物联网产业的发展全靠智能传感器持续“输出”,未来增长市场多且广阔
近期,据知名市场调研机构Allied Market Research的数据显示,到2027年,全球智能传感器市场份额将达到1435.5亿美元,智能传感器拥有巨大的市场成长空间。
其中,物联网是智能传感器的强劲增长引擎之一,小型化、智能化的智能传感器加速推动物联网落地,同时物联网也为传感器带来更多的发展需求。
智能传感器成为工业物联网智慧中心
我们知道,传感器多年来一直是各领域里不受关注的基础设备,负责忠实地捕捉和传递信息,以供后续解读和行动。然而,科技的快速演进正在改变这一现状,赋予了传感器在本地或近距离进行数据处理的新功能。这种转变主要是应对物联网的边缘计算需求,以降低对云端集中处理系统的依赖。
微机电系统(MEMS)传感器展现了这一智能化趋势的一种引人注目的变化。MEMS传感器由夹在两块电容板之间的浮动物质组成,一直是工业、交通等多个场景的重要组成部分。近年来,这些设备在能耗、噪音以及体积方面有了显著改进,并且应用范围也更加广泛。
促成这一转变的关键因素之一是在传感器本身集成了应用特定集成电路(ASIC)。这意味着传感器现在可以直接执行机器学习任务,具备了唤醒、自由落体识别、六轴方向感知和数据融合等本地功能。因此,不需要将这些任务的数据发送到独立的处理单元,从而简化了系统并减少了响应时间。随着物联网结构愈加复杂,边缘计算的优越性变得更为明显,这种本地处理能力变得越来越关键。
功效是这种集成方案的另一个明显优点。降低能量消耗能够延长这些传感器所集成设备的电池使用寿命。此外,这也为更高效的能量回收创造了条件,从而进一步提升了能效。
随着更多的机器学习和人工智能技术被融入MEMS传感器中,我们可以预见这些设备将变得更加智能化。它们将提升对环境、情境和任务的感知水平,以便能够更加智慧地作出独立决策。这种对异常状况的识别、对自身定位的了解以及独立决策的能力,将彻底改变我们如何部署和利用传感器。
在物联网技术迅猛发展的今天,智能传感器已经站在了变革的前线。这些装备了内嵌式iSIM集成电路的传感器正在重新塑造物联网数据处理和决策的局面。
与传统的传感器不同,这些被动地捕获然后再转交给外部处理单元的数据。iSIM的集成改变了这一局面,使得传感器现在能够进行本地数据处理,从而减少了响应延时和对远端云处理器的依赖。
微机电系统传感器在这里尤其受益。这些在工业和交通应用非常广泛的设备,现在在能耗降低、噪音减小和尺寸缩小方面都有了显著进步。iSIM的加入进一步增强了这些优势,使得唤醒、自由落体识别以及六轴方向感知等功能能够直接在传感器上进行。
iSIM推动的智能传感器将成为物联网的决策中枢。这些先进的传感器不仅能够感知所处环境,还能识别异常状态并做出自主决策,为物联网的高效、灵活和智能未来铺平了道路。
总体来说,智能传感器的快速发展和逐渐普及标志着一个新的科技时代的到来。作为物联网的决策中枢,它们不仅优化了数据处理和传输,也推动了边缘计算的广泛应用。
物联网时代对传感器的发展要求
从19世纪60年代诞生至今,传感器的历史已经有150余年了,在移动互联网时代,手机的普及促进了传感器的极大发展,但也决定了很多类型的传感器是专为手机而设计的。物联网时代的“物”在对传感和连接的需求上与手机有很大的差别,所以也对传感技术提出了更多、更高的要求。总结来说,传感器在朝着高精度、小型化、低功耗、智能化等方向进化。
1、高精度、高质量
如果传感器收集的数据信息出错,那么相当于从源头上出错,后面一切数据的传输、分析、应用也就没了意义,所以传感器的精度和质量是保障物联网愿景的一道重要基线。想象一下,如果一辆智能网联汽车传感器的精度和质量不达标,这就意味着在意外情况发生的那几毫秒内系统无法做出正确决策,从而严重威胁驾驶员的安全。
2、小型化
随着以智能手机为中心的移动设备向多功能、高性能化发展,要求电路板内的部件数量更多、体积更小。因此,传感器正在逐渐采用集成化技术,以实现高性能化和小型化。集成温度传感器、集成压力传感器等早已被广泛使用,今后将有更多集成传感器被开发出来。
3、低功耗
手机上的微博、微信、视频、游戏,都是电量消耗的大户,我们也早已习惯了每天充电、出远门充电宝不离身的日子,但你能想象假如烟雾报警器、智能摄像头等互联设备也需要天天调换电池会是怎样一种蹩脚的情景吗?和手机不同,很多物联网设备地处人们不常接触的区域,所以对功耗有极致的要求,从而决定了传感器的功耗也要很低,否则运营成本太高。
4、智能化
随着互联设备的激增,数据呈现爆炸式增长,中心化的云端已经“不堪重负”,更重要的是,对于智能制造或智慧交通等应用场景,云端分析的延迟会使数据价值呈现“断崖式”下跌,于是,边缘智能开始兴起。
传感器是很好的边缘节点,用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体,使其成为具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备,这就是所谓的智能传感器。这种传感器具有自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力。这样,传感器在感知物理世界的时候反馈给物联网系统的数据就会更准确,更全面,达到精确感知的目的。
未来增长驱动力
智能传感器的需求增长驱动力主要包括:
物联网和工业物联网的日益普及
汽车电动化和智能化趋势
可穿戴消费电子产品的流行
传感器技术和MEMS制造工艺的进步
智能手机中各种传感器的用量越来越多(比如CMOS图像传感器)
工业自动化和智能制造的强劲需求
智慧城市、交通和楼宇的智能化
根据Allied Market Research报告,从2020到2027年,全球智能传感器市场将以18.6%的复合年增长率(CAGR)增长,2027年将达到1436.5亿美元。其中汽车行业是全球智能传感器最大的应用市场,约占四分之一。在2020-2027年的预测期内,汽车智能传感器市场增长率预计将达到21.7%。此外,可穿戴设备和健康医疗应用将为智能传感器带来短期的增长机遇。
从技术角度看,微机电系统(MEMS)占据了超过50%的市场份额。在预测期内,纳米机电系统(NEMS)有望成为增长最快的产品类型,但是MEMS技术仍将保持主导地位。阻碍市场增长的因素之一是,设备中的集成智能传感器会缩短这些设备的使用寿命。
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