2013年,,傳感器受到全社會新的關(guān)注,許多國家開始提出“萬億傳感器”的口號。
1美國:首先提出“萬億傳感器革命”
“萬億傳感器革命”這一說法,,最初出現(xiàn)在美國的產(chǎn)學(xué)聯(lián)合會議“萬億傳感器峰會(TSensorsSummit)”上。
該會議由仙童半導(dǎo)體公司副總裁 Janusz Bryzek,、加州大學(xué)圣地亞哥分校工學(xué)院院長 Albert P. Pisano 等共同主持,。支持并參加該會議的有來自 ICT(信息通信技術(shù))、零部件(半導(dǎo)體,、電子部件)行業(yè),,以及大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的眾多著名企業(yè)和組織。
會議提出“萬億個傳感器覆蓋地球(TrillionSensorsUniverse)”計劃,,旨在推動社會基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬億個傳感器,,如圖1所示。1萬億,,這個數(shù)字相當(dāng)于目前全球傳感器市場需求的100倍,。可以預(yù)見,,不久的將來,,我們身邊將到處布滿傳感器。
仙童半導(dǎo)體稱,,10年后,,傳感器數(shù)量將突破1萬億個;再過10年,,會達(dá)到數(shù)10萬億個,。
2日本:啟動多項“傳感器”大規(guī)模應(yīng)用計劃
社會基礎(chǔ)設(shè)施老化、老齡人口增加,,再加上資源與糧食的不足……日本未來需要應(yīng)對的社會公共服務(wù)問題很多,。2013年4月,日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省啟動了“傳感器技術(shù)在社會公共服務(wù)中的應(yīng)用開發(fā)項目”,項目內(nèi)容涉及對建造使用10年以上的橋梁及道路等進(jìn)行維護(hù)管理,、改善農(nóng)作物栽培環(huán)境,、通過測量人類體征信息及時發(fā)現(xiàn)疾病等。
2013年7月,,日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)公布了該項目委托研究機(jī)構(gòu),。其中,社會以及工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域由日本納米光電工學(xué)推進(jìn)機(jī)構(gòu),、NEC,、日本首都高速道路技術(shù)中心牽頭;農(nóng)業(yè)領(lǐng)域由日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所,、松下等牽頭,;醫(yī)療健康領(lǐng)域則由日本NMEMS技術(shù)研究機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),并計劃2014年4月成立專門項目組,,通過計算機(jī)解析來自傳感器采集的大量數(shù)據(jù),。
2013年6月14日,日本內(nèi)閣會議通過了日本未來IT戰(zhàn)略《打造全世界最先進(jìn)的IT國家宣言》,,宣言提出“2020年度前利用傳感器對日本20%的重要基礎(chǔ)設(shè)施及老化基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢測和維修”,、“對醫(yī)療護(hù)理及生活救助服務(wù)的相關(guān)傳感器技術(shù)及機(jī)器人技術(shù)等進(jìn)行開發(fā)驗證與商用化”等目標(biāo)。
3未來社會基礎(chǔ)設(shè)施的核心為傳感器與執(zhí)行器
廣義上的社會基礎(chǔ)設(shè)施具體包括:
大樓,、住宅,、橋梁、水壩等建筑的管理及安全保障,;
鐵路,、船舶、飛機(jī)及汽車等交通工具的安全保障,;
人類健康管理及老齡人口護(hù)理,;
提高農(nóng)業(yè)及畜牧等第一產(chǎn)業(yè)的效率;
能源相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)等,。
圖2中的藍(lán)色物體為日本富士電機(jī)的振動傳感器,,左下是安裝這一傳感器的該公司大樓;中間的社會公共服務(wù)元件是日本豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)的土壤養(yǎng)分傳感器,,箭頭對應(yīng)的是安裝這一傳感器的農(nóng)田,;右邊的社會公共服務(wù)元件為德國不來梅大學(xué)(UniversityofBremen)可對人體神經(jīng)等產(chǎn)生作用的電極,箭頭對應(yīng)的為日本羅姆公司用近紅外線圖像傳感器拍攝的人的手指,。
圖2利用傳感器,、大數(shù)據(jù)等解決社會公共服務(wù)問題
不管是哪個領(lǐng)域,未來的系統(tǒng)構(gòu)成大體上相同,。首先,,要在作為對象的基礎(chǔ)設(shè)施上安裝用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來的無數(shù)個傳感器,,用來收集關(guān)于基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的數(shù)據(jù)。然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù),,評估基礎(chǔ)設(shè)施的使用狀態(tài),,并在必要的情況下發(fā)出警報,或是進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)控,。比如,,監(jiān)控橋梁及建筑時,利用光纖傳感器及加速度傳感器來采集建筑的數(shù)據(jù),,并運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計方法來解析是否存在異常,如果有問題就發(fā)出警報,。
這樣的系統(tǒng)被稱作傳感器網(wǎng)絡(luò)或物聯(lián)網(wǎng),。這一概念很早以前就有,但是并未得到真正普及?,F(xiàn)在,,因傳感器大規(guī)模應(yīng)用,情況正在發(fā)生轉(zhuǎn)變,。
技術(shù)環(huán)境的不斷完善,,也將加速傳感器的使用。智能手機(jī)因配置了加速度傳感器及無線通信模塊,,而變得非常易于使用,。通信技術(shù)方面,除了WLAN,、藍(lán)牙之外,,還有一些國家規(guī)劃出920MHz波段等,無線通信方式的選擇越來越多,。數(shù)據(jù)分析技術(shù)也因為大數(shù)據(jù)的用途增加而快速發(fā)展,。
同時,隨著“開放數(shù)據(jù)”管理辦法上的成熟,,開放數(shù)據(jù)與傳感器數(shù)據(jù)想結(jié)合分析,,將賦予解析結(jié)果更多附加值。開放數(shù)據(jù)是指氣象數(shù)據(jù),、城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù),、人口動態(tài)等。云計算匯集傳感器采集的數(shù)據(jù),,與開放數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合比照,,經(jīng)過大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行解析之后,可提升各項分析的精準(zhǔn)度,。
可以說,,社會基礎(chǔ)設(shè)施,、社會公共服務(wù)之中,傳感器系統(tǒng)將因其廣泛的感應(yīng)與強(qiáng)大的計算能力,,而被大規(guī)模采用,。