5 种值得关注的物联网传感器技术

简而言之，根据有关该主题的最新研究，物联网传感器占 2022 年所有传感器出货量的三分之一。现在，物联网设备平均配备四个传感器。
5 种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。

为什么传感器技术很重要？

物联网设备的日益普及对传感器制造商提出了不同的技术要求（例如超低功耗、更小的外形尺寸、预处理和连接性）。
500 亿个物联网传感器并且还在不断增加
近年来，物联网的兴起与传感器的兴起齐头并进。平均而言，每台新上线的物联网设备都会连接四个新传感器。当前物联网连接数约为 140 亿，这意味着已部署了超过 500 亿个连接传感器。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 年物联网传感器市场
市场概况：物联网传感器市场
2022 年出货的所有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连接设备的一部分。根据136页的《2022-2027年物联网传感器市场报告》，物联网传感器市场在2022年达到$10.9B，预计未来五年将以16%的复合年增长率增长。

基于MEMS的物联网传感器市场尤其强劲，到2022年将占全球传感器收入的50%。该细分市场的领先公司是Bosch Sensortec和ST MicroElectronics。

图像传感器市场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、联网监控摄像头和先进的汽车驾驶员辅助系统。该领域的领先传感器供应商包括索尼和AMS AG。

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5 种趋势传感器技术

物联网传感器市场有多项令人兴奋的技术创新。在本文中，我们重点介绍了五种物联网传感器技术趋势，这些趋势将在未来几年改变物联网传感器的格局。

1. 传感器变得更加智能，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到价值链的下一级，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，传感器就成为边缘设备。

最先进的智能传感器现在也将人工智能纳入其设计中。这些传感器专为人工智能推理而设计，具有许多优势，例如可以立即做出决策，可以处理敏感数据，而无需将其发送到其他地方并产生数据被盗的风险。

示例：2022 年 1 月，亚马逊推出了Ring 家庭安全玻璃破碎传感器，该传感器利用 AI 技术和 Syntiant NDR101BQQF 神经处理器直接检测传感器上的玻璃破碎情况。该传感器可准确检测 25 英尺外的玻璃破碎事件，例如窗户被砸碎或破裂，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，例如太阳能或动能，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使用寿命，特别是那些部署在偏远或难以访问的位置的设备。这些设备是自我可持续的，有助于减少整个系统设置对环境的影响。

能量收集的使用正在导致传感器设计的变化，通过以下变化使传感器更加节能：

减小外形尺寸。使用小型超低功耗微控制器（例如STMico STM8L）传感器不会消耗太多能量。
我提高了信噪比。为了节省能源，传感器可以包含一个信号处理组件，可以滤除噪声或干扰，以便它们以有针对性的方式使用其功率来检测和测量实际信号。
示例： Eco 是一款设计用于室内环境的温度和湿度传感器。它由室内太阳能电池供电，因此无需电池或外部电源即可在建筑物内运行。由于其节能设计和太阳能电池的使用，该设备在黑暗中可持续使用长达 30 天。该设备通过 LoRaWAN 技术连接，使其能够使用最小的功率长距离无线传输数据。这使其非常适合在各种室内环境中使用，例如办公室、仓库或工厂。

3. 软传感器和虚拟传感器日益补充物理传感器

在某些情况下，安装物理传感器是不切实际或成本高昂的（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推断测量量值的算法/计算模型来估计难以测量的量值。

虚拟传感器与软传感器类似，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。

软传感器示例：罗克韦尔自动化的 Predictive Quality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状况。这些模型基于历史工厂数据，并充当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）（链接）。

虚拟传感器示例：2021 年，西门子开发了一款袖珍边缘计算机，可以连接到资产（例如电机）并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。此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（链接）。

