哪些傳感器能夠享用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展“紅利”
前言
如果說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是以人為中心，通過(guò)物與物之間的互動(dòng)和連接，增強(qiáng)人類對(duì)周圍環(huán)境的感知和響應(yīng)，那么工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）中的通信則是面向機(jī)器的，它橫跨各種不同的市場(chǎng)和應(yīng)用，主要場(chǎng)景包括監(jiān)視類應(yīng)用和自動(dòng)化應(yīng)用。可以說(shuō)，IIoT影響著整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈，是智能制造的必然要求。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之所以重要，主要是因?yàn)樗兄诠芾碚吒旄玫刈龀鰶Q策。同時(shí)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所能帶來(lái)的變化與許多企業(yè)正在進(jìn)行的數(shù)字化轉(zhuǎn)型密切相關(guān)。
那么，哪些行業(yè)正在采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)呢？總體來(lái)看，目前制造業(yè)、零售業(yè)、公用事業(yè)和運(yùn)輸業(yè)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用較普遍的行業(yè)。
| ● | 在制造業(yè)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以讓制造商更好地了解生產(chǎn)線的運(yùn)行情況，并提前預(yù)知機(jī)器在何時(shí)需要維修，從而減少意外停機(jī)的情況發(fā)生。 |
| ● | 在公用事業(yè)方面，借助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，管理者能隨時(shí)監(jiān)控遠(yuǎn)程設(shè)備的運(yùn)行狀況，大大降低了人工巡檢成本。 |
| ● | 對(duì)零售商來(lái)說(shuō)，有了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，供應(yīng)鏈、運(yùn)輸過(guò)程等一切信息盡在掌握中。 |
除去上面這些我們耳熟能詳?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域，醫(yī)療保健和政府部門(mén)接下來(lái)將有可能成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用大戶。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)究竟有多大？
另?yè)?jù)MarketsandMarkets的預(yù)測(cè)，到2025年，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)將從2020年的773億美元增長(zhǎng)至1,106億美元，年復(fù)合年增長(zhǎng)率為7.4%。半導(dǎo)體和電子設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步、云計(jì)算平臺(tái)的大量使用、IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化以及各國(guó)政府對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)研發(fā)活動(dòng)的支持等因素將進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳感器市場(chǎng)影響有多大？
談起工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，它的三個(gè)主要的基礎(chǔ)設(shè)施組件最容易被大家提出來(lái)，那就是傳感器、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)分析。然而，每一個(gè)組件分析起來(lái)都要花費(fèi)很長(zhǎng)的篇幅，今天我們就把討論內(nèi)容主要放在傳感器上面。
根據(jù)項(xiàng)目的不同，傳感器可以是攝像機(jī)，也可以是溫度計(jì)或運(yùn)動(dòng)傳感器等。所有這些傳感器將產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的快速分析，就可以迅速做出有利于提高企業(yè)效率的決策。這些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備無(wú)一不需要配備相應(yīng)的傳感器。其中，制造業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的接受度相對(duì)較高，從系統(tǒng)裝配線到測(cè)試和檢測(cè)，越來(lái)越多的傳感器被用于制造業(yè)的各種應(yīng)用。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中有哪些關(guān)鍵傳感器？
數(shù)據(jù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施的關(guān)鍵，傳感器對(duì)于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的智能化至關(guān)重要。為了滿足現(xiàn)代工廠中各種各樣的應(yīng)用目的，需要配備多種傳感器，光學(xué)、溫度、運(yùn)動(dòng)、位置、視覺(jué)等是最常見(jiàn)的傳感器類型。下面重點(diǎn)介紹工業(yè)自動(dòng)化解決方案所需的幾種傳感器類型。
