数据显示,到2020年,全球将有500亿个终端接入物联网。毫无疑问,物联网将成为全球信息通信行业又一个万亿美元的新兴产业。在中国,在智能电网、智能交通、智能安全等领域。相关物联网的实质性建设和试点规划已经启动。
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物联网的基本要求是物联网,每个需要识别和管理的对象都需要安装相应的传感器。因此,传感器的升级成为物联网快速发展的关键。随着物联网技术的发展,传感器不仅需要具备基本的信息采集和处理功能,还需要具有高度的智能性。
所谓智能传感器,是指传感器除了具有基本功能外,还具有自动调零、自校准和自校准功能,并具有逻辑判断和信息处理能力,可以对被测信号进行信号调理或信号处理。
与国外相比,我国对智能传感器的研究主要集中在以下几个方面:
一是利用先进的微电子技术和计算机技术,研制出具有多种功能的单片集成智能传感器,这是目前智能传感器的主要发展方向之一;
二是根据传感器的材料,利用生物技术和纳米技术开发分子和原子生物传感器,为未来智能传感器的发展奠定基础;
第三,综合国内外芯片技术,结合敏感电子元器件,研制出混合集成智能传感器,精度更高,成本更低,稳定性更好。我国在集成智能传感器领域取得重大突破,国产传感器逐步开拓智能传感器市场份额。
智能传感器的发展主要分为三个阶段,即数字化阶段、智能补偿和校准阶段、智能应用和网络化阶段。到达第三阶段的传感器具有信号检测与处理、逻辑判断、双向通信、闭环控制、自检与自诊断、智能校正与补偿、功能计算、网络通信等多种功能。但目前国内只有少数厂家达到这一阶段,未能大规模推广。
传感器的另一个发展方向是小型化。在汽车电子与智能工程中,传统传感器体积大、重量重、成本高、应用受限。在这种情况下,微型传感器应运而生。
微型传感器不仅体积小,重量轻。就单个传感器而言,微传感器是指尺寸较小的传感器,例如敏感元件的尺寸范围从微米到毫米甚至达到纳米级,主要采用精密加工、微电子和微机电系统技术来减小传感器的尺寸;就集成传感器而言,微传感器是指将微小的敏感元件、信号处理器和数据处理设备封装在一个芯片上形成的集成传感器。就传感器系统而言,微传感器是指传感系统不仅包括微传感器,还包括微执行器,它们可以独立工作,甚至是由多个微传感器组成的传感器网络,也可以在不同的地方联网。
就市场份额而言,微传感器是目前最成功、最实用的微机电器件。目前,微传感器在汽车应用和提高员工效率方面积累了良好的应用经验。其次,由于单片尺寸小、功能新、便于批量生产、成本低的优点,微传感器的未来市场前景也非常光明。
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