傳感器是一種檢測(cè)裝置,能感受到被測(cè)量的信息,并能將感受到的信息,按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出,以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。
如今,隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,各式各樣的傳感器被越來(lái)越多地應(yīng)用到各種物品當(dāng)中,全球?qū)τ趥鞲衅鞯男枨笠查_(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。但是,在這一次盛宴開(kāi)啟的前夜,業(yè)界又遺憾地發(fā)現(xiàn),中國(guó)似乎又落后了。
在傳感器這一概念“出現(xiàn)”之前,早期的測(cè)量?jī)x器中其實(shí)就有傳感器,只不過(guò)是以整套儀器中一個(gè)部件的形式出現(xiàn)。所以,中國(guó)在1980年以前,介紹傳感器的教科書(shū)叫做“非電量的電測(cè)量”。
傳感器概念的出現(xiàn)其實(shí)是測(cè)量?jī)x器逐步走向模塊化的結(jié)果。此后,傳感器從整套儀器系統(tǒng)中獨(dú)立出來(lái),單獨(dú)作為一個(gè)功能器件進(jìn)行研究、生產(chǎn)、銷(xiāo)售。
根據(jù)傳感器工作原理,可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類(lèi)。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng),將被測(cè)信號(hào)量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào),諸如壓電效應(yīng),磁致伸縮現(xiàn)象,離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。
化學(xué)傳感器則是以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器。近年來(lái),出現(xiàn)了利用各種生物特性做成的生物型傳感器,用以檢測(cè)與識(shí)別生物體內(nèi)化學(xué)成分。
嚴(yán)格來(lái)說(shuō)傳感器不算是一個(gè)單純的學(xué)科方向,因?yàn)楦鱾€(gè)學(xué)科都有研究傳感器的。依據(jù)新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象、化學(xué)效應(yīng)制造的新的傳感器,實(shí)際上是對(duì)別的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)研究成果的二次開(kāi)發(fā)。伴隨電子電路技術(shù)的飛速發(fā)展,越來(lái)越多的測(cè)量問(wèn)題集中到了傳感器這一環(huán)節(jié)上。最終,傳感器的性能決定了整套測(cè)量?jī)x器的性能。這是傳感器發(fā)展最重要的推動(dòng)力。
傳感器的市場(chǎng),其實(shí)是由應(yīng)用推動(dòng)的。比如,化學(xué)工業(yè)中,壓力、流量傳感器市場(chǎng)相當(dāng)大;汽車(chē)工業(yè)中,轉(zhuǎn)速、加速度等傳感器市場(chǎng)非常大?;谖㈦娮訖C(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的加速度傳感器現(xiàn)在技術(shù)較為成熟,對(duì)汽車(chē)工業(yè)的需求拉動(dòng)功不可沒(méi)。
MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是指可批量制作的,集微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。它體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高,適于批量化生產(chǎn),易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化,同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。
2谷歌研發(fā)無(wú)人駕駛汽車(chē)
谷歌已經(jīng)花費(fèi)了五年的時(shí)間來(lái)研發(fā)無(wú)人駕駛汽車(chē)。這些汽車(chē)上已經(jīng)沒(méi)有了加速踏板、剎車(chē)踏板和后視鏡,而是通過(guò)內(nèi)部的傳感器和車(chē)載電腦來(lái)控制汽車(chē)的運(yùn)行。在各類(lèi)傳感器的幫助下,過(guò)去屬于人與人之間的互聯(lián)網(wǎng),延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間。
1999年,在美國(guó)召開(kāi)的移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)國(guó)際會(huì)議就提出,“傳感網(wǎng)是下一個(gè)世紀(jì)人類(lèi)面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇”;2003年,美國(guó)《技術(shù)評(píng)論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來(lái)改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。
2005年國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005:物聯(lián)網(wǎng)》。該報(bào)告指出,無(wú)所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時(shí)代即將來(lái)臨,世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過(guò)因特網(wǎng)主動(dòng)進(jìn)行交換。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。
美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè),到2020年,世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù),跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比,將達(dá)到30比1,因此,“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的通信業(yè)務(wù)。
M2M就是把物與物聯(lián)系起來(lái),以達(dá)到人與物、物與物的實(shí)時(shí)交流,是物聯(lián)網(wǎng)的最直接實(shí)現(xiàn)方式。
M2M技術(shù),可以在運(yùn)輸過(guò)程中確保昂貴貨物的安全,可以為運(yùn)輸中的冷藏貨柜監(jiān)測(cè)位置和溫度,可以遠(yuǎn)程診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài),車(chē)主還可以實(shí)時(shí)接受導(dǎo)航和交通信息。
根據(jù)AT&T的評(píng)估,到2020年,全球M2M的連接數(shù)量將達(dá)到500億。實(shí)際上,隨著M2M解決方案的日漸成熟,通信、傳感設(shè)備成本的下降,物聯(lián)網(wǎng)將逐步滲入各個(gè)行業(yè)。