近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的規模應用讓人們越來(lái)越多地感受到它給生活帶來(lái)的變化。有數據表明，到2020年，全球將有260億臺物聯(lián)網(wǎng)設備，市值將達3000億美元，未來(lái)有望達到萬(wàn)億美元級別。根據PROGRESS的調研報告，物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵戰場(chǎng)將逐漸從可穿戴、運動(dòng)/健康轉為智慧醫療、智慧城市和車(chē)聯(lián)網(wǎng)。為此，本報推出物聯(lián)網(wǎng)應用系列報道，從多個(gè)維度探討物聯(lián)網(wǎng)的應用場(chǎng)景。

智慧城市的理念就是把城市本身看成一個(gè)生態(tài)系統，城市中的市民、交通、能源、商業(yè)、通信、水資源構成一個(gè)個(gè)子系統，這些子系統形成一個(gè)普遍聯(lián)系、相互促進(jìn)、彼此影響的整體。借助新一代的物聯(lián)網(wǎng)、云計算等信息技術(shù)，通過(guò)感知化、物聯(lián)化、智能化的方式，將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會(huì )基礎設施和商業(yè)基礎設施有機連接起來(lái)。傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)感知系統的關(guān)鍵部件，伴隨著(zhù)智慧城市及物聯(lián)網(wǎng)建設的如火如荼，再一次被推上風(fēng)口浪尖。

智慧城市催生傳感器產(chǎn)業(yè)千億級市場(chǎng)

智慧城市的出現是基于2008年IBM提出的“智慧地球”理念，隨后引發(fā)了智慧城市建設的熱潮。

中國智慧城市的發(fā)展是城鎮化發(fā)展與新技術(shù)革命共同碰撞的結果。從長(cháng)期來(lái)看，中國城市巨大的存量治理和精細化發(fā)展需求意味著(zhù)智慧城市建設存在巨大潛力。截至2018年，中國智慧城市市場(chǎng)規模增長(cháng)至7.9萬(wàn)億元，預計2019年市場(chǎng)規模將達到10.5萬(wàn)億元。2016—2021年年均復合增長(cháng)率約為60%，預計2021年市場(chǎng)規模將達到18.7萬(wàn)億元。

智慧城市的基本要求是城市當中物物相連，每一個(gè)需要識別和管理的物體上，都需要安裝與之對應的傳感器。隨著(zhù)智慧城市及物聯(lián)網(wǎng)建設的大力推進(jìn)，傳感器產(chǎn)業(yè)將會(huì )形成一個(gè)千億元級的市場(chǎng)，在智慧能源、智慧交通、智能安防等城市生活各個(gè)領(lǐng)域，相關(guān)智慧城市的實(shí)質(zhì)性建設與試點(diǎn)規劃工作已經(jīng)在逐步展開(kāi)。

傳感器在智慧城市建設中發(fā)揮關(guān)鍵作用

1.智能安防助力智慧城市建設。智能安防的幾大類(lèi)產(chǎn)品都應用到了傳感器技術(shù)。例如，監控攝像中CMOS圖像傳感器是光學(xué)傳感器最熟悉的應用，紅外報警器、煙霧探測器、燃氣報警器等在民用和工業(yè)安防中被大量使用。傾角傳感器在現代安防中有廣泛的應用，作為一種安全保障元件，傾角傳感器能在發(fā)生異常時(shí)自動(dòng)檢測、發(fā)出警報，以免危險進(jìn)一步擴大。在現代安防中，傾角傳感器多應用于無(wú)人機和智慧井蓋。

2.智慧交通提升城市安全、疏解擁堵。裝有射頻識別系統的車(chē)載ETC可以大大節省汽車(chē)在高速排隊付費的時(shí)間，提高效率緩解擁堵。裝有ADAS系統（高級駕駛輔助系統）的汽車(chē)，利用安裝于車(chē)上的各式各樣的傳感器，在第一時(shí)間收集車(chē)內外的環(huán)境數據，進(jìn)行靜態(tài)及動(dòng)態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理，可以在最快的時(shí)間察覺(jué)可能發(fā)生的危險。智能車(chē)路協(xié)同系統的智能路側終端，其傳感器就像我們的眼睛，能“看到”往來(lái)車(chē)輛、行人的運動(dòng)和道路的濕滑狀態(tài)，還能與路口的紅綠燈控制系統連接，獲取各個(gè)方向的燈色和剩余時(shí)間；它的耳朵能“聽(tīng)到”安裝了智能車(chē)載設備的汽車(chē)發(fā)給它的信息；更重要的是它可以用“嘴巴”把得到的所有信息廣播給來(lái)往的車(chē)輛，讓大家協(xié)調運行。

