物聯網智能傳感器的產業應用與發展
責任編輯:editor005 | 2017-11-23 13:51:12 本文摘自:stpi.narl
一、智能傳感器在產業的應用
智能傳感器的零組件包含:感測組件(Sensing Element)、模擬數字轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)與模擬接口電路(Analog Interface Circuit)。此外,相較于傳統傳感器,智能傳感器具有一個或多個智能的功能,例如:自我辨識(Self-Identification)、自我測試(Self-Testing)、自我驗證(Self-Validation)、與自我調適(Self-Adaptation)等。目前智能傳感器常應用在壓力、溫度、影像信號(Image Signal)、震動、加速度、與位移等數值的量測。
智能傳感器發展備受各方關注,因智能傳感器能進行復雜性的實時量測,且能自行做出決策,以實踐自行診斷與修正。因此,智能傳感器的應用領域相當廣泛,包含:消費性電子業、汽車業,航天與國防業、工業、醫療業、結構健全性監測(Structural Health Monitoring)、智能家庭,及大樓自動化等,以下闡述各領域智能傳感器的應用:
(一) 大樓自動化:照明控制、門禁控制、空調(HVAC)系統控制、追蹤機器的健康狀況、氣候控制系統(Climate Control System)、電力監測(Power Monitoring)、數據中心監測及消防安全。
(二) 工業控制:資產管理、過程控制與監測、環境照護、能源管理與設備健康監測。
(三) 航天與國防業:邊境保衛、周邊防護(Perimeter Protection)、戰地信息與實時情境感知(Situation Awareness)。
(四) 消費性電子業:智能電視、智能手機、平板計算機、筆記本電腦、個人計算機與計算機外設設備。
(五) 醫療業:管理慢性病患者、自動化智能醫療裝置,與早期預測健康問題。
(六) 結構健全性監測:航天結構、復合材料、土質工程技術(Geo-technique)、采礦/石油/天然氣勘探與開采、土木工程結構與文化遺產古跡。
(七) 自動駕駛:輔助停車、輔助倒車、車道偏離警告、智能主動車距控制巡航系統(Intelligent Adaptive Cruise Control)與偵測疲勞駕駛。
二、智能傳感器的專利發展:
(一) 專利發展:在2013至2017年間,受惠于政府基金與企業對智能傳感器的興趣與支持,智能傳感器技術的專利申請件數每年穩定地增加,2016年申請件數更是創下279件的新紀錄,可見該領域的技術創新發展興盛。Frost & Sullivan預測,短期至中期的專利件數仍將持續快速成長。
(二) 專利特征:集中在制造業、小型制造業,具有低功率、大規模通訊的功能。
(三) 專利分布: IBM、Google與Intel Inc.等國際電子業巨頭,透過內部研發、收購與交互授權(Cross License)致力于研發專利。以地區別來看,專利申請量最多是中國,其次是美國與韓國。亞太地區是電子制造業的樞紐,亦是技術開發的重要地區。
三、物聯網智能傳感器應用案例
ABB公司開發的智能傳感器ABB Ability,讓使用者可利用特定網站或智能手機監測低電壓馬達的運作情形。其精巧的無線設計,可以貼附在馬達設備上,將馬達震動、溫度、與耗能等數據傳送至云端,進行數據分析及信息掌控,一旦參數偏離標準值,智能傳感器就會發出警報通知操作人員,以達到持續監測與實時因應的目標。ABB Ability智能傳感器亦可讓操作人員在電機設備發生故障前,就能采取預防措施,確保馬達保持健康的狀態,其帶來的效益包含降低70%的馬達停機時間、延長30%馬達壽命并節省10%的耗能。