近年来,物联网(IoT)的兴起与传感器的兴起密不可分。平均而言,每个新上线的物联网设备都会连接四个新传感器。目前大约有140亿个物联网连接,部署了超过500亿个连接的传感器。物联网传感器技术在物联网技术堆栈中起着至关重要的作用,因为这些传感器从物理世界收集数据并将其转换为数字信号。2022年出货的所有传感器中有三分之一将是物联网传感器,这意味着它们是物联网设备的一部分。据IoTAnalytics战略性物联网市场洞察提供商《2022-2027年物联网传感器市场报告》发布,2022年物联网传感器市场规模将达到109亿美元,预计未来5年复合年增长率为16%。基于MEMS的物联网传感器市场强劲,到2022年占全球传感器收入的50%。该领域的领先公司是BoschSensortec和STMicroelectronics。图像传感器市场对物联网也很重要,因为推动其采用的三个最重要的物联网用例是机器视觉、联网监控摄像头和汽车高级驾驶辅助系统。该领域领先的传感器供应商包括Sony和AMSAG。未来几年,物联网传感器市场的几项激动人心的技术创新将改变物联网传感器的格局。首先是传感器,它变得越来越先进。物联网传感器技术的关键创新包括更高的计算能力和检测来自多个离散传感元件的信号的能力。业界将这些更先进的设备称为“智能传感器”。智能传感器可以直接处理信号,而不是简单地将传感器信号传递到价值链的下一级。例如,他们可以验证和解释数据、显示结果或运行特定的分析应用程序。这样,传感器就变成了边缘设备。最先进的智能传感器现在也将人工智能融入到他们的设计中。这些传感器专为人工智能推理而设计,具有许多优势,例如,可以立即做出决策,无需将敏感数据发送到其他地方就可以处理敏感数据,从而产生数据被盗的风险。例如,2022年1月,亚马逊推出了RingHomeSafetyGlassBreakSensor,它利用人工智能技术和SyntiantNDR101BQQF神经处理器直接在传感器上检测玻璃破碎情况。传感器可以在25英尺外准确检测到玻璃破碎或破裂等玻璃破碎事件,并当场发出警报。传感器越来越多地由太阳能或动能等可再生能源供电,无需更换电池或其他电源。这项创新提高了物联网设备的可靠性和使用寿命,尤其是那些部署在偏远或难以到达的位置的设备。此外,这些设备是自我可持续的,有助于减少整个系统设置对环境的影响。能量收集的使用导致传感器设计发生变化,通过以下变化使传感器更加节能:减小的外形尺寸和提高的信噪比。一个例子是Eco,这是一种专为室内环境设计的温度和湿度传感器。它由室内太阳能电池供电,无需电池或外部电源即可在建筑物内运行。由于其节能设计和太阳能电池的使用,该设备可以在黑暗中使用长达30天。此外,该设备通过LoRaWAN技术连接,允许它使用最小的功率远距离无线传输数据。这使其非常适用于各种室内环境,例如办公室、仓库或工厂。在某些情况下,安装物理传感器不切实际或成本过高(例如,在复杂或危险的环境中)。即将推出的替代解决方案包括软传感器和虚拟传感器。软传感是一种计算算法,它根据现有的物理传感器和可以推断测量值的算法/计算模型来估计难以测量的值的值。虚拟传感器类似于软传感,只是它的价值不是基于现有的物理传感器,而是纯粹基于算法/计算模型。软传感的一个例子是罗克韦尔自动化的预测质量软件应用程序,它创建预测模型,使用来自仪器和实验室分析的实时数据来估计过程和产品条件。这些模型基于历史工厂数据作为用于预测质量参数的推理传感器(作为附加物理传感器的替代方案)。虚拟传感器的一个例子是西门子的袖珍边缘计算机,它可以连接到资产(如电机)上并帮助计算虚拟传感器的价值。例如,可以通过将最新的运行电机数据输入数字模型来实时计算温度。此操作既不需要现场温度计也不需要任何其他传感器读数,因为它依赖于机器状态参数和虚拟电机模型。传感器是自动驾驶汽车的重要组成部分,因为它们为汽车提供有关周围环境的信息。车辆的车载计算机使用此信息来导航和做出决策。自动驾驶的三大关键传感器包括激光雷达、雷达和3D摄像头(图像传感器)。梅赛德斯、宝马、沃尔沃和通用汽车等主要汽车主机厂都选择了激光雷达作为自动驾驶的传感器。此前(2021年之前),特斯拉主要依靠雷达技术。然而,最近,该公司已开始过渡到基于摄像头的系统TeslaVision,在2021年从Model3和ModelY中移除雷达,随后在2022年将雷达从ModelS和ModelX中移除。索尼、Mobileye和Waymo目前专注于物联网传感器技术的创新,将摄像头与激光雷达和雷达等其他传感技术相结合,以改进其自动驾驶解决方案的图像分析。这种组合(也称为“传感器融合”或“冗余”)背后的想法是为系统提供更丰富的单一世界模型来决定行动方案或计算输出。总的来说,自动驾驶汽车中的传感器协同工作以提供车辆周围环境的完整图像,使其能够做出安全高效的驾驶决策。例如,索尼依靠使用带有激光雷达或雷达的摄像头来完成自动驾驶应用中的物体识别任务。该公司正在研究一种结合摄像头和雷达的解决方案。这种组合可能有助于在夜间识别人员和车辆。此外,摄像头和LiDAR的组合对于需要高精度距离测量的泊车辅助功能非常有用。“只有将所有技术组件构建为一个集成系统,并允许所有组件之间的协同作用,自动驾驶汽车才能取得成功。”Mobileye首席执行官兼创始人阿姆农·沙舒亚(AmnonShashua)表示:“构建从硅到全自动驾驶系统的全栈是一项艰巨的任务,而这正是Mobileye开始做的事情。”生物传感器和一次性传感器技术最近已经成熟并被医疗保健行业采用。然而,最近生物传感器研究的突破表明,这项技术也几乎准备好在其他领域推向市场。”术语“生物传感器”是“生物传感器”的缩写。生物元素与待测分析物,换能器将生物反应转化为电信号。根据其应用,生物传感器也称为免疫传感器、光学电极、共振镜、化学金丝雀、生物芯片、血糖仪或生物计算机。生物传感器的示例是雅培FreestyleLibre是最商业化的血糖监测生物传感器解决方案之一。FreestyleLibre系统电流tly在全球拥有超过300万台用户。2022年第二季度,雅培报告FreestyleLibre系统的有机销售额增长超过25%。
