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智能傳感器技術研究分析

[日期:2013-12-02] 來源:物聯網世界收錄  作者: [字體: ]

      數據顯示,到2020年,全球接入物聯網的終端將達到500億個。毫無疑問,物聯網將成為全球信息通信行業的又一個萬億級新興產業。中國在智能電網、智能交通、智能安防等領域,相關物聯網的實質性建設與試點規劃工作已經展開。

  物聯網的基本要求是物物相連,每一個需要識別和管理的物體上,都需要安裝與之對應的傳感器。因此,傳感器的升級換代成為物聯網能否快速發展的關鍵。隨著物聯網技術的進步,不僅僅要求傳感器具備基礎的信息收集處理功能,高度智能化也成為衡量其性能高低的基本依據。

  所謂智能傳感器,就是指傳感器在基本的功能之外,具有自動調零、自校準、自標定功能,同時具備邏輯判斷和信息處理能力,能對被測量信號進行信號調理或信號處理。

  與國外相比,我國智能傳感器的研究主要集中在以下幾方面:

  一是采用先進的微電子技術、計算機技術,研究開發出將傳感器和微處理器結合、具有各種功能的單片集成化智能傳感器,這是當前智能傳感器的主要發展方向之一;

  二是針對傳感器的材料,利用生物工藝和納米技術,開發分子和原子生物傳感器,這將為以后智能傳感器的發展奠定基礎;

  三是整合國內外芯片技術,結合敏感電子元件,研發出混合型集成智能傳感器,這種傳感器精度更高、成本更低、穩定性更好。我國在集成智能傳感器領域已經取得了重大突破,國產傳感器逐步打開了智能傳感器的市場份額。

  智能傳感器發展主要分為三個階段,即數字化階段、智能化補償和校準階段、智能化應用和網絡階段。達到第三階段的傳感器,擁有信號的檢測和處理、邏輯判斷、雙向通信、閉環控制、自檢和自診斷、智能校正和補償、功能計算、網絡通信等多種功能。但目前國內僅有少部分制造商達到這一階段,未能大規模普及。

  傳感器的另一個發展方向是微型化。在汽車電子化、智能化工程中,傳統傳感器的體積和重量大、成本高,應用受到限制,在此情況下,微型傳感器應運而生。

  微型傳感器不僅僅指傳感器的體積小、質量輕。就單一的傳感器而言,微傳感器是指尺寸微小的傳感器,如敏感元件的尺寸從微米級到毫米級、甚至達到納米級,主要采用精密加工、微電子以及微機電系統技術,實現傳感器尺寸的縮小;就集成的傳感器而言,微傳感器是指將微小的敏感元件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一塊芯片上而形成的集成傳感器;就傳感器系統而言,微傳感器是指傳感系統中不但包括微傳感器,還包括微執行器,可以獨立工作,甚至由多個微傳感器組成傳感器網絡,或者可實現異地聯網。

  就市場占有率來講,微型傳感器是目前最為成功并最具實用性的微型機電器件,目前,微型傳感器已在汽車應用和提高員工效率等方面積累了良好的應用經驗。其次,由于微型傳感器具有體積小、功能新、便于大批量生產、單件成本低等優勢,其未來市場前景也非常光明。

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