本文來源：物聯(lián)傳媒
本文作者：艾力
傳感器已經(jīng)變得無處不在。它們早在互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前就存在了，當然也早在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)出現(xiàn)之前就存在了?，F(xiàn)代
智能傳感器比以往任何時候都能實現(xiàn)更多的應用，市場也在不斷變化，也存在很多的驅(qū)動因素推動增長。
汽車、照相機、智能手機和支持物聯(lián)網(wǎng)工廠機器只是眾多傳感器中的幾類應用市場。
以汽車為例。在短短的幾十年里，傳感器數(shù)據(jù)計算能力已經(jīng)被深入應用到汽車行業(yè)。汽修工會告訴你：不久前，他們還在機械地修補有問題的汽車。但是現(xiàn)在，汽車搭載的都是軟件和數(shù)字技術系統(tǒng)，其中大部分還有傳感器來進行數(shù)字化分析。
互聯(lián)網(wǎng)絡物理世界中的傳感器
隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，制造業(yè)的數(shù)字化（我們稱之為工業(yè)4.0），以及我們在經(jīng)濟和社會各個領域為數(shù)字化轉(zhuǎn)型所作出的不斷努力，智能傳感器在各個行業(yè)中得以應用，傳感器市場的發(fā)展速度也越來越快。
事實上，在某種程度上，智能傳感器是物聯(lián)網(wǎng)“真正”的基礎。在物聯(lián)網(wǎng)部署的這一階段，許多人仍然以物聯(lián)網(wǎng)設備來定義物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)通常被視為一些連接物聯(lián)網(wǎng)設備的網(wǎng)絡，這些設備中就包括智能傳感器。而這些設備也可以被稱為感知設備。
因此，它們包含傳感器和通信等其它技術，這些傳感裝置能夠測量事物，并將測量的東西轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，然后以不同的方式進行應用。而應用的目的和背景（例如，使用了什么連接技術）決定了該使用哪種功能的傳感器。
傳感器和智能傳感器-名稱中有什么？
傳感器和智能傳感器的定義
傳感器和其它物聯(lián)網(wǎng)設備是物聯(lián)網(wǎng)技術堆棧的基礎層。它們捕獲我們的應用程序所需的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳送給更上層的通信、平臺系統(tǒng)。正如我們在物聯(lián)網(wǎng)技術簡介中所解釋的，一個物聯(lián)網(wǎng)的“項目”可以使用多個傳感器。傳感器使用的種類和數(shù)量都取決于項目需求和項目智能化程度。以智能石油鉆機為例：它可以有數(shù)萬個傳感器。
傳感器是變換器，就像是所謂的執(zhí)行器一樣。傳感器將能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。對于智能傳感器而言，這意味著傳感器可以“感知”所連接設備及其使用的物理對象內(nèi)部或周圍（狀態(tài)和環(huán)境）的條件。
傳感器可以檢測和測量這些參數(shù)、事件或變化，并將其傳達給更高級別的系統(tǒng)和其他設備，然后這些設備可以使用這些數(shù)據(jù)進行操作、分析等。
傳感器是一種通過將任何特定物理量（如光、熱、運動、水分、壓力或類似實體）轉(zhuǎn)換為任何其他形式（主要是電脈沖）來檢測、測量或指示它們的裝置（來自:美國聯(lián)合市場研究機構）。
傳感器可以“感知”和交流的參數(shù)和事件包括物理量，如光、聲音、壓力、溫度、振動、濕度、特定化學成分或氣體的存在、運動、灰塵顆粒的存在等等。
顯然，傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，需要非常準確，因為傳感器是最先獲取數(shù)據(jù)的地方。
