物聯(lián)網(wǎng)時代傳感器低成本化發(fā)展的思考

摘要：在對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵、體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)闡述和分析基礎(chǔ)上，闡述了傳感器與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系以及傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的戰(zhàn)略意義，分析了傳感器技術(shù)的低成本化發(fā)展方向，并提出了一些低成本化措施。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；體系架構(gòu)；傳感器；低成本

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)號稱是繼計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)之后的信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，有研究機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，10年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)就可能大規(guī)模普及，這一技術(shù)將會發(fā)展成為一個上萬億元規(guī)模的高科技市場，其產(chǎn)業(yè)要比互聯(lián)網(wǎng)大30倍。
物聯(lián)網(wǎng)是全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢之一，也是我國“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向。目前，國家正在大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，2010到2015年為物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入期，在主導(dǎo)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物物互聯(lián)；2015年到2020年為成長期，物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)半智能化：2020年之后為發(fā)展期，物聯(lián)網(wǎng)將全面實(shí)現(xiàn)智能化。預(yù)計(jì)到2015年的市場規(guī)模就會超過2 000億元，2025年將達(dá)到7 500億元，年增長率超過30％，市場前景將超過計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通訊等市場。

1 物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)
按照國際電信聯(lián)盟(ITU)的定義，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物到物(Thing to Thing，T2T)、人到物(Human to Thing，H2T)、人列人(Human to Human，H2H)之間的互連。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈可以細(xì)分為標(biāo)識、感知、處理、信息傳送、控制管理五個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運(yùn)營商的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)。
物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)包括三個層次：一個是感知網(wǎng)絡(luò)，即以二維碼、RFID、傳感器為主來實(shí)現(xiàn)“物”的識別；二是傳輸網(wǎng)絡(luò)，即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算；三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，也就是各種應(yīng)用服務(wù)，包括輸入輸出控制終端以及手機(jī)等終端。
感知層是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的基礎(chǔ)，包括二維碼標(biāo)簽和識讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)關(guān)等。要解決的重點(diǎn)問題是感知和識別物體，采集和捕獲信息，要突破的方向是具備更敏感、更全面的感知能力，解決低功耗、小型化和低成本的問題。物聯(lián)網(wǎng)感知層的技術(shù)結(jié)構(gòu)特征如表1所列。

網(wǎng)絡(luò)層主要用于實(shí)現(xiàn)更加廣泛的互聯(lián)功能，它能夠把感知到的信息無障礙、高可靠、高安全性地進(jìn)行傳送，但它需要傳感器網(wǎng)絡(luò)與移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合。各種通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)形成的融合網(wǎng)絡(luò)，被普遍認(rèn)為是最成熟的部分，除網(wǎng)絡(luò)傳輸之外，還包括網(wǎng)絡(luò)的管理中心和信息中心，用以提升對信息的傳輸和運(yùn)營能力，也是物聯(lián)網(wǎng)成為普遍服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。有待突破的方向是向下與感知層的結(jié)合，向上與應(yīng)用層的結(jié)合。表2所列是物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的技術(shù)結(jié)構(gòu)特征。
應(yīng)用層主要包含應(yīng)用支撐平臺子層和應(yīng)用服務(wù)子層，是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廣泛智能化應(yīng)用的解決方案集，用于提供物物互聯(lián)的豐富應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)通過應(yīng)用層最終實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與行業(yè)的深度融合，對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有廣泛影響?，F(xiàn)在的關(guān)鍵問題在于信息的社會化共享、開發(fā)利用以及信息安全的保障。