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隨著我國物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等新興領域的持續(xù)帶動，傳感器在智能手機、可穿戴設備、工業(yè)自動化設備、汽車電子、環(huán)保檢測與治理、醫(yī)療器械、智能家電等整機產品中的應用更為廣泛，不斷拉升了我國傳感器產品的市場規(guī)模。
一、工業(yè)物聯(lián)網發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展因素
自2009年我國第一次提出“感知中國”戰(zhàn)略起，物聯(lián)網產業(yè)開始進入了高速發(fā)展的快車道。經過十多年的發(fā)展，物聯(lián)網產業(yè)已經成為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分，通過新一代信息技術的高度集成和綜合運用，對改造傳統(tǒng)產業(yè)，促進傳統(tǒng)產業(yè)轉型升級，以及加速新一輪產業(yè)變革和經濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。“十三五”期間，工信部將推動物聯(lián)網規(guī)模應用，推進物聯(lián)網在消費領域的應用創(chuàng)新，以及加快物聯(lián)網與工業(yè)、能源、環(huán)保等領域的深度融合。
目前，我國物聯(lián)網發(fā)展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產業(yè)和應用基礎，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年我國整個物聯(lián)網產業(yè)的銷售收入超過7500億元，預計到2020年，我國物聯(lián)網規(guī)模將突破17000億元。
目前，工業(yè)作為物聯(lián)網的重要應用領域，正處于智能轉型的關鍵階段。工業(yè)和信息化部部長苗圩提出，“十三五”時期是我國制造業(yè)提質增效、由大變強的關鍵期。實現(xiàn)“數(shù)字化、網絡化、智能化”制造，是制造業(yè)發(fā)展的新趨勢，也是新一輪科技革命和產業(yè)變革的核心所在。工業(yè)物聯(lián)網融合了“數(shù)字化、網絡化、智能化”的趨勢需求，通過將傳感器嵌入裝配到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑、供水系統(tǒng)、油氣管道等各種工業(yè)設備中，實現(xiàn)物聯(lián)網與工業(yè)過程的有機融合，從而大幅提高生產制造效率，改善產品質量，并降低產品成本和資源消耗，將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能工業(yè)。
2015年我國工業(yè)物聯(lián)網規(guī)模達到1475.6億元，在整體物聯(lián)網產業(yè)中的占比由2014年的18%上升至19.6%。在政策的推動下，預計2020年，工業(yè)物聯(lián)網在整體物聯(lián)網產業(yè)中的占比將達到25%，規(guī)模將突破4300億元。
未來幾年我國工業(yè)物聯(lián)網的整體規(guī)模一直保持著接近25%的增長勢頭，制造企業(yè)提升自身競爭力是推動工業(yè)物聯(lián)網發(fā)展的主要原因。我國企業(yè)目前多處于工業(yè)2.0與3.0的邊緣，成本控制、生產效率和流程管理等方面水平較低，需要提升的空間還很大。物聯(lián)網技術為信息化和工業(yè)化融合創(chuàng)造了一個結合點，使得信息化進程和工業(yè)化進程不再獨立進行，而是兩者在技術、產品、管理等各個層面相互交融，以信息化帶動工業(yè)化，以工業(yè)化促進信息化，幫助企業(yè)進行生產流程、組織管理和服務升級等方面的改造，進而提升企業(yè)在市場中的競爭力。
同時，政策因素有力地推動了工業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展。隨著工業(yè)4.0戰(zhàn)略在全球范圍的推進，智能工業(yè)逐漸變成各國的焦點。在鼓勵節(jié)能減排和綠色環(huán)保的大背景下，從2009年基于物聯(lián)網的“感知中國”命題的提出，到2012年工業(yè)和信息化部發(fā)布的《物聯(lián)網“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，再到2015年***總理簽批的中國版“工業(yè)4.0”規(guī)劃《中國制造2025》，我國工業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展具備良好的政策環(huán)境。
