孙崑泉：传感器技术对物联网产业的发展和影响

      10月28日消息，2010中国国际物联网（传感网）大会今日在江苏无锡召开，大会主题是“迎接智能时代”。 

      

      以下是村田中国区副总裁孙崑泉演讲实录：

      孙崑泉：大家好，今天非常高兴跟大家分享一下传感器技术对物联网产业的发展和影响。我想说，大概在座很多同事还有不太了解村田公司。村田公司是一家日本公司，总部设在日本的京都，它是全球最大的电子器件供应商。这个概念我不需要用量化解释。比如说你今天打开任何手机，低端或者是高端的，或者你打开任何笔记本的电脑，打开任何Nobel，你会发现有很大的比例，5%、10%我不能给它定量都是由村田公司出来的。大家现在要问了，你这个电子器件究竟包括了哪些东西？包括了无元其间、无线晶聚模块，当然也有我们今天在这儿讨论的传感器。

      我谈传感器之前，首先先跟大家谈一下物联网的一些简单的东西。互联网已经在我们当中起了巨大的作用，大家从今天上午刚才的演讲的当中都听到，它是我们生活当中不可缺少的一部分。它是解决了人和人之间的纠纷。物联网已经逐渐走入了我们的生活，它解决的是人和物、物和物之间的纠纷。

      人们又要问了，物和物之间怎么沟通呢？第一个问题，你怎么能感知到物的存在，能够采集到物质的性质、物质的信息，从而产生有线或者是无线的方式，通过网络的传输。当然了网络的传输，网络网络的中国电信或者是中国移动都谈的是网络层面。我这边不谈网络层面，我只是说把原始信息采集过来，通过短距离无线接受器传到网络上去。

      关于对信息的采集大家也看到很多，一部分通过FID。FID是什么概念呢？它是一个无源概念，它是被动的概念。你把信息输入到FID，然后贴到感兴趣的物体上，然后进行跟踪，然后用读码器把信息读出来，再传到信息中心。传感器不一样，它是感知到你信息的变化和这些信息的存在。这些信息的变化是瞬息万变的，我认为可以把它定义成有为的。

      今天我在讨论传感器之前，我想简单把物联网按照我们感兴趣的领域，给简单地说一下。按照我们的定义，因为这个物联网的领域始终在改，包罗万象。比如说有智能电脑，有智能医疗，智能工业，智能大楼，还有物流。传感器技术实际上物联网关键物件之一。在硬件上实际上是很少的一部分，他都是服务的。但是你没有这么很小一部分的硬件去感知原始的信息，你没办法实现。那也就是说，传感网技术实际上使物联网成为了可能。

      既然我们说传感器技术采集原始的信息，因此把传感器一些最基本的概念、最基本的材料、最基本的技术和最基本的应用跟大家说一下，这样就是说，我今天在这里发言，跟以下发言有所不同的地方。不管怎么样，我走到最底层，怎么采集原始的数据。 

      中间我们看一下，中间圆圈代表制作传感器的材料及其工艺。这个材料用手指压一下就产生一个电信号，或者你使一个电信号它可以做机械运动，当然我们可以用相应的硅工艺。中间这一部分作为传感器的材料。用这些材料我们可以做出最外圈所有传感器的产品。顺带说一下，传感器的产品远不止我在这里罗列，因为它有很多，如果列出来，大家因为太多而搞糊涂了。我们用这些传感器用来感知中间橘黄色的物理量，这就是我们用传感器去做的事情。 

      举个最简单的例子，最上方是超声波传感器，它主要是用量测距离的。超声波传感器有很多的利用，大家都说开车，后边有一个物体滴滴响了，后边有一个人过了也滴滴响了，这就是传感器。

      最右下方叫做磁性传感器，它在很多地方都有应用。这个器件是用来检测你开关的状态。我们的手机打开之后是开了还是关了，它能检测出来。我们家的电冰箱、洗衣机开了还是关了，它都能检测出来。最有用是在安全检测系统上。家里都有窗户，开了窗，会发一个信号，你的窗户开了，马上告诉你的控制系统，窗户开了，你意识到没有。

      这里面给大家介绍了传感器的技术。

      这些是说的具体一点他的利用。

      第一个利用红外传感器，它用来做环保电视，目前索尼已经把这个叫做红外传感器应用在他电视上，我记得在国庆节，也就是说在这个月初，海尔也把这个用在他的电视上。它的原理是什么呢？我在看电视，如果我走了，三分钟没有移动，他检测不到人体的存在，电视自动关闭，节省了能源。同时这个电视里还有光传感器，它可以感知到周围光亮度的信息，从而传递给电视，电视可以调节它的亮度。当然你从节能角度说，它是否节能呢，也未必。但是对眼睛舒适程度，它是有很大好处的。

      右边是智能空调，也装了红外传感器，只要检测到我进了屋，我身体发出的红外线被他检测到，他就把风速、风向调整为存在的风向，这样又可以舒适，又可以达到节能。传感器目前按我们所知道的，最大的应用是在汽车上。一个豪华汽车上大概有超过两百个传感器。一般汽车上，也有几十个。

      我就不把这些传感器一一罗列了。温度传感器，我们汽车里边温度调高一点，比如说调到27、28度，冬天调到20度。你靠温度传感器进行调控。

      这里面用的最多，特别使在中国，那就是超声波传感器。它发生的超声波碰大墙，根据这个光送到墙那边反射回来，它有时间，你就知道距离远近。这里面告诉你的是传感器的检测意义。大家都看到这个物联网最后要变成什么呢？就是说无处不在。这个无处不在谁去检测？谁去采集这个信息呢？那就是要通过传感器去采集，也就是说，传感器要无处不在。要想做到传感器无处不在，要对传感器这个产业提出很大的要求。

