物流產品網（ID:products56）原創

　　作者 | 李波

　　近年來，歸功于智能傳感器等技術的發展，物流業正在發生翻天覆地的變化。在智慧物流時代，傳感器發揮著重要作用，大量的數據采集與傳輸，都依靠整個系統核心元件的傳感器來完成。這里，我們對傳感器的過去、今天與未來進行闡述，以期人們對其有全面的了解。

　　一、傳感器的來龍去脈

　　傳感器并不新鮮，它們已經被使用了很長時間，第一個傳感器是在19世紀發明的。

　　傳感器是一種檢測裝置，可以實現數據采集、處理及傳輸。能夠感知被測信息,并將其感知到的信息按照一定的規則轉化為電信號輸出或轉化為其他所需形式的信息，以滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制。

　　事實上，傳感器是一個非常龐大的家族，它擁有14大類、65個家族、366種技術，甚至于更多，且幾乎應用于各個行業，輸入可能是光、熱、運動、水分、壓力等環境現象中的任何一種。

　　傳感器通常由敏感元件和轉換元件組成，可以將其感知到的信息轉換成可輸出的信號。傳感器主要分為常用傳感器、新型傳感器以及數字傳感器三大類。

　　傳感器技術在我國起步較晚，20世紀90年代才確立為國家重點攻關項目，目前已逐步掌握中低端傳感器生產的相關技術，進入從傳統型到新型傳感器轉變的重要階段。

　　在傳感器產業技術及工藝方面，美國、德國及日本等發達國家長期在國際市場上保持領先，高端傳感器市場主要由美國、日本以及德國等少數幾家公司占據，如霍尼韋爾、德州儀器、意法半導體、英飛凌、博世、飛思卡爾等。

　　傳感器屬于基礎科學，其中關鍵的一環是敏感元器件，然而國產傳感器的設計、封裝以及裝備等技術都較國外存在一定的差距。

　　傳感器在物流領域中的應用只是其中的一個部分，但是其重要性卻日益凸顯。物流行業應用最為廣泛的是采用光敏元件的傳感器，實現感應功能，如光電傳感器、光幕傳感器等，它們應用在入庫、上架、揀選、出庫等各個倉儲物流作業環節的商品或設備信息讀取、檢測及復核上。隨著物流的進一步發展，自動化立體庫、AGV、各類揀選機械手及機器人對傳感器的應用越來越多。

　　傳感器是智慧物流的基礎，智慧物流的發展離不開大量的數據采集與傳輸，這推動作為整個系統核心元件的傳感器呈現快速增長。傳感器作為智能裝備感知外部環境信息的自主輸入裝置，對智能裝備的應用起著技術牽引和場景升級的作用。

　　數據是智慧物流的關鍵，而這些數據則需要依靠領先的掃描技術、無線設備等傳感技術和通用性設備相連，以實現快速的信息獲取。傳感器是實現數據自動檢測和自動控制的首要環節。

　　傳感器的外延正不斷擴大，它不僅僅是簡單的物理信號轉換為電信號的檢測器，更是一種數據交換器，在萬物互聯的物聯網世界里只要能產生數據的都可以認為是傳感器。隨著物聯網的發展，傳感器的運營范圍廣泛，市場規模廣闊。

　　二、傳感器的今天現狀

　　先看一個場景：一臺臺運送各種零件、物料的機器人，按照指令和程序設定好的路線井然有序地穿梭在生產線旁，實現了近千種零部件100%智能運輸，在這里，傳感器功不可沒。

　　目前，智慧物流已進入應用的初級階段，在智慧物流過程中，傳感器需要對海量數據進行智能搜集與分析，同時必須能夠與互聯網或者云端進行信息交互，這對傳感器提出更高要求。

　　這種高要求主要體現在兩個方面。第一，更靈活的接口。傳感器不僅要在控制器層實現通信，還要實現數據層的通信。第二，更智能的功能。傳感器越智能，提供的數據越緊湊、整個系統利用數據源的效率也將越高，分析結果也更加準確。

　　目前傳感器遇到的挑戰是通過互聯網或“云”實現信息交互等功能還不完善。另外，尺寸、價格、電池壽命也不理想。

　　傳感器不僅意味著數據的采集和互聯，還需要通過提供創新的解決方案實現流程和運營的優化，并且通過識別和挖掘數據，完善業務決策。AMR（自主移動機器人）是機器智能化、引領智能制造進程的新一代物流設備，在硬件方面集成了多傳感器融合等高新技術，具備自動駕駛、自主決策的能力，初頻實現了傳感器的高功能。

