感器市场正以每年19%的速度增长。为了在需求不断变化、竞争激烈的更复杂技术环境中实现智能传感器的目标,市场上的研发力度仍然很高。传感器继续变得更小、更智能、更强大和更便宜。
没有智能传感器,就不会有所谓的第四次工业革命。也就不会有智能建筑,不会有智能城市应用,不会有智能医疗设备。汽车行业仍然是传感器的一个重要市场。其实,大部分现代汽车技术很多都是基于传感器技术。智能手机摄像头传感器的发展只是其快速发展的一个例子。
当然,在一些工业市场,被用于良好的网络物理融合工业转型项目的传感器数量也是巨大的。受疫情严重影响的地区我们也能期望其出现增长。例如智能办公室的发展,工作和医疗应用以及我们重新思考环境构建各领域的未来。
智能传感器市场的真正增长尚未开始。5G即将到来,人们所希望的智能家居应用,物联网的部署仍然有限,工业4.0正在缓慢发展,而且由于疫情,在需要传感器技术的领域有更多的投资,更不用说一些其它因素了。更重要的是,传感器的价格下降了,而它们的质量却一直在变得更好。这与芯片价格的下跌密切相关。在这方面,汽车行业也发挥了重要作用。
由于各种原因,现在芯片短缺,但我们看到越来越多的公司开始自己生产芯片。这一趋势在疫情之前就开始了,并因为疫情得到了加强。这一趋势很有趣,因为我们看到更多的电子产品和传感器用于特定的应用。较低的价格也对传感器的性能产生了影响。传感器制造商想尽可能获得最大利润。因此,它们不仅从价格上入手,更多的是在传感器平台上整合更多功能上进行竞争。而这反过来又导致应用可能性增加,部分公司也会基于此展开一些项目应用。
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