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根據(jù)new的數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)傳感器占2022年出貨的所有傳感器的三分之一研究題上。現(xiàn)在，普通的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備配有四個(gè)傳感器。

5傳感器技術(shù)將在未來(lái)幾年改變物聯(lián)網(wǎng)傳感器格局，即1。更智能的傳感器;2.更省電的傳感器;3.軟傳感器和虛擬傳感器;4.傳感器融合;5.生物傳感器。

為什么重要?

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷滲透導(dǎo)致傳感器制造商面臨不同的技術(shù)要求(例如，超低功耗、更小的外形、預(yù)處理和連接)。

500億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器，并且還在增加

近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的興起與傳感器的興起齊頭并進(jìn)。平均來(lái)說(shuō)，連接了四個(gè)新傳感器隨著每一個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上線。目前大約有140億個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接，這意味著已經(jīng)部署了超過(guò)500億個(gè)聯(lián)網(wǎng)傳感器。物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因?yàn)檫@些傳感器從物理世界收集數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

2022年出貨的傳感器中有三分之一是物聯(lián)網(wǎng)傳感器，這意味著它們是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的一部分。根據(jù)136頁(yè)2022-2027年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場(chǎng)報(bào)告，的市場(chǎng)物聯(lián)網(wǎng)傳感器在2022年達(dá)到109億美元，預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)將以16%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng).

的市場(chǎng)基于MEMS的物聯(lián)網(wǎng)傳感器美國(guó)尤為強(qiáng)勁，2022年占全球傳感器收入的50%。這一細(xì)分市場(chǎng)中的領(lǐng)先公司有博世傳感器技術(shù)公司和ST微電子。

的市場(chǎng)圖像傳感器對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)也特別重要，因?yàn)槿齻€(gè)最重要的物聯(lián)網(wǎng)用例推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的采用，即機(jī)器視覺(jué)、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控?cái)z像頭和高級(jí)汽車駕駛輔助系統(tǒng)。這一領(lǐng)域的領(lǐng)先傳感器供應(yīng)商包括索尼和AMS AG。

5種趨勢(shì)傳感器技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場(chǎng)有幾項(xiàng)令人興奮的技術(shù)創(chuàng)新。在本文中，我們強(qiáng)調(diào)了未來(lái)幾年將改變物聯(lián)網(wǎng)傳感器格局的五大物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)趨勢(shì)。

1.傳感器變得越來(lái)越智能，可以充當(dāng)邊緣設(shè)備

傳感器變得越來(lái)越先進(jìn)。關(guān)鍵的物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)創(chuàng)新包括更高的計(jì)算能力和檢測(cè)來(lái)自多個(gè)離散傳感元件的信號(hào)的能力。業(yè)界將這些更先進(jìn)的設(shè)備稱為“智能傳感器”智能傳感器不是簡(jiǎn)單地將傳感器信號(hào)傳遞給價(jià)值鏈中的下一級(jí)，而是可以直接處理信號(hào)(例如，驗(yàn)證和解釋數(shù)據(jù)，顯示結(jié)果，或運(yùn)行特定的分析應(yīng)用程序);這樣，傳感器就成了邊緣設(shè)備。

最先進(jìn)的智能傳感器現(xiàn)在也將人工智能融入到他們的設(shè)計(jì)中。這些傳感器是為人工智能推理而設(shè)計(jì)的，具有許多優(yōu)勢(shì)，例如，可以立即做出決定，可以處理敏感數(shù)據(jù)，而不必將其發(fā)送到其他地方，也不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)被盜的風(fēng)險(xiǎn)。

例子:2022年1月，亞馬孫揭開(kāi)它的環(huán)形家庭安全玻璃破碎傳感器，利用人工智能技術(shù)和Syntiant NDR101BQQF神經(jīng)處理器直接在傳感器上檢測(cè)玻璃破碎。這種傳感器可以精確地探測(cè)到25英尺外的玻璃破碎事件，如窗戶被打碎或破裂，并當(dāng)場(chǎng)發(fā)出警報(bào)。

2.傳感器變得更加節(jié)能(例如，用于能量收集)

越來(lái)越多的傳感器使用可再生能源為自己供電，如太陽(yáng)能或動(dòng)能，從而消除了更換電池或其他電源的需要。這項(xiàng)創(chuàng)新提高了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性和壽命，特別是那些部署在偏遠(yuǎn)或難以到達(dá)的位置的設(shè)備。這些設(shè)備可以自我維持，有助于減少整個(gè)系統(tǒng)設(shè)置對(duì)環(huán)境的影響。

能量收集的使用導(dǎo)致傳感器設(shè)計(jì)的變化，通過(guò)以下變化使傳感器更加節(jié)能:

減少了形狀因素。使用小型超低功耗微控制器(如STMico STM8L)傳感器不會(huì)消耗太多能量。

I提高信噪比。為了節(jié)省能源，傳感器可以包括一個(gè)信號(hào)處理組件，用于過(guò)濾噪聲或干擾，以便有針對(duì)性地使用電源來(lái)檢測(cè)和測(cè)量實(shí)際信號(hào)。

示例: 對(duì)環(huán)境友好的 是專為室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的溫度和濕度傳感器。它由室內(nèi)太陽(yáng)能電池供電，這使得它可以在沒(méi)有電池或外部電源的情況下在建筑物內(nèi)工作。由于其節(jié)能設(shè)計(jì)和太陽(yáng)能電池的使用，該設(shè)備可以在黑暗中持續(xù)長(zhǎng)達(dá)30天。該設(shè)備通過(guò)LoRaWAN技術(shù)連接，這使得它可以使用最小的功率遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。這使得它非常適用于各種室內(nèi)環(huán)境，如辦公室、倉(cāng)庫(kù)或工廠。

