無線傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢(shì)

工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品為系統(tǒng)級(jí)產(chǎn)品，其包括了無線傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)關(guān)和監(jiān)控主機(jī)等在內(nèi)的整體解決方案。因其具有成本低、范圍大、布置靈活、支持移動(dòng)的特點(diǎn)，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在力學(xué)參數(shù)檢測(cè)、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(cè)等行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用；與此同時(shí)，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品頁面臨著延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)工作時(shí)間，增加通信距離、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等技術(shù)的挑戰(zhàn)和尋找應(yīng)用場(chǎng)景等市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。

隨著工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟，以及市場(chǎng)需求的不斷提升，工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)傳感器的替代效果不斷的提升。2014年，我國(guó)工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在工業(yè)傳感器市場(chǎng)中占比約為4.3%，規(guī)模達(dá)到了6.2億元。到2019年為止，我國(guó)工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在工業(yè)傳感器市場(chǎng)中預(yù)計(jì)將達(dá)到10%，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到24.2億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)27.1%，市場(chǎng)前景廣闊。

從有線網(wǎng)絡(luò)到無線網(wǎng)絡(luò)的變化將加速無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成長(zhǎng)，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可接觸到比有線網(wǎng)絡(luò)更廣泛、更彈性化以及可拓展的多元應(yīng)用。隨著近幾年無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，越來越多的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品開始投入使用。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品主要用于檢測(cè)和檢測(cè)兩部分市場(chǎng)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在檢測(cè)市場(chǎng)主要應(yīng)用于國(guó)防研究、高校、專業(yè)科研及檢測(cè)機(jī)構(gòu)和大型裝備制造幾個(gè)領(lǐng)域。在這幾個(gè)檢測(cè)領(lǐng)域中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品相對(duì)于有線產(chǎn)品具有成本低，靈活性高和應(yīng)用情景廣等顯著特點(diǎn)，無線替代有線已呈現(xiàn)未來的發(fā)展趨勢(shì)。

國(guó)防產(chǎn)品需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)和測(cè)試以確保產(chǎn)品的精確性和穩(wěn)定性，因此對(duì)測(cè)試國(guó)防產(chǎn)品的傳感器提出了高可靠性的要求。近幾年，國(guó)家開始實(shí)施越來越多的國(guó)防重大工程，并致力于自主可控，再加上更換頻率高，對(duì)檢測(cè)傳感器的需求正在逐步擴(kuò)大；如今，我國(guó)已經(jīng)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(guó)外相比，教學(xué)設(shè)備還存在差距。

同樣，我國(guó)的科研院也存在著實(shí)驗(yàn)設(shè)備相對(duì)落后的問題。未來隨著我國(guó)教育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)教學(xué)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的采購(gòu)需求會(huì)快速擴(kuò)大，檢測(cè)傳感器的市場(chǎng)前景較為廣闊；我國(guó)正在加大檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展力度，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如公路、鐵路和橋梁等工程的檢測(cè)需求在持續(xù)增長(zhǎng)，使得專業(yè)的科研和檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)檢測(cè)傳感器的需求增加；

隨著智能制造的發(fā)展，我國(guó)對(duì)高端大型裝備的需求也越來越多。測(cè)試裝置可以有效的減少產(chǎn)品研發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減低產(chǎn)品成本。檢測(cè)傳感器已經(jīng)慢慢成為大型裝備制造企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)過程中測(cè)試產(chǎn)品穩(wěn)定性需求，因此檢測(cè)傳感器在大型裝備制造領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品在監(jiān)測(cè)市場(chǎng)主要應(yīng)用于以下幾個(gè)領(lǐng)域：

1、工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)

