物联网关键技术 传感器市场大起底

　　传感器是物联网的“五官”，是用于采集各类信息并转换为特定信号的器件，也是科学技术发展的重要标志，与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱。近年来，伴随着技术的集成化趋势，传感器逐步走向模块化、微型化。

　　由于世界各国普遍重视对传感器投入研发，以及市场对传感器需求的增加，近年全球传感器市场保持稳步增长。2017年，全球传感器市场规模突破2000亿美元，达2075亿美元，增速达14.7%。

　　从市场分布来看，目前全球传感器研制生产单位超过6500家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家，日本有800余家。但GE传感器、爱默生、西门子、博世、意法半导体、霍尼韦尔、ABB、日本横河、欧姆龙、施耐德电气、E+H等美国、日本、德国的几家龙头公司占据主导地位，共占据近70%的市场份额。

　　与此同时，我国的传感器起步相对较晚，在高端传感器方面的发展落后于欧美日韩等发达国家，伴随着国内信息化飞速发展，同时国家将传感器技术列为重点突破的领域，我国正兴起新一轮传感器研发热潮。目前，已形成较为完整的产业链，材料、器件、系统、网络等方面水平不断完善，全国从事传感器研究的相关企业接近2000家，其中上市公司近30家，自主品牌达6000多种。

　　图源：图虫创意

　　传感器技术是物联网的关键技术

　　新技术革命的到来，使得世界正在从移动互联网向万物互联的新时代过渡，彼时，不光人与人，人与物、物与物之间都能实现互联，由此产生的海量数据将会彻底改变人们的生活，甚至重塑整个商业社会。而这其中，以传感器为核心的传感技术是数据采集的入口，是物联网的神经末梢，是所有系统获取数据信息的唯一方式和手段，也是实现大数据分析的基础与核心。

　　目前，物联网传感器已经渗透到诸如工业生产、农业种植、商业服务等各个领域，从智慧城市到智能制造，从智慧医疗到智能家居，传感器早已无处不在，并将随着各个领域的逐渐普及，迎来更大的发展。

　　在工业领域，自动化生产过程中，传感器是必不可缺的基础元器件，制造商要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，保障产品达到最好的质量。而且如果能进一步将传感器技术和物联网平台技术结合，还可能在设备出现故障之前就提前发现问题，这即是所谓的“预测性维护”，由此，制造商可以从被动服务变成主动服务，并由此开拓以服务为中心的新商业模式。

　　在传统农业中，人们获取农田信息的方式很有限，主要是通过人工测量，不但不够及时、精确，还会消耗大量的人力。例如，人们从很早就注意到了二氧化碳浓度、温湿度对食用菌等温室作物生长的影响，但基本沿用老办法，让工作人员每天去每个大棚里用检测仪检测二氧化碳浓度，然后开启风机，打开侧窗、天窗。但是现在，通过使用无线传感网络可以有效快速获取精确的作物环境和作物信息，如果能进一步将系统与天窗、风机等产生联动，将大大节省人力，提高效率。此外，在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、畜禽舍环境状况以及大面积的地表检测等方面，传感技术正在发挥着越来越重要的作用。

　　在智能穿戴领域，传感器可以辨别方向，导航，辅助运动，通过传感器随时随地测量、记录和分析人体的活动情况，用户可以知道跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间，甚至分析睡眠质量等。在医疗穿戴领域，健康预警、病情监控，借助传感器技术，医生可以提高诊断水平，家人也可以与患者进行更好的沟通。例如由血压传感器构成的可穿戴医疗设备，可以对用户身体数据进行追踪和监测，分析提炼出医学诊断模型，预测和塑造用户的健康发展状况，为用户提供个体化心血管专项贴身医疗及健康管理方案，同时也帮助家人关怀亲人的健康状况。

　　在智能家居领域，传感器同样发挥着巨大的作用。比如，热红外传感器可以检测到人体的存在，当我们在看电视的时候，离开电视机三分钟后，传感器检测不到人体了，电视机就自动进入休眠状态，再过两分钟要还没有人，就可以自动关机了。同理，传感器也可以在智能空调中起到作用，它能判断人在屋内的位置，并把空调的风向转向相应的对象。家庭安防也离不开传感器，在家里安装一个超声波传感器后，一旦有人进来，整个超声波波形发生改变，接受器就会及时发出警报。

　　目前，业内对传感器都有着共同的需求，即智能化、小型化、微功耗和低成本。具体来说：

　　智能化：在感知末端，传感器不再仅仅是一个转换元件，必须与MCU集成，能对采集信息进行加工和处理，按照一定的策略对信息进行采集、加工、判断、传输，同时达到一定的标准，以满足传感器的互换性;

　　小型化：要求其能藏身设备当中或不被人察觉;　　微功耗：部署位置和应用的多样性，要求传感器需要自带电源或者尽可能少消耗电源，所以，微功耗是物联网传感器的必备要求;

　　低成本：物联网的海量连接超出大众想象，只有低成本的传感器，才可能进行大规模的应用和部署。

　　以压力传感器和智慧城市场景为例，像城市供排水和消防监测应用，可用的工业压力传感器价格至少在15至25美元上下，对于海量应用来说其成本完全是不可接受的，在成本要求严苛的条件下，当下只能是有限使用或作为试点工程。

　　各类传感器的的出现, 为我们带来了全新的生活方式。而实现万物互联，都有赖各类传感器功能性融合和创新来实现，因此，要开发出更精确，小型化，低功耗和成本的传感器，才能满足需求。

　　传感器市场增长迅速，相关企业将率先盈利　　正如移动互联网市场博兴推动了半导体产业大发展一样，物联网市场的扩张也极大利好了传感器行业。

　　最新研究报告显示，全球物联网传感器市场预计将在2018年至2023年间保持33.6%的年复合增长率，整个市场收入规模将从52.8亿美元猛增至224.8亿美元。

　　业内预测，随着物联网产业发展，未来10年，物联网传感器市场规模将增逾300%。北美地区目前依然是物联网传感器最大市场。不过，凭借在工业生产、城市建设及消费级终端里的物联网推广应用，亚太地区传感器市场被认为将在2018年至2023年间保持最高年复合增长率。

　　“不断膨胀的物联网设备使用量支持厂商加大投入，突破了传感器尺寸、成本等方面瓶颈，从而大幅提升了传感器集成度。”一位行业工程师表示，各类不断成熟的新技术也对市场起了助推作用，例如3GPP Release 13和Release 14的引入提升了设备通信性能，而实时计算能力的引入则增强了物联网数据收集能力。

　　性能日益强大的传感器正让越来越多物联网应用推广开。这其中，垂直的工业物联网市场和汽车市场占物联网传感器市场最大份额。

　　各种传感器的使用有效支持工厂实现了预见性维护、全流程质量监控和新功能叠加。各类无人驾驶或远程驾驶终端也正通过对陀螺仪、加速计等传感器的大量使用，满足车辆定位导航和路径规划需求。　　近来三大运营商和互联网巨头们，围绕物联网组网技术标准争得热闹。但他们距离挖到第一桶金还有一段距离。而物联网产业链上先得到盈利回报的最可能是以意法半导体、德州仪器、英飞凌等为代表的传感器厂商们。

　　总结　　

　　传感器在发展经济、推动社会进步方面扮演着举足轻重的地位。世界各国都十分重视这一领域的发展。中国的传感器企业规模相对较小、高端技术领域待加强等，目前有很多亟待解决的问题，比如创新能力弱，关键技术受制于人，产业结构不合理等。

　　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。传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高，各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化，竞争也将日益激烈。