　　物聯網是物流發展的黑科技，目前已初步應用。物聯網可分為感知層、網絡層和應用層。感知層位于物聯網三層結構中的最底層，是物聯網的數據和物理實現基礎。沒有感知就沒有物聯數據的采集，也沒有網絡上物體的特征數據，感知是物聯網的先行技術，也是物聯網應用的核心。

　　目前感知技術的成本正在大幅度降低，相比10年前，傳感器價格平均下降了54%，聯網處理器價格下降98%，成本降低使得大規模智能化部署加速發展。

　　傳感器的性能涉及兩個方面，第一是單個傳感器的精確度，第二是能否做到多種數據的結合，通過多種數據能夠算出一些東西來，產生新的性能，新的數據。越來越多的應用需要性能更加高精度的傳感器，在過去一段時期，常見的應用于工業、物流設備及系統中的傳感器模塊增加了互聯互通性。

　　目前，智能傳感器已出現并投入了應用，在不同行業的應用中，可以使事情變得更高效，更輕松。

　　智能傳感器是從物理環境中獲取信息并使用嵌入式微處理器和無線通信來監視，檢查和維護各種系統的設備，他們有能力以更少的錯誤更準確地收集環境數據。

　　智能傳感器依靠內置的微處理器來幫助它們執行各種功能，例如數字處理，模擬到數字的代碼轉換，接口功能以及計算。它們還根據收集的輸入確定何時需要存儲或刪除數據。

　　面對越來越多客戶對于智慧物流、智能倉儲技術的迫切需求，智能傳感器將發揮重要作用。

　　從制造角度來看，傳感器公司的競爭核心還是產品技術本身，因為傳感器就是類似模擬器件，模擬器件跟數字器件的差別很大，數字器件往往是看芯片的規模，而傳感器像模擬器件一樣，它的核心是性能，而性能的提升，核心還是在產品設計和生產工藝的研發。

　　國內傳感器企業在全球的排位是比較落后的，全球前30家傳感器公司，中國在其中的占比很小，而這些中國公司，更多是在傳感器的封裝方面。歐美大的公司，都是采用向客戶提供一整套的方案的策略；國內的公司受到規模、研發能力、市場品牌等限制，基本上只能做單個的，且量小、高單價。

　　近幾年，國內傳感器公司有了長足的發展，但中國傳感器走向世界的路還是很長的，中國傳感器設計和制造企業的發展還很重要。

　　實際上傳感器有很多不同的辦法實現，所以對傳感器來講每個產品它有自己的發展路線，且在不同應用領域有不同的發展路線，這點需要我國的企業重視。

　　此外，除了對傳感器設備的要求越來越高，為支持智慧物流的應用，對傳感器和傳感器節點開放式標準的需求也與日俱增。

　　三、傳感器的未來方向

　　傳感器未來的發展方向與新基建有著千絲萬縷的聯系，而在新基建中，物聯網占據重要位置。

　　物聯網包括四個組件：傳感器、網絡、云和應用程序。保證物聯網的良好運作，需要眾多感知技術的加持，大量信息的采集與傳輸都需要依賴傳感器這一核心設備。傳感、模組等硬件是實現物聯網運載功能的柱石。

　　物聯網工作流程從傳感器設備開始，傳感器設備是用于從其環境中收集數據，并利用超級計算機與云計算對該網絡進行整合，從而實現精細化、動態化，智慧化。

　　傳感器的下一個主要窗口就是物聯網，在物聯網應用中，中國毫無疑問在全球是擁有應用場景最多的地方。

　　到2023年，全球物聯網傳感器市場預計將以每年42%的速度增長，覆蓋所有垂直行業，屆時將達到400億美元。

　　5G將會給傳感器技術和產業帶來什么變化？5G時代將實現毫秒量級的端到端時延和可達海量的連接數。傳感器表面上看是不同的場景，但應用發展的核心就是大數據。如果沒有5G這樣的通訊，它的數據顆粒度以及多種數據的價值就很難體現出來。對大數據來說，傳感器是大數據“挖掘機”，是其中非常主要的器件。

　　因此，模組化的傳感器毫無疑問是未來方向，采用傳感器模組，就可以接受到更多不同的信號，產生更多的數據量和價值，模組化相當于把傳感器的一個觸角延展出去。

　　結語：智能物流是工業4.0、智能制造實現的基礎，而傳感器在智能物流領域的發展被企業看好并積極展開市場布局。我們認為，物聯網終將改變世界，智能傳感器正成為行業未來發展的方向。