工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測(cè)范圍已經(jīng)涉及到整個(gè)生態(tài)環(huán)境的各個(gè)方面，包括日常環(huán)境監(jiān)測(cè)，如大氣，水，電磁輻射和放射性監(jiān)測(cè)等；同時(shí)還存在一些特殊的區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)，如沙漠、高山和存在放射源等區(qū)域的監(jiān)測(cè)。這些環(huán)境對(duì)傳感器產(chǎn)品的靈活性、可靠性和安全性提出了高要求。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以突破傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，在滿足了靈活性、可靠性和安全性的同時(shí)，為工業(yè)環(huán)境的監(jiān)測(cè)降低了成本，同時(shí)也大幅度縮減了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)的繁瑣流程，為隨機(jī)性的研究數(shù)據(jù)獲取提供了便利。隨著人們對(duì)于工業(yè)環(huán)境的關(guān)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(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的需求將逐步擴(kuò)大。

2、智能電網(wǎng)

當(dāng)前，全球能源、環(huán)境、氣候變化等問題日益突出，世界各國(guó)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(diǎn)。智能電網(wǎng)如今已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用之一，也是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。智能電網(wǎng)通過先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通訊技術(shù)、先進(jìn)的控制方法和決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，確保電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

為了使智能電網(wǎng)的持續(xù)運(yùn)營(yíng)，設(shè)備安全保障已經(jīng)成為了關(guān)鍵問題。由于電網(wǎng)設(shè)備長(zhǎng)期處于高電壓、大電流等工作狀態(tài)，同時(shí)面臨雷雨等極端自然環(huán)境的威脅，對(duì)設(shè)備實(shí)施智能監(jiān)控顯得尤為重要。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控，了解設(shè)備的工作狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂?a target="_blank">中心，對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控也提高了維護(hù)效率。隨著智能電網(wǎng)計(jì)劃的推進(jìn)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的智能化監(jiān)控需求形成了巨大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品市場(chǎng)。

3、數(shù)字化油田

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)需求的不斷擴(kuò)大加速著油井?dāng)?shù)量的迅速上升，油田開發(fā)整體范圍也呈擴(kuò)大趨勢(shì)。因此，油田生產(chǎn)、管理與經(jīng)營(yíng)的智能化成為發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)字化油田應(yīng)運(yùn)而生。

在油田的數(shù)字化過程中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品可以對(duì)油井環(huán)境和井口設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，將工作現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)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(shí)刻即刻發(fā)出警報(bào)并安排調(diào)度。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)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(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求將呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。

4、智能工業(yè)

我國(guó)工業(yè)制造業(yè)正面臨新一輪產(chǎn)業(yè)革命的契機(jī)，制造企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改造升級(jí)的需求十分迫切，信息技術(shù)企業(yè)也在積極借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以其為突破口迅速向工業(yè)領(lǐng)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(wǎng)技術(shù)向工業(yè)領(lǐng)域融合的趨勢(shì)，未來市場(chǎng)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(cè)。

將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到智能監(jiān)測(cè)中，將有助于工業(yè)生產(chǎn)過程工藝的優(yōu)化，同時(shí)可以提高生產(chǎn)線過程檢測(cè)、實(shí)時(shí)參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測(cè)的能力和水平，使得生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護(hù)水平不斷提高。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和工業(yè)4.0的進(jìn)一步推進(jìn)，以智能化為核心的工業(yè)過程控制將得到快速發(fā)展，進(jìn)而拉動(dòng)對(duì)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的工業(yè)過程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案的市場(chǎng)需求。

工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品高速增長(zhǎng)的主要原因是隨著整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境的成熟，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也由政府主導(dǎo)開始慢慢發(fā)展。中國(guó)工業(yè)感測(cè)終端的數(shù)量保持著高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2014年中國(guó)工業(yè)感測(cè)終端數(shù)量為7億左右，預(yù)計(jì)伴隨著中國(guó)制造2025的推行，到2020年，中國(guó)工業(yè)感測(cè)終端將突破20億個(gè)。

同時(shí)，無線通信、功耗、極端微型化（驅(qū)動(dòng)力之一是MEMS傳感器）以及嵌入式計(jì)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(wǎng)絡(luò)的興起。工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品會(huì)隨著“中國(guó)制造2025”的提出所帶動(dòng)的企業(yè)生產(chǎn)線改造和IT設(shè)備升級(jí)改造一直高速增長(zhǎng)到2019年，并一直保持著上升趨勢(shì)的。

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