4.围绕传感器融合的创新（特别是自动驾驶）

传感器是自动驾驶汽车的重要组成部分，因为它们为自动驾驶汽车提供有关周围环境的信息。车辆的车载计算机使用此信息进行导航和做出决策。自动驾驶的三个关键传感器包括激光雷达、雷达和 3D 摄像头（图像传感器）。梅赛德斯、宝马、沃尔沃和通用汽车等主要汽车原始设备制造商都选择激光雷达作为自动驾驶的传感器。此前（2021年之前），特斯拉主要依赖雷达技术。然而，最近，该公司开始向 Tesla Vision（基于摄像头的系统）过渡，于 2021 年从 Model 3 和 Model Y 中移除雷达，随后于 2022 年从 Model S 和 Model X 中移除雷达。

索尼、Mobileye 和 Waymo等公司目前专注于物联网传感器技术创新，将摄像头与 LiDAR 和雷达等其他传感技术相结合，以改进其自动驾驶解决方案的图像分析。由于摄像头、雷达和激光雷达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来决定行动方案或计算输出。总体而言，自动驾驶车辆中的传感器协同工作，提供车辆周围环境的完整图像，使其能够做出安全、高效的驾驶决策。

示例：索尼依靠使用带有 LiDAR 或雷达的摄像头的优势来执行自动驾驶应用中的对象识别任务。例如，该公司目前正在研究一种结合摄像头和雷达的解决方案。这种组合可能有利于夜间识别人和车辆。摄像头和激光雷达的组合有利于停车辅助功能，该功能需要高精度的距离测量（链接）。

“只有当所有技术部件都构建为一个集成系统，并实现所有部件之间的协同作用时，自动驾驶汽车才会成功。构建从芯片到全自动驾驶系统的完整堆栈是一项艰巨的任务，这就是 Mobileye 要做的事情。”

Mobileye 首席执行官兼创始人 Amnon Shashua 教授

5.生物传感器变得更加成熟（主要用于医疗保健应用）

生物传感器和一次性传感器技术近年来已经成熟，并已在医疗保健行业得到采用。生物传感器研究的最新突破表明，该技术在其他领域也几乎已做好市场准备。术语“生物传感器”是“生物传感器”的缩写。生物元件与测试的分析物相互作用，传感器将生物反应转换成电信号。根据其应用，生物传感器也称为免疫传感器、光极、共振镜、化学金丝雀、生物芯片、血糖仪或生物计算机。

生物传感器示例： Abbott FreeSTyle Libre是用于血糖监测的最商业化的生物传感器解决方案之一。FreeStyle Libre系统目前在全球拥有超过300万用户。2022 年第二季度，Abbot报告FreeStyle Libre 系统销售额有机增长超过 25%。

更详细的物联网传感器见解

物联网传感器市场报告 2022–2027

一份 136 页的报告详细介绍了传感器市场，特别关注物联网传感器，包括传感器。传感器与物联网传感器的定义和市场份额、行业深度剖析、竞争格局和公司简介。

下载示例以了解更多信息：报告结构、选择定义、框架、包含的公司以及其他数据点。

该报告回答了以下问题：

传感器和物联网传感器有什么区别？

部署物联网传感器有哪些不同的方法？

谁是传感器市场和物联网传感器市场的领导者？

与传感器市场相比，物联网传感器市场规模有多大？

哪种类型的传感器市场占有率最高、增长率最高？

哪些地区的传感器和物联网传感器市场份额分别最高？

哪些行业在物联网传感器部署方面处于领先地位？

智能传感器的市场规模和增长轨迹如何？

定义：物联网传感器

物联网传感器是位于连接设备内的传感器，这些设备被归类为物联网设备（不包括智能手机、平板电脑和计算机）。物联网传感器旨在收集数据并将其直接/间接传输到云端或边缘。

这些传感器可以与设备/装置集成，嵌入处理和通信功能，也可以作为独立设备实现，其中处理和关键通信功能被推送到网关。许多物联网应用需要具有适应规格的传感器，例如低功率或高功率、无线连接和智能传感功能。这使得传感器可以用于各种场景，从每天只需要几个数据点的场景到大容量数据流的场景。