目前,智能傳感器作為21世紀最具影響力和發展前景高新技術,正引起國內外電子信息界的高度重視。光電行業開發協會(OIDA)預測,智能傳感器的國際市場銷售量將以每年20%的高速度增長,智能傳感器將在工業自動化時代扮演更加重要角色。2015年傳感器市場規模將達1200億,在世界各國廣泛應用,未來,傳感器將會在工業生產中大有可為。
2015年傳感器市場規模達1200億
目前,傳感器越來越多地被應用到社會發展及人類生活的各個領域,如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。近年來,全球傳感器產業飛速發展。2008年,全球3000多家傳感器制造商的總銷售額為500億美元,而2010年世界傳感器市場規模達800億美元以上。隨著物聯網的高速發展,國內傳感器產業也迎來了黃金發展期。
據統計,至2015年,我國物聯網整體市場規模將或達到7500億元,傳感器產業將從中直接受益。2010年,我國傳感器制造業規模以上企業(年銷售收入500萬元以上)實現銷售收入440.27億元。據業內專家介紹,此后中國傳感器市場將穩步快速發展,在物聯網市場規模大幅增長的動力之下,2015年中國傳感器市場規模有望達到1200億元以上。
在政策的支持下,我國的傳感器技術及其產業也取得了長足進步。國內傳感器產業在“雙加工程”(加快力度和加快發展)的方針指導下,建立了中國敏感元器件與傳感器生產基地。目前,國內有三大傳感器生產基地,分別為:安徽基地,主要是建立力、光敏規模經濟;陜西基地,1990年2月成立了陜西省敏感技術產業集團公司,主要是以電壓敏、熱敏、汽車電子規模經濟為主要目標;黑龍江基地,主要以建立氣、濕敏規模經濟為主要目標。有業內專家指出,目前我國已有不少從事傳感器的生產和研發的企業,早在2009年底,敏感元件和傳感器年總產量已達到20億只,傳感器產品達到10大類、42小類、6000多個品種。
近年,流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器在我國的市場規模最大,分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%;壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現出成熟市場的特征。預計未來傳感器市場的主要增長將來自于無線傳感器、微系統傳感器、生物傳感器等新興傳感器。傳感器已進入人們的日常工作和家庭生活中,并已在國民經濟各部門以及國防建設中得到廣泛應用,為中國現代化建設作出了應有的貢獻。
傳感器在世界各國廣泛應用
◇韓國
2003年,韓國政府推出以無線傳感器為基礎的“U-Korea”發展戰略,通過建設“U-City”,將韓國所有資源數字化、網絡化、可視化、智能化。而松島,被看成全球智慧城市的模板。松島項目興建于2000年,共投資350億美元(約合人民幣2142億元)。
島上的聯網電力設施,實時為城市管理者提供當前電量的使用信息,還能幫助當地居民控制各自的電量使用情況;鋪設在公共道路上的信息傳感器,方便交管部門對交通信號燈的智能化管理,以降低交通擁堵和交通事故的發生,同時還能優化配置車流和人流;而電梯,只在有人乘坐時才會啟動。預計到2015年,松島將全部竣工,屆時全市住戶將達6.5萬人。
◇西班牙
在西班牙的桑坦德市,為減輕空氣和噪音污染,而發起一個名為“SmartSantander”(智能桑坦德)的建設項目,全市配置了約1萬臺電子監控設備,每臺設備都裝有兩個無線電收發裝置,以便與其他設備、GPS和傳感器進行通訊,對城市二氧化碳的排放、噪音、溫度、光線甚至特殊區域的停車位進行監控,亦或通過移動應用程序或智能信號司機可以輕松找到一個適合的停車場。在科技的幫助,桑坦德成為大規模傳感器配置的試驗城市之一。
再看巴塞羅那,紅綠燈上的傳感器,可向盲人手中的接收器發送道路預警信號;地上的停車傳感器,能讓司機輕松獲知哪里有空車位;就連垃圾箱也被安裝上了傳感器,用來檢測塔機箱是否已滿以及氣味是否超出正常標準等等。
◇美國
2009年,IBM提出“智慧星球”概念,引來社會各界的廣泛關注,同年9月,愛荷華州迪比克市與IBM共同宣布,將建設美國第一個智慧城市。迪比克計劃利用物聯網技術,將城市包括水、電、油、氣、交通、公共服務等在內的所有資源,進行數字化連接,監測、分析、整合各類數據,智能化地響應市民需求的同時,降低城市的能耗和成本,讓迪比克市更適合居住和商業發展。
迪比克先是將所有住戶和商鋪安裝數控水電計量器,其中的低流量傳感器技術,可防止水電泄漏造成的浪費,同時搭建綜合監測平臺,及時分析、整合以及展示數據。重要的是,迪比克市向個人和企業公布這些數據,意圖讓大眾對自己的耗能情況,有更清晰認識,加強可持續發展的責任感。
◇北歐
歐盟早在2007年,便展開一系列智慧城市的建設工作。以瑞典首都斯德哥爾摩為例,該市在通往市中心的道路旁邊,設置了18個監視器,通過射頻識別、激光掃描和自動拍照等技術,可對一切車輛進行自動識別,分時段對進出市中心的車輛收取擁堵稅,城市交通擁堵水平降低了25%,溫室氣體排放量減少了40%。
素有“自行車之城”的丹麥首都哥本哈根,為鼓勵市民乘坐二氧化碳排放量最少的軌道交通,利用統籌規劃,市民在自家1公里之內就能乘坐軌道交通,另外,除修建3條“自行車高速公路”以及沿途配備修理等服務設施外,該市還為自行車提供射頻識別或GNSS全球定位服務,通過信號系統保障出行暢通。
傳感器在工業生產中將大有可為
國內物聯網應用正在全面深化,工業界也在考慮把物聯網引入工業生產中,利用它獨有的數據采集等優勢,打造高度自動化的生產模式。據此,傳感器在工業生產中將大有可為。
與此同時,隨著生產自動化規模不斷擴大,利用傳統的傳感器無法對某些產品質量指標(例如,黏度、硬度、表面光潔度、成分、顏色及味道等)進行快速直接測量并在線控制。而融合智能技術的傳感器將可以很好的解決上述問題。
傳感器應用非常廣泛,工業生產各個組成環節都需要傳感器進行監控,并把數據反饋給控制中心,以便對出現異常節點進行及時干預,保證工業生產正常進行。
業界普遍認為,工業自動化的心臟是新一代高級智能傳感器,它讓產品生產線持續運行,通過低延遲和實時網絡,連接至高性能可編程邏輯控制器(PLC)以及人機界面(HMI)系統。