傳感器——世界是神經(jīng)末梢
工業(yè)4.0，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。
在以往，人們是依靠感覺器官從外界獲取信息，然后再經(jīng)過大腦進(jìn)行分析。但是人們自身的感覺器官的功能是有限的。可是人們需要改造的對(duì)象缺越來越宏大、抽象。比如，我們宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到cm的粒子世界，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到s的瞬間反應(yīng)等等，此外，我們還需要開拓新能源、新材料、超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁碭等等各種極端物品，而這些只依靠人的感官能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
傳感器是一種檢測裝置，它能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為數(shù)據(jù)信息或其它形式輸出給另外一方，從而使對(duì)方感知到相關(guān)信息。可以說，傳感器的產(chǎn)生就是為了延伸人類的五官功能，所以傳感器又被稱之為“電五官”。
物聯(lián)網(wǎng)之所以可以牽動(dòng)各行各業(yè)的神經(jīng)，就是人們正盡力把“傳感器”嵌入到機(jī)器、家居、交通、醫(yī)療等各種設(shè)備中，甚至包括宇宙開發(fā)、海洋探測、文物保護(hù)今后都將遍布它的影子，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，人類觸及的每一個(gè)角落都會(huì)安裝傳感器，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。
由于部署了海量的傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，相當(dāng)于一個(gè)觸覺，不同類別的傳感器所捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同，傳感器獲得的數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性采集環(huán)境信息，不斷更新數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)把這些大數(shù)據(jù)管理起來，再通過能力超級(jí)強(qiáng)大的中心計(jì)算機(jī)群，比如云計(jì)算，對(duì)其中的人、機(jī)器、設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。這就實(shí)現(xiàn)人類與物理系統(tǒng)的整合，因此人類的生產(chǎn)方式和生活可以更加精細(xì)、準(zhǔn)確和動(dòng)態(tài)，達(dá)到萬物合一的智能狀態(tài)。
所以，傳感器就是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢，它不僅是人類感知外界的核心元件，也是萬物互相感知的的核心元件，科技越發(fā)展，傳感器的敏感度就越高。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。各類傳感器的大規(guī)模部署和應(yīng)用，覆蓋范圍包括智能工業(yè)、智能安保、智能家居、智能運(yùn)輸、智能醫(yī)療等等。這就相當(dāng)于給世界布置了一套神經(jīng)系統(tǒng)，有了這套神經(jīng)系統(tǒng)，整個(gè)世界當(dāng)然更有靈性。
比如物聯(lián)網(wǎng)傳感器產(chǎn)品已率先在上海浦東國際機(jī)場防入侵系統(tǒng)中得到應(yīng)用，系統(tǒng)鋪設(shè)了3萬多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)，覆蓋了地面、柵欄和低空探測，可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。
我們都知道工業(yè)4.0是智能化生產(chǎn)，那么機(jī)器于機(jī)器之間，機(jī)器于產(chǎn)品之間就需要完成一種溝通，這也依靠傳感器的作用。另外，每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的參數(shù)，使機(jī)器工作一直處于最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，工業(yè)4.0也就失去了基礎(chǔ)。
顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對(duì)象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。
人類這種對(duì)“智慧”的渴望，帶來了傳感器研究的春天和市場的繁榮。全球?qū)τ趥鞲衅鞯男枨蟪尸F(xiàn)爆發(fā)性增長。我國傳感器市場從2004年的154.3億元人民幣增長到2007年的307.8億元，2013年的市場突破了1300億元，2014年約合人民幣1624.4億元，2015年我國傳感器需求量可達(dá)260億只。銷售額將破1300億元，遠(yuǎn)超國內(nèi)各行業(yè)平均增長率。其輻射和帶動(dòng)作用不可估量。
2014的發(fā)布《中國傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》稱未來5年是中國傳感器市場快速發(fā)展的5年，汽車電子、信息通信成為增長最快的典型應(yīng)用市場，流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器仍將占據(jù)市場主要份額。
在長三角地區(qū)集中了全國半數(shù)傳感器企業(yè)，中國傳感器的蓬勃發(fā)展，給工業(yè)4.0打下了一定的基礎(chǔ)。