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儀表網 儀表產業】導讀:
傳感器已經變得無處不在。它們早在互聯網出現之前就存在了,當然也早在物聯網(IoT)出現之前就存在了。現代智能傳感器比以往任何時候都能實現更多的應用,市場也在不斷變化,也存在很多的驅動因素推動增長。
汽車、照相機、智能手機和支持物聯網工廠機器只是眾多傳感器中的幾類應用市場。以汽車為例。在短短的幾十年里,傳感器數據計算能力已經被深入應用到汽車行業。汽修工會告訴你:不久前,他們還在機械地修補有問題的汽車。但是現在,汽車搭載的都是軟件和數字技術系統,其中大部分還有傳感器來進行數字化分析。
隨著物聯網的出現,制造業的數字化(我們稱之為工業4.0),以及我們在經濟和社會各個領域為數字化轉型所作出的不斷努力,智能傳感器在各個行業中得以應用,傳感器市場的發展速度也越來越快。事實上,在某種程度上,智能傳感器是物聯網“真正”的基礎。在物聯網部署的這一階段,許多人仍然以物聯網設備來定義物聯網。物聯網通常被視為一些連接物聯網設備的網絡,這些設備中就包括智能傳感器。而這些設備也可以被稱為感知設備。
因此,它們包含傳感器和通信等其它技術,這些傳感裝置能夠測量事物,并將測量的東西轉換成數據,然后以不同的方式進行應用。而應用的目的和背景(例如,使用了什么連接技術)決定了該使用哪種功能的傳感器。
傳感器和其它物聯網設備是物聯網技術堆棧的基礎層。它們捕獲我們的應用程序所需的數據,并將這些數據傳送給更上層的通信、平臺系統。一個物聯網的“項目”可以使用多個傳感器。傳感器使用的種類和數量都取決于項目需求和項目智能化程度。以智能石油鉆機為例:它可以有數萬個傳感器。
傳感器是變換器,就像是所謂的
執行器一樣。傳感器將能量從一種形式轉換為另一種形式。對于智能傳感器而言,這意味著傳感器可以“感知”所連接設備及其使用的物理對象內部或周圍(狀態和環境)的條件。
傳感器可以檢測和測量這些參數、事件或變化,并將其傳達給更高級別的系統和其他設備,然后這些設備可以使用這些數據進行操作、分析等。傳感器是一種通過將任何特定物理量(如光、熱、運動、水分、壓力或類似實體)轉換為任何其他形式(主要是電脈沖)來檢測、測量或指示它們的裝置(來自:美國聯合市場研究機構)。
傳感器可以“感知”和交流的參數和事件包括物理量,如光、聲音、壓力、溫度、振動、濕度、特定化學成分或氣體的存在、運動、灰塵顆粒的存在等等。顯然,傳感器是物聯網的重要組成部分,需要非常準確,因為傳感器是最先獲取數據的地方。
當傳感器感知并發送信息時,執行器被激活并開始運作。執行器接收信號并設置其所需的運動,以便能在環境中采取行動。物聯網傳感器相對不同,它其實更多地以傳感器模組或者開發板的形式出現(通常為特定用例和應用而設計)等等。
“智能”一詞與物聯網連用之前就已經與眾多其他術語連用過了。智能建筑、智能廢物管理、智能家居、智能燈泡、智能城市、智能街道照明、智能辦公室、智能工廠等等。當然,還有智能傳感器。
智能傳感器與傳感器的不同之處在于,智能傳感器是具有板載技術的高級平臺,如微處理器、存儲、診斷和連接工具,可將傳統反饋信號轉換為真正的數字洞察。
智能傳感器和物聯網傳感器的重要一點是,它們是實際具有硬件(傳感器元件或主要/基本傳感器本身、微處理器等)、上述通信能力和實現各種功能的軟件的平臺。所有這些領域都能進行創新發展。
從市場角度來看,一些主要類型的傳感器有觸摸傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、運動傳感器、位置傳感器、氣體傳感器、光線傳感器和壓力傳感器。根據研究,圖像傳感器引領市場,光傳感器是2020-2027年預測期內增長最快的細分市場。
除此之外,不同類型的傳感器通常也按行業或細分市場的功能進行分類。
很明顯,工業4.0或工業物聯網傳感器和傳感技術市場與智能手機和平板電腦、生物醫學傳感器或我們在汽車中使用的所有傳感器(包括主動和被動傳感器、“簡單”(基本)傳感器以及更先進的智能傳感器平臺)等消費品市場大不相同。
智能傳感器的重要垂直市場和細分市場包括汽車、消費電子、工業、基礎設施(包括建筑和AEC整體)和醫療保健。
顯然,傳感器和智能傳感器的能力在各個層面上不斷發展,包括使用過的材料。當然,歸根結底,最重要的是你能用物聯網和智能傳感器做些什么。根據德勤的數據,全球智能傳感器市場正以每年19%的速度增長。為了在需求不斷變化、競爭激烈的更復雜技術環境中實現智能傳感器的目標,市場上的研發力度仍然很高。傳感器繼續變得更小、更智能、更強大和更便宜。
沒有智能傳感器,就不會有所謂的第四次工業革命。也就不會有智能建筑,不會有智能城市應用,不會有智能醫療設備。汽車行業仍然是傳感器的一個重要市場。其實,大部分現代汽車技術很多都是基于傳感器技術。智能手機攝像頭傳感器的發展只是其快速發展的一個例子。
當然,在一些工業市場,被用于良好的網絡物理融合工業轉型項目的傳感器數量也是巨大的。受疫情嚴重影響的地區我們也能期望其出現增長。例如智能辦公室的發展,工作和醫療應用以及我們重新思考環境構建各領域的未來。
智能傳感器市場的真正增長尚未開始。5G即將到來,人們所希望的智能家居應用,物聯網的部署仍然有限,工業4.0正在緩慢發展,而且由于疫情,在需要傳感器技術的領域有更多的投資,更不用說一些其它因素了。更重要的是,傳感器的價格下降了,而它們的質量卻一直在變得更好。這與芯片價格的下跌密切相關。在這方面,汽車行業也發揮了重要作用。
由于各種原因,現在芯片短缺,但我們看到越來越多的公司開始自己生產芯片。這一趨勢在疫情之前就開始了,并因為疫情得到了加強。這一趨勢很有趣,因為我們看到更多的電子產品和傳感器用于特定的應用。較低的價格也對傳感器的性能產生了影響。傳感器制造商想盡可能獲得最大利潤。因此,它們不僅從價格上入手,更多的是在傳感器平臺上整合更多功能上進行競爭。而這反過來又導致應用可能性增加,部分公司也會基于此展開一些項目應用。