當傳感器感知并發(fā)送信息時，執(zhí)行器被激活并開始運作。執(zhí)行器接收信號并設置其所需的運動，以便能在環(huán)境中采取行動。下圖使其更加有形，并展示了一些我們可以“感知”的東西。物聯(lián)網(wǎng)傳感器相對不同，它其實更多地以傳感器模組或者開發(fā)板的形式出現(xiàn)（通常為特定用例和應用而設計）等等。
在我們了解傳感器市場的一些主要演變之前，先簡單介紹一下智能傳感器。首先，什么是智能傳感器？
“智能”一詞與物聯(lián)網(wǎng)連用之前就已經(jīng)與眾多其他術語連用過了。智能建筑、智能廢物管理、智能家居、智能燈泡、智能城市、智能街道照明、智能辦公室、智能工廠等等。當然，還有智能傳感器。
以前的術語（城市、建筑物、辦公室等）通?？梢詮钠浼夹g特征或目標的角度（例如，將公民、居民、人放在首位）來看待，而有關智能或智能傳感器的大部分文獻則涵蓋了技術和功能方面。這與傳感器的發(fā)展和歷史有關，如前所述，傳感器絕不是一個新鮮事物。
智能傳感器與傳感器的不同之處在于，智能傳感器是具有板載技術的高級平臺，如微處理器、存儲、診斷和連接工具，可將傳統(tǒng)反饋信號轉(zhuǎn)換為真正的數(shù)字洞察（德勤）
2009年，國際頻率傳感器協(xié)會（IFSA）對來自學術界和工業(yè)界的幾位人士進行了調(diào)查，以確定智能傳感器的定義。在20世紀80年代轉(zhuǎn)向數(shù)字信號和90年代大量新技術的加入之后，大多數(shù)傳感器都可以稱為智能傳感器。
20世紀90年代還出現(xiàn)了“普適計算”的概念，這被認為是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要因素，尤其是隨著嵌入式計算的進步。大約在20世紀90年代中期，傳感器模塊中數(shù)字電子和無線技術的發(fā)展和應用不斷增長，在傳感等基礎上，發(fā)送數(shù)據(jù)變得越來越重要。今天，這在物聯(lián)網(wǎng)中是顯而易見的。事實上，在物聯(lián)網(wǎng)這一術語出現(xiàn)之前，有些人就提到了傳感器網(wǎng)絡。所以，你可以看到，在2009年，智能傳感器領域已經(jīng)發(fā)生了很多事情。
不過，“智能傳感器”一詞的術語解釋還是會令人困惑。IFSA調(diào)查的大多數(shù)參與者（61%）認為“智能傳感器”就是傳感器具有“智能功能”，如自我識別、自我驗證、自我測試或自適應。其他人（18%）認為它就是“傳感元件、模擬接口電路、ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和總線接口的組合”。
少數(shù)人更傾向于它就是“只有自檢（自校準、自驗證）功能的傳感器”（6%），極少數(shù)人（1%）認為它就是一種與IEEE 1451標準兼容的傳感器。7%的受訪者認為每個答案都有一定的道理，剩下7%的受訪者則持有不同的意見。
自此之后，情況發(fā)生了很大變化，我們生活在一個數(shù)字世界中，現(xiàn)代傳感器系統(tǒng)除了包含調(diào)查中所涉及到的功能，還使用了越來越多的智能功能，并且還基于現(xiàn)代微電子技術和MEMS技術（稍后將詳細介紹）。
以基礎傳感器和智能傳感器作為平臺實現(xiàn)洞察
智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)傳感器的重要一點是，它們是實際具有硬件（傳感器元件或主要/基本傳感器本身、微處理器等）、上述通信能力和實現(xiàn)各種功能的軟件的平臺。所有這些領域都能進行創(chuàng)新發(fā)展。
如下所示，德勤在供應鏈創(chuàng)新的背景下對現(xiàn)代智能傳感器生態(tài)系統(tǒng)進行了說明。而且，正如您在相應的文章中所讀到的，德勤還對智能傳感器進行了定義，強調(diào)了平臺方面的各種技術以及它們提供的數(shù)字洞察的基本特征。
德勤將傳感器定義為“以可預測、一致和可測量的方式對物理過程或物質(zhì)提供反饋的裝置”。另一方面，智能傳感器被定義為“具有板載技術的高級平臺，如微處理器、存儲、診斷和連接工具，可將傳統(tǒng)反饋信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字洞察?！?
