MEMS等技術(shù)發(fā)展使微傳感器成為可能

　　物聯(lián)網(wǎng)至今無確切的、統(tǒng)一的定義。有人提出：物聯(lián)網(wǎng)是物與物之間相連的互聯(lián)網(wǎng)，核心基礎(chǔ)仍是互聯(lián)網(wǎng)。有人提出：物聯(lián)網(wǎng)不是互聯(lián)網(wǎng)的下一代，是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的拓展。物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵要比傳感網(wǎng)大，比泛在網(wǎng)小，物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)物到物、物到人、人到人的信息獲取、傳輸、處理等管理功能。

　　筆者根據(jù)有關(guān)資料分析、整理，物聯(lián)網(wǎng)的定義為“通過傳感裝置（器），按約定協(xié)議，將物與網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)信息管理的一種網(wǎng)絡(luò)。”這里的傳感裝置可以是智能傳感器（對連續(xù)控制領(lǐng)域）、射頻識別器RFID（對離散控制領(lǐng)域）、其它獲取信息的傳感裝置等。這里的網(wǎng)可以是互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、局域網(wǎng)、個域網(wǎng)、以它網(wǎng)、現(xiàn)場總線等。

　　我國物聯(lián)網(wǎng)總體尚處于起步階段，為推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，工業(yè)和信息化部將采取四大措施支持電信運(yùn)營企業(yè)開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用工程，主要是：

　　● 突破關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新。如低能耗、低成本、通用性、實(shí)時性、智能性等共性關(guān)鍵技術(shù)，“協(xié)同”處理技術(shù)，推廣應(yīng)用技術(shù)等。

　　● 制訂發(fā)展規(guī)劃，全面合理布局。重點(diǎn)發(fā)展高端傳感器、MEMS傳感器、智能網(wǎng)絡(luò)傳感器、傳感器節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān);超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件;重點(diǎn)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的終端設(shè)備、應(yīng)用軟件和信息服務(wù)。

　　● 推動示范應(yīng)用，帶動產(chǎn)業(yè)價值。目前物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用主要在八大方面，即工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、智能電網(wǎng)、交通運(yùn)輸領(lǐng)域、物流領(lǐng)域、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域、公共安全領(lǐng)域。建設(shè)應(yīng)用示范工程，確立以應(yīng)用帶動產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，提升物聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)用過程中產(chǎn)業(yè)鏈的整體價值。

　　● 制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，保障健康發(fā)展。根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求，形成技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)制訂和知識產(chǎn)權(quán)協(xié)調(diào)互動機(jī)制。加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)研究，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證、測試和仿真等標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)平臺，加快關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的制訂、實(shí)施和應(yīng)用。積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)制訂，整合國內(nèi)研究力量形成合力，推動國內(nèi)自主創(chuàng)新的研究成果推向國際。

　　智能傳感器的發(fā)展

　　智能傳感器這一概念是由國外引進(jìn)的，通常定義為“帶有微處理器，具有信息處理功能的傳感器”。根據(jù)《敏感組件和傳感器名詞術(shù)語》國家標(biāo)準(zhǔn)，這里“傳感器”的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感組件和轉(zhuǎn)換組件組成。這里的“處理功能”主要包括：

　　● 自檢測、自修正、自保護(hù)功能。如自動采集數(shù)據(jù)、自檢驗(yàn)、自處理、自動存貯和記憶;自校零、自校正、自標(biāo)定、自補(bǔ)償;自尋故障、自修正等。

　　● 判斷、決策、思維功能。能根據(jù)輸入信息進(jìn)行判斷和制定決策、通過軟件控制做出多種決定。

　　● 雙向通信、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字輸出或符號輸出功能。特別要指出的是，智能傳感器的概念是動態(tài)的、發(fā)展的、變化的。

　　80年代，將信號處理電路（濾波、放大、調(diào)零）與傳感器設(shè)計在一起，輸出4～20mA電流或0～5V電壓，這樣的傳感器為當(dāng)時意義的智能傳感器。我們稱之為“第一代智能傳感器”。

　　80年代末到90年代中后期，將單片微處理器嵌入傳感器中，實(shí)現(xiàn)溫補(bǔ)、修正、校準(zhǔn)，同時由A/D變換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。這種類型的傳感器不但有硬件，還可通過軟件對信號進(jìn)行簡單處理，輸出為數(shù)字信號。我們稱之為“第二代智能傳感器”。

　　“現(xiàn)場總線”概念提出后，對傳感器的設(shè)計提出了新要求，要求實(shí)現(xiàn)全數(shù)字、開放式的雙向通信，測量和控制信息的交換在底層上主要是通過現(xiàn)場總線來完成，數(shù)據(jù)交換主要是通過Intranet等網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，傳感器設(shè)計上軟件占主要地位，通過軟件將傳感器內(nèi)部各個敏感單元或與外部的智能傳感器單元聯(lián)系在一起。我們稱之為“第三代智能傳感器”。

　　進(jìn)入21世紀(jì)后，由于MEMS技術(shù)、低能耗的模擬和數(shù)字電路技術(shù)、低能耗的無線射頻（RF）技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，使得開發(fā)小體積、低成本、低功耗的微傳感器成為可能。這種微傳感器一般裝備有：一個用于感知外界環(huán)境物理量的敏感組件（如壓力、溫度、濕度、光、聲、磁等），一個用于處理敏感組件采集信息的計算模塊，一個用于通信的無線電收發(fā)模塊，一個為微傳感器的各種操作提供能量的電源模塊。我們稱之為 “第四代智能傳感器”或“智能網(wǎng)絡(luò)化傳感器”。