三大物聯(lián)網傳感器技術
1,、無線傳感器(UGS)
不管是在智能交通、智慧城市,、智能農業(yè),、工業(yè)物聯(lián)網,還是野外災害預防等領域,,人類想要做到對于物理世界的全面感知首先得確保感知層獲得的數(shù)據(jù)要全面和準確,,這也就是說物聯(lián)網系統(tǒng)需要根據(jù)應用的領域和具體的需求去布置大量的傳感器,甚至有需要時會采取飛機播撒的方式來進行大范圍布置,,這樣的話,,傳感器與物聯(lián)網系統(tǒng)就不可能采用物理連接的方式,而必須采用無線信道來傳輸數(shù)據(jù)和通信,。
2,、智能傳感器
智能傳感器是用嵌入式技術將傳感器與微處理器集成為一體,使其成為具有環(huán)境感知,、數(shù)據(jù)處理,、智能控制與數(shù)據(jù)通信功能的智能數(shù)據(jù)終端設備。其具有自學習,、自診斷和自補償能力,、復合感知能力以及靈活的通信能力。這樣,,傳感器在感知物理世界的時候反饋給物聯(lián)網系統(tǒng)的數(shù)據(jù)就會更準確,,更全面,達到精確感知的目的,。
在微電子學中講到,,集成電路的特征尺寸越小意味著該器件的集成度越高,運行速度越快、性能越好,,物聯(lián)網系統(tǒng)中傳感器的尺寸越小對于系統(tǒng)在布置時也意味著更加方便,、性能更優(yōu)。
MEMS(微型電子機械系統(tǒng)),,利用傳統(tǒng)的半導體工藝和材料,,集微型傳感器、微型執(zhí)行器,、微機械機構,,以及信號處理和控制電路,直至接口,、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng),。這種小體積、低成本,、集成化,、智能化傳感系統(tǒng)是未來傳感器的重要發(fā)展方向,也是物聯(lián)網的核心,。也因此,,MEMS傳感器領域成為相關企業(yè)布局的重中之重。
3,、無線自組網(Ad hoc)
說到這個無線自組網,,可能很多讀者會比較陌生一點,但是它的重要性不容忽視,。相比于傳統(tǒng)的網絡,,無線自組網采用的是一種不需要基站的“對等結構”移動通信模式,網絡中所有聯(lián)網設備可以在移動過程中動態(tài)組網,。
物聯(lián)網技術發(fā)展現(xiàn)狀
眾所周知,,傳感器作為物聯(lián)網的重要組成部分,承擔著數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)闹厝?。而傳感技術和芯片技術是物聯(lián)網的核心,。在過去,傳感技術不夠發(fā)達,,在感知層面做得并不好,,更不要說網絡和應用了,這是無法形成體系的一個重要原因,。在互聯(lián)網向物聯(lián)網轉變的過程中,至少有兩點制約影響了物聯(lián)網發(fā)展,,一是傳感技術,、二是研究方向。
目前,我國芯片,、傳感器,、操作系統(tǒng)等核心基礎能力依然十分薄弱,中高端傳感器進口比例達80%,,傳感芯片進口比例更是在90%左右,。很多廠商只能制造一些諸如煙霧報警感應設備等簡單的傳感器,原始創(chuàng)新能力與美,、德等發(fā)達國家相比,,也有很大差距。
北京信息科技大學自動化學院控制工程系副教授,、中國仿真學會智能物聯(lián)專業(yè)委員會秘書長吳迎年表示,,目前,物聯(lián)網概念在國內雖然一直很火,,但距離真正落地普及還有至少5到10年的時間,。物聯(lián)網主要由感知層、網絡層和應用層構成,,前兩者的核心技術是傳感器和通信芯片,,后者主要是操作系統(tǒng)和軟件。他認為,,未來5G網絡的普及應用,,能加速物聯(lián)網的發(fā)展進程。
物聯(lián)網發(fā)展從來離不開通信技術的進步,,更離不開網絡的發(fā)展,。從曾經的2G到現(xiàn)在的4G,以及未來的5G,,網絡對物聯(lián)網發(fā)展的重要性毋庸置疑,。吳迎年介紹,未來5G的網速會是4G網速的10~100倍,,實時流暢的網絡連接將導致傳輸延時大大減小,,能為萬物互聯(lián)提供更好的基礎通信設施服務。
總的來說,,目前物聯(lián)網在農業(yè),、交通、醫(yī)療,、物流,、工業(yè)、安防等許多行業(yè)都可以應用,。目前我國的物聯(lián)網發(fā)展,,在諸如交通,、醫(yī)療、家居等方面已經展現(xiàn)了一定的發(fā)展實力,,也出現(xiàn)了一批技術優(yōu)秀的公司,。但距離真正造福老百姓,真正方便大眾,,還有不小差距,,還要做很多努力。