值得关注的5项物联网传感器技术

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根据new的数据，物联网传感器占2022年出货的所有传感器的三分之一研究题上。现在，普通的物联网设备配有四个传感器。

5传感器技术将在未来几年改变物联网传感器格局，即1。更智能的传感器;2.更省电的传感器;3.软传感器和虚拟传感器;4.传感器融合;5.生物传感器。

为什么重要?

物联网设备的不断渗透导致传感器制造商面临不同的技术要求(例如，超低功耗、更小的外形、预处理和连接)。

500亿个物联网传感器，并且还在增加

近年来物联网的兴起与传感器的兴起齐头并进。平均来说，连接了四个新传感器随着每一个新的物联网设备上线。目前大约有140亿个物联网连接，这意味着已经部署了超过500亿个联网传感器。物联网传感器技术在物联网技术堆栈中发挥着至关重要的作用，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年出货的传感器中有三分之一是物联网传感器，这意味着它们是物联网设备的一部分。根据136页2022-2027年物联网传感器市场报告，的市场物联网传感器在2022年达到109亿美元，预计在未来五年内将以16%的复合年增长率增长.

的市场基于MEMS的物联网传感器美国尤为强劲，2022年占全球传感器收入的50%。这一细分市场中的领先公司有博世传感器技术公司和ST微电子。

的市场图像传感器对于物联网也特别重要，因为三个最重要的物联网用例推动了物联网的采用，即机器视觉、联网监控摄像头和高级汽车驾驶辅助系统。这一领域的领先传感器供应商包括索尼和AMS AG。

5种趋势传感器技术

物联网传感器市场有几项令人兴奋的技术创新。在本文中，我们强调了未来几年将改变物联网传感器格局的五大物联网传感器技术趋势。

1.传感器变得越来越智能，可以充当边缘设备

传感器变得越来越先进。关键的物联网传感器技术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”智能传感器不是简单地将传感器信号传递给价值链中的下一级，而是可以直接处理信号(例如，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。这些传感器是为人工智能推理而设计的，具有许多优势，例如，可以立即做出决定，可以处理敏感数据，而不必将其发送到其他地方，也不会产生数据被盗的风险。

例子:2022年1月，亚马孙揭开它的环形家庭安全玻璃破碎传感器，利用人工智能技术和Syntiant NDR101BQQF神经处理器直接在传感器上检测玻璃破碎。这种传感器可以精确地探测到25英尺外的玻璃破碎事件，如窗户被打碎或破裂，并当场发出警报。

2.传感器变得更加节能(例如，用于能量收集)

越来越多的传感器使用可再生能源为自己供电，如太阳能或动能，从而消除了更换电池或其他电源的需要。这项创新提高了物联网设备的可靠性和寿命，特别是那些部署在偏远或难以到达的位置的设备。这些设备可以自我维持，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的变化，通过以下变化使传感器更加节能:

减少了形状因素。使用小型超低功耗微控制器(如STMico STM8L)传感器不会消耗太多能量。

I提高信噪比。为了节省能源，传感器可以包括一个信号处理组件，用于过滤噪声或干扰，以便有针对性地使用电源来检测和测量实际信号。

示例: 对环境友好的 是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，这使得它可以在没有电池或外部电源的情况下在建筑物内工作。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持续长达30天。该设备通过LoRaWAN技术连接，这使得它可以使用最小的功率远距离无线传输数据。这使得它非常适用于各种室内环境，如办公室、仓库或工厂。

3.软传感器和虚拟传感器日益成为物理传感器的补充

在某些情况下，安装物理传感器不切实际或成本高昂(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。

软传感器是一种计算算法，它基于其他现有的物理传感器和算法/计算模型来估计难以测量的量的值，这些传感器和算法/计算模型可以推断出测量的量的值。

虚拟传感器类似于软传感器，不同之处在于其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。

软传感器的例子:罗克韦尔自动化公司的 预测质量软件应用程序创建预测模型，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，并作为推理传感器来预测质量参数(作为附加物理传感器的替代方案) (环).

虚拟传感器的示例:2021年，西门子开发了一款口袋大小的edge计算机，可以连接到资产(如电机)上，帮助计算虚拟传感器值。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。该操作既不需要现场温度计也不需要任何其他实际传感器读数，因为它依赖于机器状态参数和电机的虚拟模型(环).

4.围绕传感器融合的创新(尤其是自动驾驶)

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周围环境的信息。车辆的车载计算机利用这些信息进行导航和决策。自动驾驶的三个关键传感器包括激光雷达、雷达和3D相机(图像传感器)。各大汽车主机厂，如梅赛德斯、宝马、沃尔沃和通用汽车，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，最近该公司开始向特斯拉视觉(一种基于摄像头的系统)过渡，在2021年从Model 3和Model Y中移除雷达，随后在Model S和Model X中移除雷达2022.

公司，包括索尼、Mobileye和Waymo，目前正专注于物联网传感器技术创新，将摄像头与激光雷达和雷达等其他传感技术相结合，以改善其自动驾驶解决方案的图像分析。由于相机、雷达和激光雷达可以感知环境的不同特征，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，以决定行动路线或计算输出。总的来说，自动驾驶汽车中的传感器协同工作，提供汽车周围环境的完整图像，使其能够做出安全有效的驾驶决策。

例子: 索尼依赖于在自动驾驶应用中使用带有激光雷达或雷达的相机进行物体识别任务的优势。例如，该公司目前正在研究一种结合相机和雷达的解决方案。这种组合可能有利于在夜间识别人和车辆。相机和激光雷达的组合有利于停车辅助功能，这需要高度精确的距离测量(环).

“只有当所有的技术部件都被构建为一个单一的集成系统，实现所有部件之间的协同作用时，自动驾驶汽车才会取得成功。从硅到完整的自动驾驶系统，这是一项艰巨的任务——这就是Mobileye要做的。”

5.生物传感器越来越成熟(主要用于医疗保健应用)

近年来，生物传感器和一次性传感器技术已经成熟，并已被医疗保健行业采用。生物传感器研究的最新突破表明，这项技术在其他领域也几乎可以上市。术语“生物传感器”是“生物传感器”的缩写生物元素与被测分析物相互作用，传感器将生物反应转化为电信号。根据其应用，生物传感器也被称为免疫传感器、光学器件、共振镜、化学金丝雀、生物芯片、血糖仪或生物计算机。

生物传感器的例子: 雅培(公司名)自由泳是最商业化的葡萄糖监控生物传感器解决方案之一。自由式自由系统目前有超过300万用户全球范围内。在2022年的Q2，阿博特据报告的FreeStyle Libre系统的销售额有机增长超过25%。