万物互联智领未来,传感器行业迎来新风口

传感器作为现代科技的前沿技术,与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。全球各国都极为重视传感器制造行业的发展,投入了大量资源予以支持。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。

物联网时代,智能传感器将大有可为

中国的传感器产业相对落后,但随着物联网需求的增加,目前国内传感器呈现一种高速增长的态势。据统计,2017年中国的传感器市场规模为2070亿元,预计到2021年将增至5937亿元,未来五年中国传感器产业年均复合增长率约30%,远高于全球平均水平。我国的传感器发展大致分为三个阶段,以利用结构变化感知信号的结构型传感器;以半导体和材料组成的固体型传感器;以具有信息交换、处理能力的智能传感器,这也是物联网时代最有前景的传感器类型。

万物互联智领未来,传感器行业迎来新风口

智能传感器具有高精度、成本低、功能多样化、自动化强等特点,它是一种具有信息处理功能的传感器,是传感器集成化与微处理机相结合的产物。在很多物联网场景下的传感器都具有智能传感器的特点,未来物联网时代,智能传感器将是市场主流。

传感器的类型有上万种,智能传感器亦是如此,一个良好的智能传感器是由微处理器驱动的传感器与仪表套装等组成,智能传感器能将检测到的信息储存起来并处理这些数据,从而创造出新数据。智能传感器实现物联网的关键技术之一,它在工业、农业、医疗、交通等领域将发挥巨大作用,在未来的传感器市场上,智能传感器的比重会越来越大。

无处不在的传感器

回顾传感器的发展历程,可分为三代传感器:第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号。第二代是固体型传感器,由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,利用材料某些特性制成。第三代是智能传感器,由微型计算机和检测技术而成。

据介绍,传感器是物联网的基础元器件,具有微形化、数学化、网络化、多功能化这四大特点。可作用与感知信号,将各类信号转换成模拟电信号,模拟信号再转换成数字信号,然后对数字信号做出处理,给出判断来控制设备运行。

万物互联智领未来,传感器行业迎来新风口

传感器有以下的应用领域:

一、计算机视觉

图像传感的基本原理是将图像明暗转变成电信号,基于点阵的CCD或CMOS,硅可以把光子转换成电子,并集成电路进行模数转换成数字信号。

可应用在人脸识别上,例如,在北京的一些公园里,管理人员发现厕所的纸巾总在早上开园不久后,就很快用完。原来是被一些晨练人员拿走了。于是“公园厕所手纸系统”应运而生,通过图像传感识别,每一张人脸只能用5格纸巾,避免纸巾的浪费。

二、声音传感

声音传感感知振动后,转换成电容的变化,电容变化再转化成电信号。可用于声纹识别,例如在复杂背景中识别特定人的声音;AI语音可准确捕捉语音指令,是语音驱动设备的技术基础;还有AI语意可便于分析语音背后的语意。

三、智能手机上的传感技术

感知静磁场起指南针作用,应用与地图的南北方向指示;扫描二维码;重力传感,用于手机上下方向的指示;射频电磁波传感,把电磁波转换成电压信号。

三、汽车上的传感技术

传感器技术是汽车电子的关键核心技术之一,各类传感器技术为驾驶安全提供可行性,如:

1、霍尔效应管:通过感知磁场在半导体里产生的电流,来测量转速。

2、汽车微波/毫米波雷达传感器利用目标对电磁波反射来发现目标并测定其位置,从而进行精确定位。

3、引擎温度传感器:PN节正向压降随温度而降低的特性可使PN结作为测温元件,可用于水箱检测。

4、倒车摄像头,应用与倒车安全。

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四、智能体育的传感器

可利用霍尔效应传感器、陀螺仪应用在自行车健身器材里;利用图像识别和处理,应用在对跑步距离、传球等的统计;利用EMES传感技术,应用在智能网球、智能划艇上;利用图像传感,应用在边线球判断、智能高尔夫上;利用感光二极管,应用在激光枪上。

五、智能医疗的传感技术

利用压力传感器感应脉搏变化;利用红外光传感,应用在体温检测上;利用压力传感器、欧姆定律,进行体重、脂肪比例测量;利用振动传感应用在跑步手环,测量步数;利用高频振动传感,应用在超声波成像、脑溢血预防上;利用高速图像传感,进行远程手术。

随着5G的发展,相信5G带来的传感技术将会遍地开花,例如VR/AR是图像传感器;智慧城市则需加强对大气污染、水污染等的检测;无人汽车需发展高精度导航、转速;智能家居则是语音传感等等,这些都离不开传感器的发展。

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