換句話說，智能傳感器不僅包括基本傳感器，還包括國際頻率傳感器協(xié)會調(diào)查中所稱的德勤的“傳感元件”，以及各自提到的特征和技術。
此外，隨著邊緣計算等新技術變得越來越重要，特定傳感器的功能和能力不斷增加，使所有這些技術成為可能。
傳感器類型
列出不同類型傳感器的一種方法是查看它們檢測和測量的屬性。下表來自橫河電機公司，它將每種檢測信號的常見特征進行了很好的分類。
舉例來說：機械傳感器包括壓力、振動和速度傳感器，而生物傳感器或生物傳感器具有各種屬性的傳感器，例如用于檢測葡萄糖水平的傳感器，而熱傳感器包括溫度傳感器、熱導率傳感器等。
正如你所看到的，這是一個列表，但肯定不是一個詳盡無遺的列表。
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檢測信號
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屬性示例
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機械量
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壓力、流速、振動、距離、速度、加速度、力等。
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熱力學量
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溫度、熱量、熱流、熱容、導熱系數(shù)等。
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物理量
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電壓、電流、電場、電荷、電阻、電容等。
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磁場
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磁通量、磁場、磁矩等。
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輻射
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紅外線、x射線、可見光、超聲波、聲波、無線電波等。
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化學量
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pH值、離子、濃度、水分、氣體、氧氣等。
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生物量
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味道、氣味、蛋白質(zhì)、葡萄糖、激素、酶、微生物等。
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從市場角度來看，一些主要類型的傳感器有觸摸傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、運動傳感器、位置傳感器、氣體傳感器、光線傳感器和壓力傳感器。根據(jù)研究（見下文），圖像傳感器引領市場，光傳感器是2020-2027年預測期內(nèi)增長最快的細分市場。
以下基于Harbor Researc的調(diào)查并由PostScapes提供的插圖（我們在關于物聯(lián)網(wǎng)技術的文章中也使用了這一點）以更直觀、非全面的方式展示了示例和類別。
其他分類也是可能的。例如，對于物聯(lián)網(wǎng)傳感器，您可以查看支持的通信網(wǎng)絡、傳感器的用途（如洪水傳感器）等。
從目的的角度來看，傳感器有時可以使用不同的參數(shù)。例如，諸如接近傳感器之類的特定類型的傳感器可以基于各種特征。
此外，可以進一步詳細說明上表中帶有示例的一般分類。例如，有許多種氣體。請注意，更先進的智能傳感器通?？梢愿兄鄠€屬性。
除此之外，不同類型的傳感器通常也按行業(yè)或細分市場的功能進行分類。
很明顯，工業(yè)4.0或工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳感器和傳感技術市場與智能手機和平板電腦、生物醫(yī)學傳感器或我們在汽車中使用的所有傳感器（包括主動和被動傳感器、“簡單”（基本）傳感器
以及更先進的智能傳感器平臺）等消費品市場大不相同。
智能傳感器的重要垂直市場和細分市場包括汽車、消費電子、工業(yè)、基礎設施（包括建筑和AEC整體）和醫(yī)療保健。
不斷變化的智能傳感器市場
是時候來看看傳感器市場的演變了。顯然，傳感器和智能傳感器的能力在各個層面上不斷發(fā)展，包括使用過的材料。當然，歸根結底，最重要的是你能用物聯(lián)網(wǎng)和智能傳感器做些什么。
再來看看物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)：重點在于在正確的時間收集正確的數(shù)據(jù)，以最佳和最簡單的方式為正確的目的獲得正確的見解。DIKW模型確實也在傳感器和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展中發(fā)揮了作用。
根據(jù)德勤的數(shù)據(jù)，全球智能傳感器市場正以每年19%的速度增長。
為了在需求不斷變化、競爭激烈的更復雜技術環(huán)境中實現(xiàn)智能傳感器的目標，市場上的研發(fā)力度仍然很高。傳感器繼續(xù)變得更小、更智能、更強大和更便宜（見下文）。
沒有智能傳感器，就不會有所謂的第四次工業(yè)革命。也就不會有智能建筑，不會有智能城市應用，不會有智能醫(yī)療設備。這個清單是無窮無盡的。
