为什么传感器掌握了物联网的未来?
传感技术的未来展望
传感器是一个多学科交叉的高技术领域,伴随着物理学、生物科学、信息科学和材料科学等相关学科的高速进展,未来传感器进展的紧要特点体现在以下方面:
(1)功能更加全面,并向微型化进展。当前,传感器研究的重要内容之一是能够代替生物视觉、听觉和触觉等感觉器官的生物传感器,即仿生传感器。随着微加工技术和纳米技术的进步,生物传感器将不断地微型化,各种便携式生物传感器将会出现。
(2)智能化程度更高,操作更简单。价格更便宜,使用寿命更长。传感器和计算机技术紧密结合,自动采集数据和处理数据。芯片技术将越来越多地进入传感器领域.实现检测系统的集成化和一体化。
物联网想要走得远,要看传感器的发展程度。不管是从机器间的信息协作、测量、分析到控制,都要靠传感器来搜集信息。谁掌握了传感器,谁就掌握了物联网的未来。而同时,中国想要在物联网甚至是工业物联网取得一席之地,传感器便是最适合中国的切入点。过去制造业与半导体产业的经验,将有效地协助中国在物联网的未来获得一席之地。如果没有传感器来检测压力、位置、温度等重要的生产数据,工业物联网也不会有今天的发展。基本上,工业物联网以及消费者物联网的成长,都伴随传感器市场的扩张,而传感科技的创新与研发也会刺激 物联网产业的潜力与发展力度。
传感器仍以工业产业为大宗,占据了 31% 市场
工业、自动化产业的传感器需求居高不下
自动化产业里的传感器使用比例越来越高,诸如连网汽车、自动驾驶汽车等都对传感器有很高的需求,占传感器市场的21%;医疗业对传感器的需求也有所增长,他们依赖传感器进行病患健康状况的监测与医疗诊断,目前占了传感器市场的12%。 不过,占据该市场最多的依旧是工业产业,直接占据了31% 。
工业应用通常会专注于产出高端产品而非高量生产,因此对传感器的需求偏向能在严苛工作环境下可靠、精准且小型的设备。随着机器之间的连结协作越来越精密, 传感器的任务也从被动监测,演化成主动探测预防型维护、资产控管与数据分析,协助增加生产效率 。
在自动化流程的领域中,流程控管、流程安全、作业管理与资产利用等系统,皆需要使用传感器来测量、分析与控制系统设置。将多个传感科技与软体分析工具整合,推动生产效能、可靠性与安全的信息传播会变得更快、更准确。最后,这个产业将迎来一个成本优化又能产出高端产品的工作环境。
现在,为了把握这股趋势,美国、英国与欧洲的企业正积极地与科技公司合作,收购专精于即时数据管理、资产管理与传感器设备的公司,企业之间的合并与收购在传感器市场形成旋风,就是因为这样可以不受某些进入壁垒的限制。传统传感器公司也乐于与新产业区块的企业合作,而科技制造业者也跳进了这场传感器之战。
这样的传感器市场并购趋势,会关键性地让我们导向比现在更互联、更自动化的世界。 在几个重大产业中,如制造业、物联网,随着自动化程度提升,传感器的使用也会更加普及 ,如此高度的市场需求以及商机无限的前景会吸引更多人加入市场。
传感器协助智能工厂实例:运用雷射传感器自动侦测液体,省下大把时间成本!
当计算机服务与数据被往上推至云端,物联网的结构性进化也将以设备作为地基,不只云端存有智能,连设备都要多一个能独立作业的大脑。在业界,已经有许多利用传感器管理生产流程、优化生产效率的创新方法。
装于大型器皿、桶子、桶仓的粉体与散装固体的即时标高测量、体积测量、质量测量一直都是业者的烦恼之一。要管理资产和流程,就需要非常精准的测量结果,然而大多时候这些物质的拥有者都必须手动测量这些数据,尽管有雷射科技的协助,仍然必须将流程完全停止,花上好几个小时才能得到结果。
不过,引入 5708 扫描器之后,业者即可在不间断工作的情况下进行这些测量,就算是难以用其他科技技术测量的粉煤灰或低介电质物质,也能确实透过传感器得到数据。这个扫描器甚至能模拟出固体物质的不规则表面,还能提供最小与最大标高、总体积,以及一个 3D 的视觉化模型。
另一方面,在长距离与大范围的温度控管上也必须依赖传感器。Yokogawa 设计的 DTSX3000 光纤检测科技就解决了这个问题。传统技术依靠多个监控摄影机、热电偶、电阻温度检测器或其他温度感应器,这些科技设备无论操作、安装或维护都很麻烦。Yokogawa 所研发的传感器则以每一公尺为空间单位,最多可用沿着光纤网路测量长达五十公里的温度。
有些传感器的研发,已经隐隐有了未来世界的影子。举例来说,一间以色列公司已经研发出全世界首件纳米科技“电子鼻”,可以闻出如炸弹、生物武器与毒素等国安威胁,且可以检测到即便是最微量的成分。该公司的 CEO Ricardo Osiroff 博士表示,这个可称为“芯片实验室”的纳米传感器,可以从气体、液体与固体样本中,探测出不同种类的化学威胁,像是炸药、生物武器等,效率大幅超出现有的技术,也完全胜过缉毒犬或其他缉毒动物的能耐。
物联网发展关键在于机器之间的协作,传感器就是其心脏所在
“传感芯片高速整合技术”可以任选不同特性的无线传感区块,组合成全新的传感芯片。例如芯片中心组合运动传感器、电容传感信号读取、省电低速处理器、蓝牙无线传输、电池电源管理电路,制作出“智能背包传感芯片”,当背包快速大幅移动时,即可能是登山者跌落山谷,可立即发出求救讯号给指定对象;芯片中心又组合形变传感器、电阻传感信号读取、RFID 无线传输、电磁波能量撷取电路,制作出“智能骨板芯片”,当受伤的骨板完全愈合,不再产生形变,就会发出讯号通知医生可以开刀取出骨板了。
国外大厂主要将传感器技术放入工业流程当中,中国则可以让这份技术更加贴近生活,交通、医疗、救援、穿戴式设备等都是值得投资的领域。 物联网发展的关键在于机器之间的协作与信息传输 ,而传感器在这些机器网络以及更长远的互联世界中,扮演了不可或缺的角色。
传感器四大应用领域分析
随着德国工业4.0的提出,世界范围内正在掀起新一轮的工业变革,被称之为第四次工业革命。实质上,工业4.0是指利用物联信息系统将生产中的供应,制造,销售信息数据化、智慧化,最后达到快速,有效,个性化的产品供应,包含了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。但是,要实现工业4.0,必须以物联网为基础,而传感技术和传感器则是物联网的基础。传感器在未来的人类生活中将在四个方面起到巨大的推动作用。
传感器作为人类感知世界的重要工具,正随着时代科技的发展而发展。以上所提到的四大应用领域,其实只是传感器在未来产业大发展中比较先行的区域,更多的应用空间正在等着我们去探索、开发。在以工业变革为引领的科技潮流之中,传感器将发挥越来越大的作用,并在更多的领域中获得应用与发展。