      第一成本，如果贵了，没人买得起就无处不在。第二个是响应时间。第三个是精确。你采集到的信息，一定要精确。如果你不精确，到控制中心、数据中心进行处理，得出的就是乱码，不是乱码，是有用的码，但是比乱码还难做。第四可靠性。我一个传感器发射到东北，冬天零下好几十度，你传感器还能活下去吗？所以对传感器可靠性提出非常高的要求。我们谈信息处理，信息处理采集原始数据是对的，我们就保证原始数据是对的。

     现在我们怎么能做到这些，并把它做到无处不在？我们要做小型化。其中一个是微系统技术，另外一个是纳米技术。我们在很多企业需要采集不光是某一方面的信息，是很多方面的信息，我们需要很多的传感器给它放在多传感器系统里面。再一个是智能传感器，刚才已经谈了云计算，云计算量太大了，原始的数据送到研究中心去进行这种计算，运算量特别大。世界上万世万物采集到的信息，都输入到计算机里面去，可能没让它进入。

      怎么办呢？我们在传感器的同时，我们芯片把必要的信息进行处理，然后送给网络那些他需要简单进行硬性处理的信息。说了这么多，信息要送出去要采用什么方式呢？要采用无线通讯方式。如果我们把我们的传感器放在供电供不上的，我们今天可以用低能耗的来源去做这件事情。但是电池你要估算。一个研究方法是能量自给性，让我们的传感器和无线传输系统始终处于工作状态。

      第二张幻灯片里提到智能电网。智能电网在这一张图上你看是把电网、互联网，还有无处不在的传感监控系统都给放在一起。当然实现一些有效控制。这里面有很多电力的专家，我不是电力专家，所以我不再多说这方面的东西。

     今天我想多说的，在这张图里讲的智能家庭。智能家庭我们看这张图里面有智能电表、蓄电池，中间两个是空调机还有家电。这个空调机我不知道大家有法国统计过。空调机它要耗用家庭里的60%到70%的电，其他只耗30%的电。我们有没有解决方案，在空调机的右上边。

      这是典型的例子，你看洗衣房有洗衣机耗电，左边是洗手间，右边是厨房，卧室里还有空调、电视在耗电。我们想办法怎么达到节能的目的。我们用这个叫Zigbee，就是承担网络结点的无线的这么一个模块，把它放在家庭耗能比较厉害的这些地方，然后感知到你耗能的情况，然后传回网络控制中心，最终由网络决定如何节能。整个电网是根据它最大电能的消耗来设置的。比如说早晨五点到九点，冬天的时候他是最大的油耗，然后在夏天的时候是五点到六点，他耗能是最保准的。整个电网的设计，一定要满足高峰耗电量。如果我们跟电网签了一个系统，在早晨的时候，你每十分钟你就关掉你家这个空调，我们就会节省10%。十分钟和一分钟你感觉不出差距。在夏天用空调最高峰的时候，每十分钟你关掉一分钟，所以有了这个才是正确的方法。怎么关呢？这个电力公司一定要采集到最原始的信息。

      这是从空调的角度。这个是家电。这里面有电视机，有计算机，然后有洗衣机。我们在每一个这个电器上面都装了无线模块，然后给一个最原始的信息，然后给控制单元，然后发给控制中心，从而达到控制效果。刚才那两张图片，我们把无线模块装在空调、通风上，既然它实现远程控制，我六点钟回家，我五点钟就把它设置一下。这个是可以实现的。另外家里面要条件好一点，否则他没办法利用非常难操作的系统。给你一个电话，你在网上把手机设置好，这些都是可以的。

     刚才说了很多，我说我们把所有这些温度的信息、湿度的信息、亮度的信息，我们都送给各个单元，各个单元送给网络中心，它是通过什么去做的，实际上村田提供了这么一个解决方案，也就是说无线传感网络结点，所有采集到的信息，都通过这个结点，获得3G、4G以及其他网络上去。简单说了一下，这里面尽量让它的技术成份越低越好，它包括了一个蓝牙芯片，也可以用Zigbee芯片，同时可以用MCU芯片，剩下你就是把你愿意用的传感器加进去，从而形成多传感器，它有无线传输的功能。这个解决方案已经在美国写字楼的公司里应用进去了。如果你们愿意的话，可以跟你们分享一下这方面的信息。

      智能医疗，我们可以用传感器可以把心电图的信息，血压、血糖、脉搏，以及你走路的信息，传给你的网关，这个网关，这个手机其实是从别的地方得来的图象，并不是我给诺基亚做的广告。另外传感器是智能药片。这个药片吃到肚子里不会化，它在肚子里能感觉出你PH值，然后传到你手机里面，从而跟医院护士中心联系，这个是在治疗领域上的应用。

      另外我只想在这里跟大家分享RFID市场的信息。到2015年，整个物体的标签要有一万个亿。你想象一下，物联网到那时候真的是有点无处不在了。别的我就不愿意多说了。

      最后我想谈一下智能工业控制。机器人是智能工业控制当中的一部分。村田用他最先进的传感器技术、无线通讯技术和二次能源技术，做出一个村田顽童，并评为21世纪最好的发明。他可以直行，可以倒退，可以站立不停，还可以骑自行车。他还可以走S型的独木桥。两年之后他的妹妹村田婉童骑着独轮车。前不久在世博会做的表演。

      传感器采集到的信息通过无线传输的方式送到网络上，最终我们要实现环保。

      结束语：村田用其最先进的传感器及无线通信技术，全力支持中国物联网事业的发展。谢谢大家。