汽車行業(yè)仍然是傳感器的一個重要市場。其實，大部分現(xiàn)代汽車技術很多都是基于傳感器技術。消費品也是必不可少的。智能手機攝像頭傳感器的發(fā)展只是其快速發(fā)展的一個例子。
當然，在一些工業(yè)市場，被用于良好的網(wǎng)絡物理融合工業(yè)轉(zhuǎn)型項目的傳感器數(shù)量也是巨大的。
受新冠疫情嚴重影響的地區(qū)我們也能期望其出現(xiàn)增長。例如智能辦公室的發(fā)展，工作和醫(yī)療應用以及我們重新思考環(huán)境構建各領域的未來。
智能傳感器市場的真正增長尚未開始。5G即將到來，人們所希望的智能家居應用，物聯(lián)網(wǎng)的部署仍然有限，工業(yè)4.0正在緩慢發(fā)展，而且由于疫情，在需要尖端傳感器技術的領域有更多的投資，更不用說一些其它因素了。
更重要的是，傳感器的價格下降了，而它們的質(zhì)量卻一直在變得更好。這與芯片價格的下跌密切相關。在這方面，汽車行業(yè)也發(fā)揮了重要作用。
由于各種原因，現(xiàn)在芯片短缺，但我們看到越來越多的公司開始自己生產(chǎn)芯片。這一趨勢在疫情之前就開始了，并因為疫情得到了加強。這一趨勢很有趣，因為我們看到更多的電子產(chǎn)品和傳感器用于特定的應用。
較低的價格也對傳感器的性能產(chǎn)生了影響。傳感器制造商想盡可能獲得最大利潤。因此，它們不僅從價格上入手，更多的是在傳感器平臺上整合更多功能上進行競爭。而這反過來又導致應用可能性增加，部分公司也會基于此展開一些項目應用。
最后，該行業(yè)的研發(fā)投資仍然很高，而且由于我們重復的次數(shù)不夠多，我們一直在努力突破傳感器技術的界限。德勤的文章提供了智能傳感器市場的其他發(fā)展。
2021-2027年全球傳感器和智能傳感器市場
根據(jù)最近的Allied Market Research報告，到2027年（從2020年起），全球智能傳感器市場將以18.6%的復合年增長率（CAGR）增長，即1436.5億美元。
在報告的公告中?（2021年2月23日），該研究公司表示，為了建設智能城市，在物聯(lián)網(wǎng)的背景下，汽車行業(yè)需求的增長推動了市場增長。
在整個預測期內(nèi)，可穿戴設備和創(chuàng)新應用在生物醫(yī)藥行業(yè)中的日益普及將帶來短期機遇。
阻礙市場增長的因素之一是，在設備中的集成智能傳感器會縮短這些設備的使用壽命。
2019年，汽車行業(yè)是全球智能傳感器最大的應用市場，約占整個市場的四分之一。在2020-2027年的預測期內(nèi)，汽車智能傳感器市場預計將以21.7%的復合年增長率增長。
在疫情最嚴重的時期，一些行業(yè)不得不停止運營，這導致了汽車、消費電子和工業(yè)市場對智能傳感器的需求大幅下降。
此外，正如世界各地的情況和前面提到的那樣，智能傳感器行業(yè)的生產(chǎn)和供應鏈受到了破壞。
其他一些調(diào)查結果：
2019年已經(jīng)占據(jù)最大份額的圖像傳感器市場（約占全球
智能傳感器市場的五分之一）在工業(yè)領域的高度采用率將在2026年占據(jù)主導地位。
然而，根據(jù)聯(lián)合市場研究，預測期內(nèi)增長最大的是光傳感器細分市場。主要原因是對智能燈和智能開關的需求不斷增加。
從垂直行業(yè)的角度來看，汽車行業(yè)不僅繼續(xù)保持市場份額的領先地位；在整個預測期內(nèi)，其復合年增長率也將達到最高水平（21.7%）。電動汽車的日益普及是一個因素，而自動駕駛汽車的出現(xiàn)則是另一個重要市場。
讓我們再看看傳感器市場的整體情況，以及聯(lián)合市場研究（在疫情開始之前）的一些舊發(fā)現(xiàn)。
根據(jù)這項研究，到2022年，全球傳感器市場的復合年增長率（CAGR）將達到11.3%。一個很關鍵驅(qū)動因素還是物聯(lián)網(wǎng)。
為了能夠在傳感器領域與其他市場研究進行比較，首先需要定義。Allied Market Research將傳感器定義為“檢測、測量或指示任何特定物理量（如光、熱、運動、水分、壓力或類似實體）的設備，通過將其轉(zhuǎn)換為任何其他形式，主要是電脈沖?！?
從現(xiàn)在到2022年，傳感器需求的增長主要是由于（無具體順序）：
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毋庸置疑，物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的日益普及。
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消費電子產(chǎn)品的進步。
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傳感器和傳感器技術本身的進步。
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智能手機中各種傳感器的使用越來越多。
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自動化行業(yè)的強勁需求（工業(yè)4.0）。
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汽車工業(yè)的增長。
可穿戴設備需求增加
如果我們看看傳感器的類型，就會發(fā)現(xiàn)圖像傳感器將見證最高的市場增長。從技術角度看，微機電系統(tǒng)（MEMS）在2015年占據(jù)了45%的市場份額。在預測期內(nèi)，納米機電系統(tǒng)（NEMS）有望成為增長最快的產(chǎn)品，但是MEMS技術仍將保持領先地位。
Allied Market Research預計，隨著數(shù)字健康變得越來越重要，醫(yī)療保健行業(yè)將在2022年之前保持快速增長，復合年增長率為12.6%。在疫情影響之下，情況可能更是如此。
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