來源：羅姆半導體社區

傳感器在科學技術領域、工農業生產以及日常生活中發揮著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的需求是傳感器技術發展的強大動力，而現代技術突飛猛進則為其發展提供了堅強的后盾。

在物聯網戰略下，傳感器國產化需求迫切，傳感器行業的國內領先者更受政府扶持；作為物聯網的關鍵，傳感器成為整個產業鏈的優勢環節，也代表了企業的核心競爭力。

傳感器好比人的眼耳口鼻，但又不僅僅只是人的感官那么簡單，它甚至能夠采集到更多的有用信息。既然如此，就可說這些傳感器是整個物聯網系統工作的基礎，正是因為有了傳感器，物聯網系統才有內容傳遞給“大腦”。

在過去，傳感器更多應用于工業。但是隨著時間推移，它已經慢慢走入我們的生活。

傳感器是物聯網發展的基石

從物聯網層次結構中可以看到物聯網主要是由：感知層、網絡層、支撐層和應用層四部分構成。有句俗話說得好：下層基礎決定上層建筑。傳感器作為物聯網感知層的重要組成部分之一，作為整個物聯網的基礎，其重要性是不言而喻的。

物聯網系統中的海量數據信息來源于終端設備，而終端設備數據來源可歸根于傳感器，傳感器賦予了萬物“感官”功能，如人類依靠視覺、聽覺、嗅覺、觸覺感知周圍環境，同樣物體通過各種傳感器也能感知周圍環境。且比人類感知更準確、感知范圍更廣。例如人類無法通過觸覺準確感知某物體具體溫度值，也無法感知上千高溫，也不能辨別細微的溫度變化，但傳感器可以?？梢哉f傳感器就是“萬物互聯”時代物體與物體之間交流的“語言”。

傳感器在物聯網產業中的作用

物聯網是將各種信息傳感設備和互聯網結合起來形成的一個巨大網絡，它是互聯網的升級，也是信息化時代的核心。物聯網的發展需要智能感知、識別和通訊等技術支撐，而感知的關鍵就是傳感器及相關技術，可以毫不夸張的說，沒有傳感器的進步，就沒有物聯網的繁榮。隨著物聯網的發展，傳感器產業也將迎來爆發，傳感器是物聯網采集數據的關鍵組件，扮演著不可或缺的角色。

隨著全球開始步入高速發展的信息時代，在獲取和處理信息過程中，首先要解決的就是要獲取可靠并準確的信息，而傳感器是獲取信息的主要手段和途徑。例如在工業4.0時代，要用傳感器來監視和控制生產過程中的參數，使設備保持正常的工作狀態；在智能家居領域，傳感器是實現用戶和家居單品（燈光、電視、冰箱、音響等）互動的基礎；在無人駕駛中，需要通過傳感器對交通和環境數據的采集和處理，這樣才能保證汽車在道路上的安全行駛……可以毫不夸張的說，未來物聯網有多大的市場，傳感器就能有多大的作為。

隨著物聯網需求的增加，目前國內傳感器呈現一種高速增長的態勢。據統計， 預計到2021年將增至5937億元，未來五年中國傳感器產業年均復合增長率約30%，遠高于全球平均水平。

傳感器發展歷程

物聯網自提出到如今已經二十多年，但傳感器部署規模并未普及，致使沒有足夠物理層，導致數據不足，從源頭上制約產業發展。傳感器部署作為物聯網基礎設施，多年前就有國家提出萬億傳感器革命，旨在推動社會基礎設施和公共服務中每年使用1萬億個傳感器，并預計在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場所。

我國早在 20 世紀60年代開始涉足傳感器制造業，經歷了多年的發展，大體可分為三代：

第一代：是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。

第二代：傳感器是20世紀70 年代開始發展起來的固體傳感器， 這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成的。

第三代：傳感器是80年代剛剛發展起來的智能傳感器。所謂智能傳感器是指其對外界信息具有一定檢測、自診斷、數據處理以及自適應能力，具有高精度、成本低、功能多樣化、自動化強等特點，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物。

智能傳感器具有信息采集、信息處理、信息交換、信息存儲功能的多元件集成電路，是集傳感芯片、通信芯片、微處理器、驅動程序、軟件算法等于一體的系統級產品。

在物聯網這個智能感知時代，智能傳感器是實現物聯網的關鍵技術之一，在很多物聯網場景下的傳感器都具有智能傳感器的特點，它在工業、農業、醫療、交通等領域將發揮巨大作用，在未來的傳感器市場上，智能傳感器的比重會越來越大。

物聯網時代對傳感器的發展要求

從19世紀60年代誕生至今，傳感器的歷史已經有150余年了，在移動互聯網時代，手機的普及促進了傳感器的極大發展，但也決定了很多類型的傳感器是專為手機而設計的。物聯網時代的“物”在對傳感和連接的需求上與手機有很大的差別，所以也對傳感技術提出了更多、更高的要求?？偨Y來說，傳感器在朝著高精度、小型化、低功耗、智能化等方向進化。

1、高精度、高質量

如果傳感器收集的數據信息出錯，那么相當于從源頭上出錯，后面一切數據的傳輸、分析、應用也就沒了意義，所以傳感器的精度和質量是保障物聯網愿景的一道重要基線。想象一下，如果一輛智能網聯汽車傳感器的精度和質量不達標，這就意味著在意外情況發生的那幾毫秒內系統無法做出正確決策，從而嚴重威脅駕駛員的安全。