| ● | 煙霧傳感器：該傳感器問(wèn)世時(shí)間很長(zhǎng)，在物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)自動(dòng)化解決方案中創(chuàng)造了很多有趣的應(yīng)用案例，如暖通空調(diào)、建筑工地監(jiān)控以及火災(zāi)和煤氣泄漏幾率較高的工業(yè)裝置。當(dāng)煙霧傳感器與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案集成后，即使是最輕微的氣體泄漏或輕微的火災(zāi)事件也能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。 |
| ● | 接近傳感器：它們最常見(jiàn)于汽車保險(xiǎn)杠上，以在即將發(fā)生碰撞時(shí)提醒駕駛員。接近傳感器在零售業(yè)也有應(yīng)用，當(dāng)顧客走近產(chǎn)品時(shí)，該顧客會(huì)被告知折扣。 |
| ● | 紅外傳感感：紅外傳感器基本上是用來(lái)偵測(cè)人類的存在，已廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，但在過(guò)去幾年里，與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案相結(jié)合的紅外傳感器也在其他行業(yè)得到應(yīng)用，現(xiàn)在它們已被廣泛部署在電子、化學(xué)和醫(yī)療保健行業(yè)。Murata、Melexis、已并入Renesas Electronics的Intersil等是為數(shù)不多的可以提供工業(yè)中使用的物聯(lián)網(wǎng)紅外傳感器的企業(yè)。 |
| ● | 壓電傳感器：當(dāng)與物聯(lián)網(wǎng)解決方案集成時(shí)，壓電傳感器可以實(shí)時(shí)發(fā)送與壓力變化相關(guān)的數(shù)據(jù)。利用這些傳感器，我們可以開(kāi)發(fā)一個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)測(cè)壓力關(guān)鍵設(shè)備，如鍋爐、水系統(tǒng)、航空航天、石油鉆井系統(tǒng)等。 |
| ● | 運(yùn)動(dòng)傳感器：它能感知設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、加速度、旋轉(zhuǎn)角度、位移等信息，比如在精密有感伺服電機(jī)控制中需要用到的磁阻傳感器。這些信息對(duì)于機(jī)器設(shè)備操控的精確性和效率至關(guān)重要。 |
| ● | 溫度傳感器：溫度傳感器是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中應(yīng)用最廣泛的傳感器之一。在許多行業(yè)中都能找到它們的使用案例，其中包括制藥、生物技術(shù)和其他溫度監(jiān)控至關(guān)重要的行業(yè)。 |
| ● | 光學(xué)傳感器：光學(xué)傳感器的底層技術(shù)使其能夠監(jiān)測(cè)任何種類的電磁輻射，即光、電和磁場(chǎng)等。電信、電梯、建筑、醫(yī)療、安全系統(tǒng)都是光學(xué)傳感器的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。比如Vishay的VCNL4020X01和TCPT1600X01就是專為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的光學(xué)傳感器。 |
| ● | 圖像傳感器：圖像傳感技術(shù)在醫(yī)療保健、交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)實(shí)現(xiàn)革命性的工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程中起到了推動(dòng)作用。在醫(yī)療行業(yè)，圖像傳感器可以用來(lái)測(cè)量心跳和血壓，通過(guò)讀取一整天的血壓變化，有助于預(yù)防心血管疾病的發(fā)生。在運(yùn)輸行業(yè)，圖像傳感器通過(guò)提醒同一軌道上接近的列車司機(jī)來(lái)防止列車相撞。Omron在物聯(lián)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)圖像傳感技術(shù)并且成果顯著的企業(yè)。 |
| ● | 視覺(jué)傳感器：機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展使得光學(xué)攝像頭在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤其是隨著機(jī)器人的應(yīng)用，建立3D視覺(jué)信息的需求會(huì)越來(lái)越普遍，所以飛行時(shí)間（ToF）光學(xué)傳感器等能夠獲取“深度”數(shù)據(jù)的技術(shù)也會(huì)迎來(lái)嶄新的發(fā)展機(jī)遇。 |
| ● | 超聲波/毫米波傳感器：在光線較暗、視覺(jué)傳感器受限的情況下，超聲波傳感器通過(guò)監(jiān)聽(tīng)從對(duì)象上反射回來(lái)的回波可對(duì)視場(chǎng)中的物體進(jìn)行探測(cè)，在避障應(yīng)用中這是一種成熟且成本效益突出的方案。近年來(lái)，隨著毫米波雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，基于毫米波的感知和探測(cè)方案越來(lái)越被工業(yè)企業(yè)所接受。盡管毫米波傳感器目前的成本仍然較高，但是其可以測(cè)量物體速度、角度和位置等更豐富的信息，這些優(yōu)勢(shì)無(wú)疑將加速它的普及應(yīng)用。 |
上述傳感器并不是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中所需傳感器的全部，許多其他傳感器正在廣泛部署在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案中，其中許多能夠測(cè)量其他參數(shù)的傳感器正在開(kāi)發(fā)中。物聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑是工業(yè)自動(dòng)化的未來(lái)，其潛力在很大程度上取決于傳感器的有效性、高效性和智能性；從傳感器的角度來(lái)看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展無(wú)疑也為其高速發(fā)展提供了豐厚的“紅利”，如何把握住這一機(jī)遇，至關(guān)重要。
審核編輯：郭婷
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