二、工業(yè)傳感器發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢
我國物聯(lián)網技術已經融入到了紡織、冶金、機械、石化、制藥等工業(yè)制造領域。目前在工業(yè)領域已經可以做到用互聯(lián)網監(jiān)控并管理生產鏈、物資供應鏈。其中傳感器在工業(yè)自動化過程中極為重要，扮演著為物理世界和控制系統(tǒng)提供信息連接的重要角色。在工業(yè)過程控制中，計算機技術已經相對成熟，需要采集的信息正在不斷增加，生產過程要求大量的各類傳感器，如壓力傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、氣體傳感器、濕敏傳感器和磁敏傳感器等，把大量非電量的物化參數(shù)轉化成電信號控制信息，以滿足各個工業(yè)過程中的自動化和智能化的發(fā)展需求。如今，使用數(shù)量較多的有壓力、位移、加速度、角速度、溫度、濕度和氣體傳感器。
隨著我國物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等新興領域的持續(xù)帶動，傳感器在智能手機、可穿戴設備、工業(yè)自動化設備、汽車電子、環(huán)保檢測與治理、醫(yī)療器械、智能家電等整機產品中的應用更為廣泛，不斷拉升了我國傳感器產品的市場規(guī)模。其中，2015年，帶有芯片的傳感器在工業(yè)領域的應用規(guī)模達到160.7億元，約占傳感器市場規(guī)模的14%。
未來幾年，信息技術在工業(yè)領域的全面應用將會促進工業(yè)傳感器市場規(guī)模的迅速增長?！爸袊圃?025”的提出會促進企業(yè)全面智能化改造，加快產品更新?lián)Q代，提高產品技術含量，逐漸縮短國內與國際先進水平的差距，在生產設備、工業(yè)環(huán)境和流程管理等部分中融入傳感器、微處理器、PLC和數(shù)字通信接口等現(xiàn)代信息技術，提高產品的數(shù)字化、智能化和網絡化的程度，進而提高產品的技術含量和附加價值，最終實現(xiàn)我國制造企業(yè)競爭力的提高以及整體工業(yè)水平的提高。由此可見，傳感器在工業(yè)領域將會有廣闊的應用前景。
然而，傳統(tǒng)的傳感器在工業(yè)領域依舊存在著一些局限性：與總線相連的傳感器代價昂貴，傳感器組網的開銷成本巨大;在人力難以靠近的危險區(qū)域布線困難;不同類型的傳感器和控制系統(tǒng)的軟硬件之間協(xié)議不兼容。
在此背景下，隨著無線傳感器網絡技術的發(fā)展與成熟，無線傳感器網絡產品開始憑借自身獨特的優(yōu)勢，開始逐步替代傳統(tǒng)有線傳感器產品，并滲入到工業(yè)領域的各個環(huán)節(jié)，成為市場上的新興熱點。無線傳感器與傳統(tǒng)有線傳感器相比存在，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、無線傳感器具有較高的靈活性，適用于有移動需求但不方便布線的情況，如起重機、移動裝瓶設備、交通行業(yè)、自動引導車輛系統(tǒng)和單軌輸送機等。
2、無線傳感器具有較高的可靠性。無線傳感器可以避免運動帶來的損傷，如長拖鏈所帶來的導線彎折、旋轉運動導致電纜線的扭曲折斷等。同時，排除了有線網絡中由連接器引起的故障因素。
3、無線傳感器具有較高的安全性。隨著技術的發(fā)展和新威脅的不斷出現(xiàn)，安全維護的升級能力是必不可少的。新的加密策略和隱蔽的數(shù)據(jù)傳送預示著無線的安全級別將超過有線系統(tǒng)。另外在一些危險的極端環(huán)境，如不方便布線的爆破場合，無線傳感器可以保障人員安全。
4、無線傳感器可以大幅度減少人員工作量。受橋梁、河流、山川等地勢影響，在線纜無法任意搭建的地方，無線傳感器可以減小人力成本和工程周期。故障出現(xiàn)時，無線傳感器檢修點較為集中，可以消除以往沿線巡查的繁瑣事務。
5、無線傳感器成本低廉。無線傳感器相對于有線傳感器安裝、維護、故障診斷和升級配線費用具有明顯的成本優(yōu)勢。
