得益于物联网技术支持,智能家居产业得以快速发展,产业概念逐渐落地。在传统家居像智能家居过渡的同时,我们的生活正被智能团团包围。熟悉物联网的人都知道,此产业链可细分为标识、感知、处理和信息传送4个环节,而处于几大环节中底层的标识(信息采集)与我们生活为贴近。在利用信息的过程中,首先要解决的问题就是要获取准确可靠的信息,而传感器就是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段,其扮演着不可或缺的角色。作为物联网的子行业,智能家居也是物物相联的互联网络。
有人将传感器比作智能家居网络的神经末梢,因为智能家居系统是通过各种类型的传感器,获得家居环境的实时数据,并调用家电设备,利用负反馈的控制系统,保持家居系统始终处于使人感觉安全、舒适、环保的状态。所以在标识环节中,传感器的作用不可小觑,而在物联网的每个环节中主要涉及的关键技术包括传感器、射频识别、传感器网络、网络通信等几大类技术,本文将从传感器技术为切入点,进行传感器技术、应用用与市场剖析。
1、传感器技术
首先,我们不得不了解下什么是传感器?国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。对于搞技术的人来说,传感器是熟悉不过的名词,其负责物联网信息的采集,是物体感知物质世界的“感觉器官”、是实现对现实世界感知的基础、是物联网服务和应用的基础。传感器通常由敏感元件和转换元件组成,可通过声、光、电、热、力、位移、湿度等信号来感知,为物联网的工作采集、分析、反馈原始的信息。传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。随着技术的发展,新的传感器类型不断产生,应用领域也越来越广泛。传感器技术的发展与突破主要体现在两个方面:一是感知信息方面;二是传感器自身的智能化和网络化。
2、传感器在智能家居中的分类
智能家居传感器种类众多,我们在使用过程中如何分类呢?人们通常是根据需要,站在不同的角度,为突出某一侧面来分类的。下面我们来一一介绍:
第一种是5 类分类法,具体说明见下表:
第二种按照其用途来分,传感器可分类为压力敏和力敏、位置、液面、能耗、速度、热敏、光敏、声敏、加速度、射线辐射、角度、振动、温度、流量、距离、湿敏、磁敏、色敏、味敏、气敏、真空度、生物等传感器。
第三种按照从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类:
①按照其所用材料的类别分: 金属、聚合物、陶瓷、混合物传感器。
②按材料的物理性质分: 导体、绝缘体、半导体、磁性材料传感器。
③按材料的晶体结构分: 单晶、多晶、非晶材料传感器。
第四种按照其制造工艺, 可以将传感器区分为集成、薄膜、厚膜和陶瓷传感器。
①集成传感器是用标准的生产硅基半导体集成电路的工艺技术制造的。通常还将用于初步处理被测信号的部分电路也集成在同一芯片上。
②薄膜传感器则是通过沉积在介质衬底(基板〉上的相应敏感材料的薄膜形成的。使用混合工艺时, 同样可将部分电路制造在此基板上。
③厚膜传感器是利用相应材料的浆料涂覆在陶瓷基片上制成的, 基片通常是Ah03 制成的, 然后进行热处理, 使厚膜成形。
④陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺(溶胶一凝胶等〉生产。
第五种按照被测量来分,见下表:
第六种按新型传感器分类: 可分为激光与红外传感器、智能传感器、模糊传感器、微传感器、网络传感器、核辐射传感器、超声波传感器、生物传感器等。
3、传感器在智能家居中的应用
众所周知,真正的家居智能化仅靠智能手机和智能路由是远远不够的,真正的智能家居还需要大量的传感器作为支持,否则,智能手机、智能路由也不能感知用户真实情况。
仔细去看目前市场上的智能家居产品,其实各企业对智能家居的做法基本一致:使用硬件作为接入点,通过传感器或者其他方式搜集设备数据、用户使用数据,然后利用后端的大数据、优秀算法,突破屏幕以及键盘的范畴,将更加个性化和符合个人需求的互联网服务带入家庭的方方面面。
从这里我们可以看出,企业加大在传感器产品层面上的研究,是做出一个“好产品”的前提。
4、传感器市场潜力
近年来,全球传感器市场一直保持快速增长,2012年全球传感器市场规模已达到952亿美元,2013年约为1055亿美元。未来,随着经济环境的持续好转,市场对传感器的需求将不断增多。
由物联网引领的智能交通、智能家居、智能电网等智能化产业的发展,将极大推进传感器行业的壮大。据悉,预计到2020年,仅气体传感器产业规模就将达到600亿元以上。
近年来智能家居领域“大动作”频频,去年谷歌32亿美元收购Nest,今年微信在和智能家居结合,包括电信运营商、设备商在内,各方争相开发智能路由器为智能家居构建发展基础。智能家居的大热也为传感器市场带来更多发展机遇。
5、国内传感器之殇
智能家居在近两年的热炒下,业界普遍认为产业已经处于台风口,但是,笔者在此不得不给产业浇上一瓢冷水。多方资料查证下,得出结论:智能家居核心元件传感器领域国内技术仍比较落后。数据显示,国内传感器品种在6000种左右,而国外已超过20000种。国内中高端传感器进口占比达80%,传感器芯片进口更是高达90%,其中数字化、智能化、微型化等高新技术产品更是严重短缺。
6、传感器发展趋势
近年来,随着科技的不断发展,传感器技术飞速发展。由于微电子技术和微机械加工技术的快速发展,传感器发展前景和应用领域正在不断扩大,纵观国内外传感器发展趋势,传感器有向多功能化、智能化、可移动化、微型化、集成化、数字化、多样化及网络化等多个发展趋势。
总结:在智能家居领域,移动终端、智能路由不能感知、采集用户真实生活数据,所以真正的智能家居需要大量的传感器作为技术支撑。前段时间发布的《中国传感器产业发展白皮书(2014)》表示,2009-2013年国内传感器市场年均增长速度超过20%,2014年市场规模已达到860亿元上下,并预测未来5年我国传感器市场将稳步快速发展,平均销售增长率将达到30%以上。虽然国内传感器技术仍存在许多技术缺陷,但近两年的中国智能家居产业正迎来发展黄金期,可以预测未来传感器在智能家居领域的市场将不可估量。
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