3.智慧路燈成為智慧城市的感知節點(diǎn)。智慧路燈是智慧城市的載體，是智慧城市信息感知與反饋平臺。依托路燈網(wǎng)，通信與信息設施可以進(jìn)行無(wú)死角的網(wǎng)絡(luò )化分布，實(shí)現智慧城市信息全覆蓋，構建城市綜合物聯(lián)網(wǎng)平臺。智慧路燈集成監控攝像頭、RFID、環(huán)境檢測等感知設備，實(shí)現智能感知、設施整合、智能互聯(lián)及智能應用。

4.智慧醫療是智慧城市的重要組成。智慧醫療利用多種傳感器設備和適合家庭使用的醫療儀器，自動(dòng)或自助采集人體生命各類(lèi)體征數據，在減輕醫務(wù)人員負擔的同時(shí)，能夠獲取更豐富的數據。比如智能醫療監護將移動(dòng)、微型化的電子診斷儀器，如電子血壓儀、電子血糖儀等植入到被監護者體內或者穿戴在被監護者身上，持續記錄各種生理指標，并通過(guò)內嵌在設備中的通信模塊以無(wú)線(xiàn)方式及時(shí)將信息傳輸給醫務(wù)人員或者家人。移動(dòng)生命體征監測可以不受時(shí)間和地點(diǎn)的約束，既方便了被監護者，又可以彌補醫療資源的不足，緩解醫療資源分布不平衡的問(wèn)題。遠程醫療監護系統由監護終端設備和無(wú)線(xiàn)專(zhuān)用傳感器節點(diǎn)構成了一個(gè)微型監護網(wǎng)絡(luò )。醫療傳感器節點(diǎn)用來(lái)測量如體溫、血壓、血糖、心電、腦電等人體生理指標。傳感器節點(diǎn)將采集到的數據，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式發(fā)送至監護終端設備，再由監護終端上的通信裝置將數據傳輸至服務(wù)器終端設備上，遠程醫療監護中心，由專(zhuān)業(yè)醫護人員對數據進(jìn)行觀(guān)察，提供必要的咨詢(xún)服務(wù)和醫療指導，實(shí)現遠程醫療。2019年5月16日，中國聯(lián)通、首都醫科大學(xué)宣武醫院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)宣武醫院）與河北北方學(xué)院第一附屬醫院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)一附院）聯(lián)合實(shí)現了全國首個(gè)基于5G技術(shù)的車(chē)載CT移動(dòng)卒中單元的應用落地。

國內企業(yè)應積極探索傳感器應用新領(lǐng)域

5G時(shí)代的到來(lái)加速傳感器在智慧城市中的應用。5G的三大應用場(chǎng)景中，和物聯(lián)網(wǎng)傳感器海量應用息息相關(guān)的就是大規模機器通信（MMTC）場(chǎng)景，其特點(diǎn)就是連接設備的數量巨大，每平方公里可連接100萬(wàn)個(gè)終端，其數量是4G的10倍，但每個(gè)設備所需要傳輸的數據量較少，且時(shí)延性要求較低，正好滿(mǎn)足智慧城市、智能家居、環(huán)境監測的應用場(chǎng)景。

智慧城市是公認的5G重要應用場(chǎng)景之一，能夠連接的物體多種多樣，包括交通設施、市政設施、水、電、燃氣表等，需要承載超過(guò)百萬(wàn)的連接設備，且單個(gè)連接設備需要傳輸的數據量較??；智能家居類(lèi)產(chǎn)品種類(lèi)眾多，而每個(gè)產(chǎn)品傳輸的數據量較小，且對時(shí)延要求不是特別敏感；環(huán)境監測是低功耗（設備耗電較少）大連接的應用場(chǎng)景之一，通常使用傳感器進(jìn)行數據采集，且傳感器種類(lèi)多樣，同時(shí)對傳輸時(shí)延和傳輸速率不敏感，能夠滿(mǎn)足超高的連接密度。

我國物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規模大且應用活躍，傳感器產(chǎn)業(yè)因物聯(lián)網(wǎng)應用的不斷落地，而迎來(lái)了巨大的發(fā)展契機。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)不同的應用場(chǎng)景對于傳感器都有著(zhù)共同的需求，即智能化、網(wǎng)絡(luò )化、微型化、低功耗和低成本，其中網(wǎng)絡(luò )化、微型化、低功耗和低成本是傳感器實(shí)現海量應用的關(guān)鍵所在。以壓力傳感器和智慧城市場(chǎng)景為例，像城市供排水和消防監測應用，可用的工業(yè)壓力傳感器價(jià)格至少在15至25美元上下，從成本上制約了其海量的應用，只能有限使用或作為試點(diǎn)工程。為了順應物聯(lián)網(wǎng)及智慧城市的快速發(fā)展，國內傳感器企業(yè)要牢牢把握商機，一方面在技術(shù)上不斷創(chuàng )新，實(shí)現傳感器的智能化、網(wǎng)絡(luò )化、微型化、低功耗和低成本；另一方面，要不斷探索傳感器在智慧城市各領(lǐng)域的應用，并能夠融合多種技術(shù)形成系統級的感知解決方案。

來(lái)源：中國電子報