傳感器是人類對世界萬物進行準確感知、制造和加工、運行的依據。從生態環境、交通、安全、通信、能源到社會生產生活領域,這些領域都離不開測試測量。可以說,沒有傳感技術就沒有高質量的生活和工業體系。作為數字經濟的核心要素,信息的產生更多地來自各種傳感器,因此沒有精準的傳感,5G、工業互聯網等新基建便無從談起。
新基建設施需要大量傳感器的接入和共享,而5G技術讓傳感器實現了海量連接。與現有的無線技術相比,傳感器技術能提高兩個數量級的接入數。它在信號傳輸的過程中消耗的功耗極低,且其電池壽命在5年以上,因此可以做到延長整個產品的壽命周期。此外,傳感器的發射能力提升了100倍左右,因此它的應用讓地鐵、地下管廊等地方也能實現信號覆蓋。5G技術讓傳感器實現了共享,滿足了新基建的重要需求。一個傳感器可以被多個應用系統調用,比如,一個攝像頭即可為交管部門提供路面交通情況,可為公安部門提供安全信息,可為市政提供環境信息,可為園林部門提供植被信息,還可為環保部門提供污染源信息。因此,傳感器被多個系統調用可以打破信息孤島的局面。
基礎設施的智慧運行需要依靠全面的感知來進行決策,擁有數量巨大的傳感器信號卻不能實時處理,也無法得到正確的信息。因此,在這種情況下,大數據技術和人工智能技術的重要性就得以凸顯。大數據和人工智能技術可將海量傳感器傳輸的復雜數據進行實時運算、處理和數據融合,還能夠進行數據分析,使基礎設施能夠及時獲取所需的可靠信息。嵌入式微處理器和邊緣計算讓傳感器也具備了處理信息的能力,使其成為智能傳感器,從而實現邊緣傳感器中樞的功能。這樣就可以發送最重要的數據到云端,讓中央系統進行更重要的判斷和決策。
隨著工業互聯網、云計算、大數據、物聯網等新技術、新應用的不斷滲透,信息安全作為國家安全的一部分,其地位和重要性日益凸顯。傳感器作為信息采集的入口及信息安全的第一端口,其安全性已經成為了信息安全不可分割的重要組成部分。因此,越來越多的企事業單位出于安全性的考慮,紛紛把目光轉到了國內的傳感器產品。
新型基礎信息建設為傳感器提供了廣闊的應用環境。傳感器可以通過聲音、圖像、溫濕度、壓力、流量、振動、環境、姿態等各種參數指標的變化,來監控各種設施的運行狀態和安全狀況。與此同時,它還可以結合系統體系構架、軟件服務模型,形成完整的“智能”與“智慧”系統,滿足設施領域的智能管理需求。數字化基礎設施的建設無疑為傳感器技術創新發展提供了充分的想象空間。
隨著國家新基建戰略的進一步實施和各地方對新基建部署的不斷深入,傳感器市場規模將呈現高速的增長態勢。這會極大地促進傳感器技術的突破和創新發展,同時也為傳感器在新時代的價值創造提供千載難逢的機會。
(作者周水杉,供職于中國電科第13研究所)