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物联网时代,传感器技术既是机会又是挑战

[日期:2017-01-04] 来源:  作者: [字体: ]

在IoT时代下,传感器是物联网感知层的核心,是构成物联网的关键元素。目前,全球传感器约有2.2万余种,中国已经拥有常规类型和品种约7000种,90%以上的高端传感器仍严重依赖进口,数字化、智能化、微型化传感器严重欠缺。同国际先进水平相比,我国传感器基础技术薄弱,相关敏感元件生产化技术不能突破,成为技术升级的障碍。Bosch Sensor tec亚洲市场及业务发展总监严更真认为,在物联网时代,传感器技术既是机会又是挑战。物联网时代对传感器提供了更广阔的应用空间,但对传感器也提出了更多的要求,如更智能、更小尺寸、更高集成度、更低的系统功耗和针对各个行业的细分解决方案。

 

物联网时代 传感器技术既是机会又是挑战

深圳市海曼科技有限公司总经理刘亚在接受专访时表示,现在IoT智能传感器存在的两大问题。第一是互联互通性,智能家居要实现真的智能,有一个好的发展,一定是以互联互通为主导,但现在市场上很多还是以RF的为主导,限制了智能家居的发展;第二是不专业性的传感器存在,很多进入智能家居的公司,有很多以前都没有接触过传感器,故生产出的传感器仅仅是实现了一些表皮的功能,对于传感器存在的很多的疑难杂症不能解决就投放市场。

在中安消物联传感(深圳)有限公司产品经理王佳看来,IoT时代的到来,物联网的应用场景越来越多样化,对于一些领域,如体育竞技、航天航空等高精尖领域,他们对传感器产品的要求是极其严格的,这些将引导某类传感器产品灵敏度等性能呈现极致化发展趋势。

传感器是智能家居的感知器官

随着互联的兴起,智能手机、可穿戴、虚拟现实(VR)、智能硬件、视频交互与安防监控、机器人、4G/5G通信技术的普及,以及它们与家居的互联互通,为智能家居的发展打开了全新的空间与崭新的用户体验,上述领域也是当前传感器及应用的热点领域。

而随着高新技术的发展,智能家居将经历“落后于人”、“类人”、“超越人”三个大的发展阶段,智能家居应用将拥有非常广阔的空间。目前,智能家居控制已经从“手动操作+机器执行”的半自动化向“类人”的全自动化转变,如语音交互、生物识别、脑电波识别等新兴技术。在不远的将来,智能家居将进入全智能时代,通过数据的精准搜集、自我学习、精确分析、智能判断等过程,从而拥有超越人的智慧,实现真正的智能应用场景。

对于智能家居来说,传感器扮演着相当于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能,是所有分析数据的入口,没有了传感系统的智能家居系统无疑是“残疾”的系统,它没有自我感知能力,无法实现真正意义上的智能。传感器及其解决方案可以不断电判断用户的身体与生活状态、深度学习用户的喜好,连续监测用户的生命特征信号、监控家居设备状态以及室内外的环境与天气,这对智能家居实现真正的人性化创造了基础。在未来,传感器的技术将更精准、精确、迅速。所谓精准就是为系统提供对口、有效的数据,也就是不会误报、漏报等情形;精确就是提供精度更高、误差范围更小的数据,保证数据不会失真;迅速就是反应灵敏度高、响应快,以满足智能家居应用场景的需求。

以气体探测为例,在智能空气技术发展下,智能家居将朝着智能互联的方向发展,智能互联的前提是感知人员、环境、设备等各种信息,然后智能家居系统根据获取的信息和人的体验,自动做出最合理的调整,实现万物智能互联。传感器在智能家居系统中所扮演的角色正是采集各种信息,是智能家居系统正确执行联动的关键。气体传感器测量环境中的甲醛气体浓度,PM2.5传感器测量环境中的PM2.5颗粒物浓度,智能家居系统根据采集到的甲醛浓度值和PM2.5浓度值,智能联动空气净化器。而经过海曼科技对客户的走访得知,目前智能家居的系统中,安防、消防传感是智能家居的刚需。

传感技术发展 微型化与灵敏性是关键

随着科学技术的发展,传感器正朝着智能化、网络化、集成化、微型化的方向发展,特别是MEMS技术的成熟,正不断推动传感器技术的进步。通过MEMS技术把传感器芯片、处理器芯片、通信芯片、电路集成于一体,实现传感器的智能化、网络化、集成化和微型化。网络化传感器具备自组网功能,解决智能家居联网繁琐问题;智能化传感器使得产品具有自学习、自校准、自测试等功能,提高系统的智能化程度;集成化传感器使得产品具备多参数采集能力,实现布更少点采集更多的信息,减少安装成本,提高整体美观度;微型化传感器让终端产品的设计更加灵活,也更容易集成到传统家电产品中,促进传统家电的智能化转型。

在传感技术的发展上,海曼刘亚认为主要可从两方面的技术进行突破。一是传感器的功耗问题,目前传感器多采用电池供电,如果频繁的更换电池一定会影响到用户的体验,解决了功耗的问题,让传感器10年换一次电池将大幅度提升用户体验;二是无线通讯的距离,目前主流的无线技术在室内传输的距离都比较短,遇到面积较大的房子都需要通过中继来延长通讯距离,增加中继必然会增加成本。

传感器的发展应朝着提高灵敏度方向发展,因为智能家居产品应用场景与其他领域相比有其特殊性,所以传感器的灵敏度是一个关键衡量因素,如果想要创造更好的用户体验,此方面必须有大的跨越。另外,为了云计算、大数据分析等全智能应用的实现,传感器的精准度、精确度是智能家居发展不可避免的需求,未来的传感器数据量的采集将会更复杂、更多样、更庞大,故必须保证数据的准确性、可靠性。

此外,博世严更真表示,随着环境传感器在智能手机、可穿戴设备、家电上的普及,环境传感器在智能家居的自动化和人性化应用以及环境监控应用将会得到突破;随着运动与健身健康类传感器应用在智能手机、可穿戴、家用健康健身设备上的普及与互动,家庭健康与医疗的体验会进一步提高;而随着VR应用的普及,家庭娱乐体验也会被重建。环境传感器与智能家居的自动化与人性化应用将会得到突破。

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