传感器及传感网在多领域又巨大潜力

传感器和传感网是物联网“金字塔”的最底层和最基础环节，具有巨大的产业潜力。北京市作为国际性大都市，在公共管理和服务、智慧城市建设、智能建筑、智能家居等多个领域对传感器产品有迫切的市场需求。

　　北京传感器产业处于培育期

　　传感器技术是一门涉及物理学、化学、生物学、材料科学、电子学以及通信与网络技术等多学科交叉的高新技术，其产业发展具有自身独特的规律：一是“基础、应用两头依附”；二是“技术、投资两个密集”；三是“产品、产业领域分散”。

　　我国传感器企业在设计、关键工艺、可靠性、产品开发等方面均有不同程度的突破和创新，尤其在敏感元件和传感器制造技术领域有了长足进步，并形成了40项国家标准和15项行业标准。但总体上看，我国与发达国家相比有较大技术差距，处于国际上世纪90年代水平。主要表现在三个方面：一是高端传感器被国外垄断、中低端传感器敏感芯片主要依赖进口；二是缺乏强有力的传感器产业化共性技术平台支撑，传感器敏感芯片、封装技术和测试技术批产能力较差；三是智能传感器技术水平不足，缺乏标准和互通性。

　　据不完全统计，在传感器及物联网相关领域，北京市拥有京仪、时代光电、昆仑海岸等企业151家。其中，新型传感器企业37家，高速、高精度位移传感器及新型数显装置企业两家、生物传感器企业3家，形成了传感器设计、加工、组装、测试等较为完整的传感器产业链。

　　但在生产制造方面，北京的企业数量和规模都落后于长三角及珠三角地区。在科研方面，以航天704所、中科院各研究所以及清华、北大等大学院系为代表，北京的传感器技术研发和科技成果资源、人才资源是全国最丰富的。

　　从市场应用来看，北京具有较好的物联网应用示范基础，已在视频监控、智能交通、城市应急管理、食品追溯等重点领域进行了物联网的相关部署，在2008年奥运会和2009年国庆六十周年大庆上实现了多项成功示范应用。

　　相比于发达国家，北京传感器产业有较大差距，产业仍处于培育期，汽车、城市建设等众多领域中使用的高端芯片及核心技术仍严重依赖进口。

　　传感网络产业期待成熟商业模式

　　传感网系统是一个学科交叉综合的知识高度集成的前沿热点研究领域，正受到各方面的高度关注。目前我国已领先于国际启动了传感网标准化制定工作，初步形成了我国传感网标准体系框架，拥有独立的自主组网技术，并在IPv6、TD网络等多网接入技术方面处于领先地位，形成了相关产品。

　　北京拥有北邮等全国首屈一指的传感网产业研发优势资源，在核心技术、标准的研发方面领先全国。北京还拥有同方、大唐电信、威讯紫晶等优秀企业，为传感网产业快速发展提供了强大的产业支撑。同时，北京企业还积极参与传感网技术标准制订，推动我国成为国际传感网、物联网标准化的四大主导国之一；全国传感器网络标准工作组秘书处也设在北京。但从产业发展角度来看，成熟商业模式的缺乏是目前制约北京传感网产业发展的核心短板。

　　从公共管理到大众需求

　　从物联网的应用需求来看，物联网传感器及传感网络主要应用在公共管理、行业、个人（大众）市场三大领域。其中，城市应急（事故灾难、自然灾害）、社会安全、资源环境管理、智能城市管理、智能交通、公共卫生是近期公共管理领域的重点细分市场；工业控制、智能建筑、现代精准设施农业、智能物流与食品溯源应用、智能电网（节电）是近期行业应用领域的重点细分市场；个人（大众）应用领域近期的重点细分市场主要包括智能社区、家庭应用。