3.軟傳感器和虛擬傳感器日益成為物理傳感器的補(bǔ)充

在某些情況下，安裝物理傳感器不切實(shí)際或成本高昂(例如，在復(fù)雜或危險(xiǎn)的環(huán)境中)。即將推出的替代解決方案包括軟傳感器和虛擬傳感器。

軟傳感器是一種計(jì)算算法，它基于其他現(xiàn)有的物理傳感器和算法/計(jì)算模型來(lái)估計(jì)難以測(cè)量的量的值，這些傳感器和算法/計(jì)算模型可以推斷出測(cè)量的量的值。

虛擬傳感器類似于軟傳感器，不同之處在于其值不是基于現(xiàn)有的物理傳感器，而是純粹基于算法/計(jì)算模型。

軟傳感器的例子:羅克韋爾自動(dòng)化公司的 預(yù)測(cè)質(zhì)量軟件應(yīng)用程序創(chuàng)建預(yù)測(cè)模型，使用來(lái)自儀器和實(shí)驗(yàn)室分析的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)過(guò)程和產(chǎn)品條件。這些模型基于歷史工廠數(shù)據(jù)，并作為推理傳感器來(lái)預(yù)測(cè)質(zhì)量參數(shù)(作為附加物理傳感器的替代方案) (環(huán)).

虛擬傳感器的示例:2021年，西門子開(kāi)發(fā)了一款口袋大小的edge計(jì)算機(jī)，可以連接到資產(chǎn)(如電機(jī))上，幫助計(jì)算虛擬傳感器值。例如，可以通過(guò)將最新的運(yùn)行電機(jī)數(shù)據(jù)輸入數(shù)字模型來(lái)實(shí)時(shí)計(jì)算溫度。該操作既不需要現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)也不需要任何其他實(shí)際傳感器讀數(shù)，因?yàn)樗蕾囉跈C(jī)器狀態(tài)參數(shù)和電機(jī)的虛擬模型(環(huán)).

4.圍繞傳感器融合的創(chuàng)新(尤其是自動(dòng)駕駛)

傳感器是自動(dòng)駕駛汽車的重要組成部分，因?yàn)樗鼈優(yōu)槠囂峁┲車h(huán)境的信息。車輛的車載計(jì)算機(jī)利用這些信息進(jìn)行導(dǎo)航和決策。自動(dòng)駕駛的三個(gè)關(guān)鍵傳感器包括激光雷達(dá)、雷達(dá)和3D相機(jī)(圖像傳感器)。各大汽車主機(jī)廠，如梅賽德斯、寶馬、沃爾沃和通用汽車，選擇了激光雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛的傳感器。此前(2021年之前)，特斯拉主要依靠雷達(dá)技術(shù)。然而，最近該公司開(kāi)始向特斯拉視覺(jué)(一種基于攝像頭的系統(tǒng))過(guò)渡，在2021年從Model 3和Model Y中移除雷達(dá)，隨后在Model S和Model X中移除雷達(dá)2022.

公司，包括索尼、Mobileye和Waymo，目前正專注于物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)創(chuàng)新，將攝像頭與激光雷達(dá)和雷達(dá)等其他傳感技術(shù)相結(jié)合，以改善其自動(dòng)駕駛解決方案的圖像分析。由于相機(jī)、雷達(dá)和激光雷達(dá)可以感知環(huán)境的不同特征，這種組合(也稱為“傳感器融合”或“冗余”)背后的想法是為系統(tǒng)提供更豐富的單一世界模型，以決定行動(dòng)路線或計(jì)算輸出?？偟膩?lái)說(shuō)，自動(dòng)駕駛汽車中的傳感器協(xié)同工作，提供汽車周圍環(huán)境的完整圖像，使其能夠做出安全有效的駕駛決策。

例子: 索尼依賴于在自動(dòng)駕駛應(yīng)用中使用帶有激光雷達(dá)或雷達(dá)的相機(jī)進(jìn)行物體識(shí)別任務(wù)的優(yōu)勢(shì)。例如，該公司目前正在研究一種結(jié)合相機(jī)和雷達(dá)的解決方案。這種組合可能有利于在夜間識(shí)別人和車輛。相機(jī)和激光雷達(dá)的組合有利于停車輔助功能，這需要高度精確的距離測(cè)量(環(huán)).

“只有當(dāng)所有的技術(shù)部件都被構(gòu)建為一個(gè)單一的集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)所有部件之間的協(xié)同作用時(shí)，自動(dòng)駕駛汽車才會(huì)取得成功。從硅到完整的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)——這就是Mobileye要做的。”

5.生物傳感器越來(lái)越成熟(主要用于醫(yī)療保健應(yīng)用)

近年來(lái)，生物傳感器和一次性傳感器技術(shù)已經(jīng)成熟，并已被醫(yī)療保健行業(yè)采用。生物傳感器研究的最新突破表明，這項(xiàng)技術(shù)在其他領(lǐng)域也幾乎可以上市。術(shù)語(yǔ)“生物傳感器”是“生物傳感器”的縮寫(xiě)生物元素與被測(cè)分析物相互作用，傳感器將生物反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。根據(jù)其應(yīng)用，生物傳感器也被稱為免疫傳感器、光學(xué)器件、共振鏡、化學(xué)金絲雀、生物芯片、血糖儀或生物計(jì)算機(jī)。

生物傳感器的例子: 雅培(公司名)自由泳是最商業(yè)化的葡萄糖監(jiān)控生物傳感器解決方案之一。自由式自由系統(tǒng)目前有超過(guò)300萬(wàn)用戶全球范圍內(nèi)。在2022年的Q2，阿博特?fù)?jù)報(bào)告的FreeStyle Libre系統(tǒng)的銷售額有機(jī)增長(zhǎng)超過(guò)25%。