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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?，F(xiàn)在，普通的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備配有四個傳感器。

5傳感器技術(shù)將在未來幾年改變物聯(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)。

500億個物聯(lián)網(wǎng)傳感器，并且還在增加

近年來物聯(lián)網(wǎng)的興起與傳感器的興起齊頭并進。平均來說，連接了四個新傳感器隨著每一個新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上線。目前大約有140億個物聯(lián)網(wǎng)連接，這意味著已經(jīng)部署了超過500億個聯(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，因為這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。

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2022-2027年物聯(lián)網(wǎng)傳感器市場報告，的市場物聯(lián)網(wǎng)傳感器在2022年達到109億美元，預(yù)計在未來五年內(nèi)將以16%的復(fù)合年增長率增長.

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

的市場圖像傳感器對于物聯(lián)網(wǎng)也特別重要，因為三個最重要的物聯(lián)網(wǎng)用例推動了物聯(lián)網(wǎng)的采用，即機器視覺、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控攝像頭和高級汽車駕駛輔助系統(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種趨勢傳感器技術(shù)

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

1.傳感器變得越來越智能，可以充當(dāng)邊緣設(shè)備

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

最先進的智能傳感器現(xiàn)在也將人工智能融入到他們的設(shè)計中。這些傳感器是為人工智能推理而設(shè)計的，具有許多優(yōu)勢，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，也不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)被盜的風(fēng)險。

例子:2022年1月，亞馬孫揭開它的環(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玻璃破碎。這種傳感器可以精確地探測到25英尺外的玻璃破碎事件，如窗戶被打碎或破裂，并當(dāng)場發(fā)出警報。

2.傳感器變得更加節(jié)能(例如，用于能量收集)

越來越多的傳感器使用可再生能源為自己供電，如太陽能或動能，從而消除了更換電池或其他電源的需要。這項創(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或難以到達的位置的設(shè)備。這些設(shè)備可以自我維持，有助于減少整個系統(tǒng)設(shè)置對環(huán)境的影響。

能量收集的使用導(dǎo)致傳感器設(shè)計的變化，通過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信號處理組件，用于過濾噪聲或干擾，以便有針對性地使用電源來檢測和測量實際信號。

示例: 對環(huán)境友好的 是專為室內(nèi)環(huán)境設(shè)計的溫度和濕度傳感器。它由室內(nèi)太陽能電池供電，這使得它可以在沒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)計和太陽能電池的使用，該設(shè)備可以在黑暗中持續(xù)長達30天。該設(shè)備通過LoRaWAN技術(shù)連接，這使得它可以使用最小的功率遠距離無線傳輸數(shù)據(jù)。這使得它非常適用于各種室內(nèi)環(huán)境，如辦公室、倉庫或工廠。

3.軟傳感器和虛擬傳感器日益成為物理傳感器的補充

在某些情況下，安裝物理傳感器不切實際或成本高昂(例如，在復(fù)雜或危險的環(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。

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

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/計算模型。

軟傳感器的例子:羅克韋爾自動化公司的 預(yù)測質(zhì)量軟件應(yīng)用程序創(chuàng)建預(yù)測模型，使用來自儀器和實驗室分析的實時數(shù)據(jù)來估計過程和產(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預(yù)測質(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，西門子開發(fā)了一款口袋大小的edge計算機，可以連接到資產(chǎn)(如電機)上，幫助計算虛擬傳感器值。例如，可以通過將最新的運行電機數(shù)據(jù)輸入數(shù)字模型來實時計算溫度。該操作既不需要現(xiàn)場溫度計也不需要任何其他實際傳感器讀數(shù)，因為它依賴于機器狀態(tài)參數(shù)和電機的虛擬模型(環(huán)).

4.圍繞傳感器融合的創(chuàng)新(尤其是自動駕駛)

傳感器是自動駕駛汽車的重要組成部分，因為它們?yōu)槠囂峁┲車h(huán)境的信息。車輛的車載計算機利用這些信息進行導(dǎo)航和決策。自動駕駛的三個關(guān)鍵傳感器包括激光雷達、雷達和3D相機(圖像傳感器)。各大汽車主機廠，如梅賽德斯、寶馬、沃爾沃和通用汽車，選擇了激光雷達作為自動駕駛的傳感器。此前(2021年之前)，特斯拉主要依靠雷達技術(shù)。然而，最近該公司開始向特斯拉視覺(一種基于攝像頭的系統(tǒng))過渡，在2021年從Model 3和Model Y中移除雷達，隨后在Model S和Model X中移除雷達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和雷達等其他傳感技術(shù)相結(jié)合，以改善其自動駕駛解決方案的圖像分析。由于相機、雷達和激光雷達可以感知環(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，以決定行動路線或計算輸出?？偟膩碚f，自動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: 索尼依賴于在自動駕駛應(yīng)用中使用帶有激光雷達或雷達的相機進行物體識別任務(wù)的優(yōu)勢。例如，該公司目前正在研究一種結(jié)合相機和雷達的解決方案。這種組合可能有利于在夜間識別人和車輛。相機和激光雷達的組合有利于停車輔助功能，這需要高度精確的距離測量(環(huán)).

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

5.生物傳感器越來越成熟(主要用于醫(yī)療保健應(yīng)用)

近年來，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，這項技術(shù)在其他領(lǐng)域也幾乎可以上市。術(shù)語“生物傳感器”是“生物傳感器”的縮寫生物元素與被測分析物相互作用，傳感器將生物反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電信號。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、血糖儀或生物計算機。

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300萬用戶全球范圍內(nèi)。在2022年的Q2，阿博特據(jù)報告的FreeStyle Libre系統(tǒng)的銷售額有機增長超過25%。