【導讀】工業用傳感器能夠測量或感知特定物體的狀態和變化，并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業用傳感器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節。下文則主要解讀在新工業發展背景下，傳感器技術的發展原動力及應用前景。
在新的產業經濟環境下，工業領域的結構演變和調整正成為新的經濟增長動力，特別是在作為先進制造業代表的德國提出工業4.0的概念之后，“智能工業”與“智能生產”正成為帶動產業轉型升級的重要推動力。在這里面需要重點解決的是如何將資源、信息、物品和人進行互聯，這需要以信息網絡技術、數字化制造技術應用為重點，并依托傳感器技術為基礎，打造全面而先進的系統架構。下文則主要解讀在新工業發展背景下，傳感器技術的發展原動力及應用前景。
工業用傳感器能夠測量或感知特定物體的狀態和變化，并轉化為可傳輸、可處理、可存儲的電子信號或其他形式信息。工業用傳感器是實現工業自動檢測和自動控制的首要環節，在現代工業生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態或最佳狀態，并使產品達到最好的質量。甚至我們可以說，沒有眾多質優價廉的工業傳感器，就沒有現代化工業的生產體系，更別談工業4.0體系的構建。
在工業自動控制系統中，傳感器處系統之首，其作用相當于系統感受器官，能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境考驗，是自動控制系統達到高水平的保證。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息精確而可靠的自動檢測，系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現。比如工業機器人之所以能夠準確操作，是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業環境的狀態，包括：其自身狀態信息的獲取通過內部傳感器（位置、位移、速度、加速度等）來完成，操作對象與外部環境的感知通過外部傳感器來實現，這個過程非常重要，足以為機器人控制提供反饋信息。所以，傳感器技術在很大程度上影響和決定著工業自動控制系統功能的實現。
而在智能制造業的未來，對人機交互技術、機器視覺技術都有更高的要求，這些都必須要依靠傳感器技術來實現。相對于傳統制造工業，以智能工廠為代表的未來智能制造業是一種理想的生產系統，能夠智能編輯產品特性、成本、物流管理、安全、信賴性、時間以及可持續性等要素。而信息技術與傳感技術，則是支撐工業智能化的重要支點。如今，作為現代信息技術的重要支柱之一的傳感器技術，已成為工業領域在高新技術發展方面爭奪的一個制高點。
伴隨著半導體器件技術和集成電路技術的快速發展，各種先進的傳感器產品被越來越多地應用于工業控制的各個領域。有統計數據顯示，預計未來五年，國內傳感器市場平均銷售增長率將達31%。本土傳感器需求規模快速增長的主要動力來自于工業電子設備和汽車電子、通信電子、消費電子和專用電子設備等。工業電子設備則是電子信息產業中增長最快的行業，也是傳感器應用最多的領域，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量，以及傳統的運動/定位等。
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無線傳感器網絡技術發展提速
如何依靠科技創新的力量，搶占制造業新的制高點，這是很多廠商都在思考的問題。而由于某些工業控制領域的技術難度較大，諸如控制區域測點分散、轉動和旋轉場合較難測量、有毒有害危險場合檢測維護非常困難、復雜環境下敷設電纜成本高昂和長距離傳輸信號衰減嚴重等，使得無線傳感器網絡走進我們的視野。
無線傳感器網絡是微電子技術、無線通信技術、分布式計算等信息技術發展和融合的產物。它由大量集成有傳感器、數據處理單元和無線通信模塊的傳感器節點組成，通過無線信道相連，自組織地構成網絡系統。無線傳感器網絡具有低能耗、低成本、易使用和泛在感知等特性，使傳統實踐中因成本等因素未能實現在線檢測的某些重要工業過程參數的測量成為可能，并能夠借此實施優化控制、提高產品質量、降低能效、減少維護運行成本。此外，無線傳感器網絡易于拓展升級，能夠有效減少二次投資，提高經濟效益。這些先天優勢使得無線傳感器網絡具有十分廣闊的應用前景。
無線傳感器網絡在國防軍事、工業生產、環境監測、災害預警等眾多領域有著廣泛的應用前景。特別是在一些傳感器節點位置需要隨機布置的工業應用場合中，無線傳感器網絡正快速增長，眾多工業企業開始采用諸如基于Zigbee和UWB等無線技術的典型無線傳感器網絡系統，應用在檢測、監視等工業過程控制方面。
在工業無線傳感器網絡中，許多具有通信和信息處理能力的傳感器節點通過無線的方式組網連接，并相互協作，共同完成對目標信息的采集和監測等任務。這種網絡能夠實時感知傳感器節點分布區域內的各種監測對象的信息，并將信息傳遞給遠端用戶。有助于工業生產過程工藝的優化，幫助提高生產線過程檢測、實時參數采集、生產設備監控、材料消耗監測的能力和水平，使得生產過程的智能監控、智能控制、智能診斷、智能決策、智能維護水平不斷提高。
比如鋼鐵企業應用各種傳感器和通信網絡，在生產過程中實現對加工產品的寬度、厚度、溫度的實時監控，從而提高產品質量，優化生產流程。環保監測部門利用無線傳感器網絡與環保設備的融合實現對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理各環節關鍵指標的實時監控。在重點排污企業排污口安裝無線傳感設備，不僅可以實時監測企業排污數據，而且可以遠程關閉排污口，防止突發性環境污染事故的發生。工業安全生產管理把感應器嵌入和裝備到礦山設備、油氣管道、礦工設備中，可以感知危險環境中工作人員、設備機器、周邊環境等方面的安全狀態信息，將現有分散、獨立、單一的網絡監管平臺提升為系統、開放、多元的綜合網絡監管平臺，實現實時感知、準確辨識、快捷響應、有效控制。
無線傳感器網絡作為現代信息技術發展的新一輪制高點，正在工業領域廣泛滲透和應用，并與未來先進制造技術相結合，正形成新的智能化的制造體系---泛在制造信息處理技術。這一體系是建立在泛在感知網絡技術基礎之上，并服務于智能制造體系，為制造中的設計、設備、過程、管理和商務提供無處不在的網絡服務。盡管目前面向未來智能制造的泛在網絡技術發展還處于初始階段。但是隨著工業無線傳感器網絡技術的提升、工業產業的發展，這一制造體系亦在不斷發展和完善之中。
現在我們可以看清的是，通信技術及傳感器技術的發展、以及兩者的融合，極大的加快了工業自動化前進的步伐。比如ZigBee技術以其數據傳輸安全可靠、組網簡易靈活、設備成本低、低功耗等獨特的優勢，使得基于ZigBee的無線傳感器網絡在工業控制領域中展現了深厚的發展潛力和廣闊的市場前景。而且，包括傳感器材料技術、傳感器制造新工藝的進展都使得傳感器正在向著高精度、小型化、集成化、多功能化、多維化、智能化和高性能的方向發展，這些都為傳感器未來在工業領域的應用增添了更多想象空間。而無論是工業自動化產業還是智慧城市建設，甚至包括物聯網發展趨勢等，都在向我們昭示著傳感器產業將迎來多么輝煌的發展。