2、小型化

隨著以智能手機為中心的移動設備向多功能、高性能化發展，要求電路板內的部件數量更多、體積更小。因此，傳感器正在逐漸采用集成化技術，以實現高性能化和小型化。集成溫度傳感器、集成壓力傳感器等早已被廣泛使用，今后將有更多集成傳感器被開發出來。

3、低功耗

手機上的微博、微信、視頻、游戲，都是電量消耗的大戶，我們也早已習慣了每天充電、出遠門充電寶不離身的日子，但你能想象假如煙霧報警器、智能攝像頭等互聯設備也需要天天調換電池會是怎樣一種蹩腳的情景嗎？和手機不同，很多物聯網設備地處人們不常接觸的區域，所以對功耗有極致的要求，從而決定了傳感器的功耗也要很低，否則運營成本太高。

4、智能化

隨著互聯設備的激增，數據呈現爆炸式增長，中心化的云端已經“不堪重負”，更重要的是，對于智能制造或智慧交通等應用場景，云端分析的延遲會使數據價值呈現“斷崖式”下跌，于是，邊緣智能開始興起。

傳感器是很好的邊緣節點，用嵌入式技術將傳感器與微處理器集成為一體，使其成為具有環境感知、數據處理、智能控制與數據通信功能的智能數據終端設備，這就是所謂的智能傳感器。這種傳感器具有自學習、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網系統的數據就會更準確，更全面，達到精確感知的目的。

五大領域對智能傳感器的需求暴漲

智能傳感器具有高精度、成本低、功能多樣化、自動化強等特點，它是一種具有信息處理功能的傳感器，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。在很多物聯網場景下的傳感器都具有智能傳感器得特點，未來得物聯網時代，智能傳感器將是市場主流。

未來最有前景的幾大物聯網場景中，智能工業、智能家居、智慧醫療、智能汽車、智能農業等是未來最有可能普及的物聯網領域。

1、智能工業傳感器是實現工業4.0的基礎

眾所周知，工業4.0已經成為國家戰略的一部分，智能制造是國家工業變革的關鍵，智能工業傳感器在制造中的角色越來越重要。工業傳感器的特點是性能指標和精度要求高，不允許數據采集和處理的失誤。不同于傳統工業的傳感器，智能工業傳感器將用于智能制造，它在精度、穩定性、抗沖擊性方面提出了更為苛刻的要求。

未來，基于工業4.0的智能工業傳感器需求將大幅增加，而這也是工業傳感器廠商面臨的最大機遇點。

2、智能家居給這些傳感器帶來了增長空間

智能家居的一大特點就是實現對家居用品的控制，隨著物聯網的發展，越來越多的傳感器將用于家電中，如洗衣機、電視、冰箱、燈光、空調、油煙機等，原來沒有傳感器的產品都將因智能家居的普及而成為傳感器主戰場。

傳感器將是智能家居產品的標配，例如壓力傳感器可用于洗衣機中對泡沫量的監控；光電傳感器用于燈泡實現對燈光的控制；電磁傳感器用在洗碗機里面可實現噴水臂的移動等，還有流量傳感器、智能氣體傳感器等均大有用途。

3、智慧醫療需要各式各樣的智能傳感器

智慧醫療是利用物聯網技術，實現患者和醫務人員及醫療設備之間的互動，其工作的核心部分是對患者的信息進行采集、存儲、傳輸和處理。在進行圖像傳輸以及海量數據計算處理的過程中，需要各中各有具有智能處理功能的傳感器，如用于測量病人血壓的MEMS壓力傳感器，用于研究睡眠窒息的熱電傳感器，用于監控和測量體表體溫的溫度傳感器等。

隨著物聯網技術的發展，無線醫療傳感器逐漸向智能化、微型化、低功耗等方向發展，傳感器在智慧醫療領域的應用也會越來越廣泛。據外媒報道，科學家研究了一種新型傳感器，可用于診斷眼外傷，它根據測定人類眼淚所含維C濃度的高低，判斷眼外傷的嚴重情況。最近科學家又研究了一款僅有膠囊大小的可吞服心率傳感器，病人吞服后可測量其生命體征等數據并將信息傳輸到接收器中，供醫生遠程監控。

隨著技術的進步，應用于智慧醫療的傳感器種類將越來越多，但它們的一大共性是具備智能傳感器的特點。

4、智能傳感器助力汽車的智能化

雖然國內的很多汽車實現了一些基本的聯網功能，但并不是真正的智能汽車。隨著AI和物聯網技術的發展，智能汽車會成為未來的主流。智能汽車是一個集環境感知、多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統，它的一大特點是能實現聯網控制，而控制與操作的關鍵離不開智能傳感器，智能汽車的普及將帶來智能傳感器的增加。

在智能汽車里面，未來應用最多的幾大智能傳感器將是空氣流量傳感器、里程表傳感器、機油感應傳感器、剎車壓力傳感器、位置傳感器和碰撞傳感器等。

5、智能農業傳感器市場前景廣闊

智能農業是我國建設成為農業強國的關鍵，在未來的農業生產中，需要很多類型的物聯網傳感器和相關技術。農業物聯網的組成包括智能水質傳感器、無線傳感網、無線通信等，它們一起組成完整的智能農業系統，傳感器是實現這些的第一步。

物聯網農業的特點是以信息化技術為基礎，在農業生產過程中通過傳感器收集數據并進行量化分析和智能決策，農業生產的環境非常復雜，不同的場景需要的傳感器不一樣，如空氣溫度、濕度、光照強度、二氧化碳濃度等，這些數據的采集都需要使用相對應的智能農業傳感器。

審核編輯 黃宇