如今，現(xiàn)代化工業(yè)生產向著大型、快速、高效、低耗和環(huán)保的方向發(fā)展。隨著信息技術的發(fā)展，生產的智能化和業(yè)務流程的智能化是整體智能化的前提，企業(yè)紛紛開始實施生產線的改造以及IT設備的升級改造來實現(xiàn)企業(yè)內部的互聯(lián)網化，最終實現(xiàn)新一代信息技術與制造業(yè)深度融合，形成新的生產方式、產業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式。無線傳感器憑借其靈活、安全、可靠、便捷以及低成本優(yōu)勢，將在未來企業(yè)智能化生產中發(fā)揮特殊的作用。
三、工業(yè)無線傳感器網絡產品發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
工業(yè)無線傳感器網絡產品為系統(tǒng)級產品，即包括現(xiàn)場無線傳感器、數(shù)據(jù)轉發(fā)網關和監(jiān)控主機等在內的整體解決方案。因具有成本低、范圍大、布設靈活、移動支持等特點，工業(yè)無線傳感器網絡產品在力學參數(shù)檢測、工業(yè)監(jiān)控、智能電力、礦山安全、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測等行業(yè)的應用一直廣受重視;與此同時，工業(yè)無線傳感器網絡產品也面臨著延長節(jié)點工作時間、增加通信距離、小型化、標準化等技術挑戰(zhàn)和尋找應用場景等市場挑戰(zhàn)。
隨著工業(yè)無線傳感器網絡技術的不斷成熟，以及市場需求的不斷提升，工業(yè)無線傳感器網絡產品對傳統(tǒng)工業(yè)傳感器替代效果不斷提升。2015年，我國工業(yè)無線傳感器網絡產品在工業(yè)傳感器市場中的占比約為4.9%，規(guī)模達到7.8億元。到2020年，我國工業(yè)無線傳感器網絡產品在工業(yè)傳感器市場中的占比將達到為11.7%，市場規(guī)模預計達到36億元，年復合增長率高達35.8%，市場前景廣闊。
從有線網絡到無線網絡的變化將加速無線傳感器網絡的成長，透過無線傳感器網絡可接觸到比有線網路更廣泛、更彈性化以及可擴展的多元應用。隨著近幾年無線傳感器網絡技術的飛速發(fā)展，越來越多的無線傳感器網絡產品開始投入使用。目前無線傳感器網絡產品主要用于檢測和監(jiān)測兩部分市場。
無線傳感器網絡產品在檢測市場主要應用于國防研究、高校、專業(yè)科研及檢測機構和大型裝備制造幾個領域。在這幾個檢測領域中，無線傳感器網絡產品相對于有線產品具有成本低，靈活性高和應用情景廣等顯著特點，無線替代有線的發(fā)展趨勢已逐步顯現(xiàn)。國防產品需要進行大量的試驗和測試以確保產品的精確性和穩(wěn)定性，因此對測試國防產品的傳感器提出了高可靠性的要求。近幾年，國家開始實施越來越多的國防重大工程，并致力于逐步實現(xiàn)自主可控，再加上更換頻率高，對檢測傳感器的需求也正在逐步擴大;如今，我國已經具有一定規(guī)模的高校數(shù)量和較為完整的人才培養(yǎng)體系，但與國外相比，教學設備還存在差距。同樣，我國的科研院也存在著實驗設備相對落后的問題。未來隨著我國教育產業(yè)的發(fā)展，相關教學設備和實驗設備的采購需求會快速擴大，檢測傳感器的市場前景較為廣闊;我國正在加大檢測行業(yè)的發(fā)展力度，基礎設施建設如公路、鐵路和橋梁等工程的檢測需求在持續(xù)增長，使得專業(yè)的科研和檢測機構對檢測傳感器的需求增加;隨著智能制造的發(fā)展，我國對高端大型裝備的需求也越來越多。測試裝置可以有效的減少產品研發(fā)周期，提高產品質量，減低產品成本。檢測傳感器已經慢慢成為大型裝備制造企業(yè)在產品研發(fā)過程中測試產品穩(wěn)定性需求，因此檢測傳感器在大型裝備制造領域的市場規(guī)模將呈現(xiàn)上升態(tài)勢。
無線傳感器網絡產品在監(jiān)測市場主要應用于以下幾個領域：
1、工業(yè)環(huán)境監(jiān)測
工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測范圍已經涉及到整個生態(tài)環(huán)境的各個方面，包括日常環(huán)境監(jiān)測，如大氣，水，電磁輻射和放射性監(jiān)測等;同時還存在一些特殊的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測，如沙漠、高山和存在放射源等區(qū)域的監(jiān)測。這些環(huán)境對傳感器產品的靈活性、可靠性和安全性提出了高要求。無線傳感器網絡產品可以突破傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，在滿足了靈活性、可靠性和安全性的同時，為工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測降低了成本，同時也大幅度縮減了傳統(tǒng)監(jiān)測的繁瑣流程，為隨機性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利。隨著人們對于工業(yè)環(huán)境的關注程度越來越高，需要采集的環(huán)境數(shù)據(jù)也越來越多，對無線傳感器網絡產品的需求將逐步擴大。
