下一個十年的C位:物聯網產業全景分析

莊子將萬事萬物和人平等對待,打破“以人們為核心”的束縛。假如說互聯網是以“人的追求”為核心構建的,那么物聯網,則真正實現將人與萬物並排,完成人與物,物與物的網絡溝通。網聯天下,智慧萬物便是物聯網的最終目標。

1物聯網是什么?

有的人說,物聯網便是感應器;有的人說,物聯網便是5G,NB-IOT;還有的人說,物聯網便是大數據;也有的人說,物聯網便是智慧地球,智慧城市,智能交通,智能家居;也有的人說,平安城市,天網工程,雪亮工程便是物聯網;甚至還有的人說,物聯網和人工智能差不多。

物聯網的概念最早於1999年由美國麻省理工學院提出,英語名叫InternetofThings,即“物物相連的網絡”。從物聯網的實質來看,物聯網是把任何物體的任何測量量,變為一串數字,隨後利用網絡傳輸出去,展開分析解決,隨後支撐相關應用的數據交換過程。

2物聯網感知層技術發展的趨勢

物聯網有別於互聯網的本質在哪裏?

對,是感知層。感知層的前提也是感應器。

其實,感應器大家每天使用,手機,車輛上都有大量感應器。

上世紀50時代,在歐美等國的軍事技術、航空航天領域的試驗研究環節中,傳感技術開始發展。

20世紀70年代開始,運用半導體、電介質、磁性材料等固態元件的一些特點,運用熱電效應、霍爾效應、感光效用,各自制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器等。這便是固態感應器時代。構造感應器和固態感應器均屬於模擬傳感器階段。70年代末,隨著集成技術、微電子技術及計算機技術發展,出現集成傳感器。集成傳感器作用多,成本低,特性優良。這個階段傳感技術開始從模擬向數據方面發展。

20世紀80時代,微型計算機技術與檢驗技術相結合形成了智能傳感器。一開始,把信號轉換電路和微計算機、存貯器及接口集成在一個芯片上,和感應器結合在一起,便是智能傳感器,具備檢驗、數據處理及其自適應力。90時代後,智能化測量技術促進感應器自身完成智能化,具有了自診斷作用、記憶功能、多參數測量作用及其聯網通訊功能等。

在20世紀90時代,傳感器網絡網絡技術慢慢完善。傳感技術發展曆程如圖所示。

進入21世紀,計算機技術的迅猛發展,大幅提升了信息處理效率。LTE、5G的NB-IOT等無線通訊技術迅速發展,提高了信息傳輸的效率。感應器新材料、新工藝、新應用的不斷出現,檢測技術、控制系統獲得了發展,數據采集能力、測量精度和穩定性獲得了壓根上的提升;此外,感應器在進一步小型化、網絡化。幾類趨勢合在一起,推動了物聯網感知技術的進一步成熟,如圖所示。

當代感應器正從傳統單一作用向著一體化、無線化、網絡化、智能化、系統化、小型化、智能化、多用途化、光機電一體化、無維護化的方向發展,此外,傳感器的功耗將越來越低,精度和可靠性將愈來愈高、檢測范圍將越來越寬。

受益於5G基本通信網絡的建立,受益於物聯網終端類型的持續增長,受益於物聯網各場景應用的需求猛增,有權威部門預測,到2025年,全球物聯網連接數量達1000億次。未來10年,物聯網將有上萬億的行業,其產業規模將比互聯網大多倍。前景如此豐厚!

進到物聯網時代,為了配對各種應用領域,傳感lpwan nb iot技術呈現出了下列新發展的趨勢:

(1)開發和運用新的傳感器材料

傳感技術更新換代的主要驅動力便是新材料的應用。新型的光電傳感器的敏感材料,具備檢驗距離遠、分辨率高、回應快、檢驗物件范圍廣等特點;生物敏感材料因其選擇性好、靈敏度高、成本低,在食品、制藥、化工、醫學檢驗、生物醫學、環境監測等方面有著廣泛應用前景;新型的納米材料推動了感應器向微型方位的發展。隨著將來物聯網應用領域的持續擴寬,大家可能開發出大量優質的感應器新材料,新材料的應用水准可能不斷提高。

(2)提高傳感器的集成度

感應器集成度的提升有兩個方向:一個是在同一個芯片上集成許多類別的感應器;另一個是感應器與後續其他功能電路的一體化。這倆方位,都是感應器的多功能化方位。一個多感應器集成的芯片,能夠檢測的參數,由點到面到體,能夠實現多維參數的圖像化展現。如醫學臨床中使用的一種感應器,芯片尺寸僅是2.5mm×0.5mm,可同時快速檢測出一滴血液中Na+、K+和H+等多種離子的濃度。一個將傳感檢驗作用與放大、計算、影響賠償等功能集成在一體的感應器,具有了很好的自適應性,在機器人工業上,獲得了大量運用。

(3)無線網絡化

無線網絡技術與傳感技術的融合便是無線傳感網技術。在網絡中,感應器作為一個搜集各種測量量的節點,如溫度高低、濕度的轉變、壓力的調整、噪音的調節。多個節點組成一個網絡。每一個傳感器節點可以看作是一個迅速計算的微型計算機,將感應器收集到的信息轉換成為模擬信號。節點與節點之間可以彼此通訊,還可以和中央處理中心開展聯絡。傳感器網絡網絡是由多學科高度交叉的新興熱點研究領域。隨著在工業、農業、軍事、環境、診療、智能家居、智慧城市等領域應用需求的增加,感應器的無線網絡化運用將會越來越完善。


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