　　城市应急预警物联网系统是将城市中各应急信息采集点（包括安防系统、交通系统、气象系统和公安系统）连接在一起的信息处理系统，并根据专家知识库进行预警信息预报，实时通过网络通知城市应急部门，统一指挥公安、武警、交通和医院等部门进行协调行动。传感器在该领域主要应用于：有害气体检测、图像及识别、气象监测、危险源监测等。

其他领域的传感器需求分析如下：

　　社会安全：国家的大型赛事、活动等对安全有着特殊的要求，通过RFID识别技术和物联网技术的结合，为实时掌握人员进出动态及活动范围提供了保障。

　　资源环境管理：国际上工业发达的国家都制订了相应的环境保护法规，加强了对环境的控制和监测，我国也不例外。今后环保传感器重点将集中在水质监测、大气污染和工业排污测控等领域。

　　智能城市管理：传感器在该领域的应用，主要是通过嵌入到公路、桥梁、铁路、公共设施之上，对城市环境、设施、公用事业、城市服务、公民和本地产业等进行感知、分析和管理。

　　智能交通：传感器在智能交通上的主要应用包括城市交通诱导、城市交通信息采集、公路车辆智能监测记录(卡口)、闯红灯自动记录、固定高清超速监测、交通指挥集成控制等。电子收费、交通安全与自动驾驶、停车管理、交通信息采集和处理系统是近期传感器技术应用的主要场景。

　　公共卫生：公共卫生领域传感器需求重点为诊治各种疾病的生物和化学传感器、食品发酵与酶传感器。

　　技术发展需求

　　技术推动和需求牵引共同决定了未来传感技术的发展趋势，主要包括四个方面：一是微型化，微米甚至纳米级别的微型器件出现，同时带来功耗的降低；二是集成化，即传感器与IC的集成制造技术以及多参量传感器的集成制造技术；三是智能化，即在集成化基础上的更进一步发展，使得信号检测具有一定的智能；四是网络化。

　 传感网是由许多分布在空间上的智能传感器节点组成的一种自治综合信息系统。网络中的节点采用协同感知与处理的方式，对不同位置的物理或环境状况（比如温度、湿度、光照度、声音、振动、压力、移动）进行监控。目前推动传感器网络产业发展的厂商可分为三大阵营，即 ZigBee、Z-Wave和Insteon。最大的产业阵营是ZigBee Alliance，其ZigBee技术主要基于IEEE802.15.4技术规范发展而成，针对链接层、网络层与应用层等各项协定开发出开放式全面产品。

　　由于ZigBee技术持开放性标准，个别厂商的产品只须符合ZigBee Alliance制订的Zigbee通信协议标准，即可快速完成互通测试，便于各家厂商开发多用途的应用产品，满足住宅、办公大楼、区域环境等领域的自动化、控制与监测功能需求，因此WSN产业厂商以支持ZigBee技术的厂商为多。未来，上述三大无线传感技术在一段时期内仍将是传感网络产业的主导标准。

　　 健康发展需统筹规划

　　第一，加强统一的宏观管理和协调规划，为产业持续提升提供政策保障。 通过政府引导、产业的合理布局以及相关产业政策的制定，积极落实产业技术路线图研究成果，加强产业示范，重点实施8个产业化示范项目，和13个应用示范项目（见图1），保障物联网产业良性、可持续发展。

　　第二，推动建设共性技术平台，为大规模产业化提供支撑。 针对产业化面临的共性技术问题，建设共性技术平台、产业化测试平台。通过支持公共技术平台的建设，扶持产品研发、测试，解决关键技术研发与科研成果转化问题，提升整体的产业化水平。

　　第三，通过“产、学、研、用”联合开展创新产品研发，完善产业链，提升产业竞争力。积极支持企业突破物联网核心技术，研发具有创新性的新产品和新装备。通过技术攻关、应用示范和产业化等各类专项运作，完善产业链和产业体系的建设，促进产业升级。

　　第四，大力支持国际标准、国家标准以及行业标准的制定。支持企业开展物联网技术协同创新，引导企业、产业联盟或协会组织参与制定相关技术的国际标准、国内标准、行业标准。