2、智能電網
當前，全球能源、環(huán)境、氣候變化等問題日益突出，世界各國紛紛把開發(fā)利用清潔能源作為能源發(fā)展與變革的重點。智能電網如今已經成為物聯(lián)網技術的重要應用之一，也是電網發(fā)展的必然趨勢。智能電網通過先進的傳感測量技術、通訊技術、先進的控制方法和決策支持系統(tǒng)技術的應用，確保電力供應的安全性、可靠性和經濟性。為了使智能電網的持續(xù)運營，設備安全保障已經成為了關鍵問題。由于電網設備長期處于高電壓、大電流等工作狀態(tài)，同時面臨雷雨等極端自然環(huán)境的威脅，對設備實施智能監(jiān)控顯得尤為重要。無線傳感器網絡產品可對電網設備進行遠程的監(jiān)控，了解設備的工作狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂?a target="_blank">中心，對設備進行統(tǒng)一管理，同時實時監(jiān)控也提高了維護效率。隨著智能電網計劃的推進，對電網設備的智能化監(jiān)控需求形成了巨大的無線傳感器網絡產品市場。
3、數(shù)字化油田
經濟發(fā)展與社會需求的不斷擴大加速了油井數(shù)量的迅速上升，油田開發(fā)整體范圍也呈擴大趨勢。因此，油田生產、管理與經營的智能化將成為發(fā)展趨勢，數(shù)字化油田應運而生。在油田的數(shù)字化過程中，無線傳感器網絡產品可以對油井環(huán)境和井口設備實現(xiàn)實時監(jiān)控，將工作現(xiàn)場的設備狀態(tài)，環(huán)境參數(shù)等重要信息傳到控制中心，在必要時刻即刻發(fā)出警報并安排調度。隨著無線傳感器網絡產品在油田的深入推廣和廣泛示范，數(shù)字化油田的數(shù)量也將逐漸增加，無線傳感器網絡產品的市場需求將呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢。
4、智能工業(yè)
我國工業(yè)制造業(yè)正面臨新一輪產業(yè)革命的契機，制造企業(yè)利用物聯(lián)網技術進行改造升級的需求十分迫切，信息技術企業(yè)也在積極借助物聯(lián)網技術，以其為突破口迅速向工業(yè)領域滲透。以智能化為核心的工業(yè)4.0的提出，契合了物聯(lián)網技術向工業(yè)領域融合的趨勢，未來市場發(fā)展?jié)摿薮?。智能制造中的核心之一是工業(yè)過程的智能監(jiān)測。
將無線傳感器網絡技術應用到智能監(jiān)測中，將有助于工業(yè)生產過程工藝的優(yōu)化，同時可以提高生產線過程檢測、實時參數(shù)采集、生產設備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平，使得生產過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。隨著物聯(lián)網的快速發(fā)展和工業(yè)4.0的進一步推進，以智能化為核心的工業(yè)過程控制將得到快速發(fā)展，進而拉動對基于無線傳感器網絡技術的工業(yè)過程監(jiān)測系統(tǒng)解決方案的市場需求。
工業(yè)無線傳感器網絡產品飛速增長的主要原因是隨著整個物聯(lián)網生態(tài)環(huán)境的成熟，工業(yè)物聯(lián)網也由政府主導開始慢慢發(fā)展。中國工業(yè)感測終端的數(shù)量保持著飛速增長的態(tài)勢，預計伴隨著中國制造2025的推行，到2020年，中國工業(yè)感測終端將突破20億個。同時，無線通信、功耗、極端微型化（驅動力之一是MEMS傳感器）以及嵌入式計算方面的發(fā)展，也促成了面向苛刻工業(yè)環(huán)境的無線傳感器網絡的興起。工業(yè)無線傳感器網絡產品會隨著“中國制造2025”的提出所帶動的企業(yè)生產線改造和IT設備升級改造一直高速增長到2020年，并長期保持上升趨勢。
工商網監(jiān)
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