物聯網時代傳感器低成本化發展的思考

摘要：在對物聯網產業的內涵、體系結構進行系統闡述和分析基礎上，闡述了傳感器與物聯網的關系以及傳感器在物聯網中的戰略意義，分析了傳感器技術的低成本化發展方向，并提出了一些低成本化措施。
關鍵詞：物聯網；體系架構；傳感器；低成本

0 引言
物聯網號稱是繼計算機、通信網絡之后的信息產業第三次浪潮，有研究機構預計，10年內物聯網就可能大規模普及，這一技術將會發展成為一個上萬億元規模的高科技市場，其產業要比互聯網大30倍。
物聯網是全球信息產業的發展趨勢之一，也是我國“十二五”規劃的重點發展方向。目前，國家正在大力發展物聯網產業，2010到2015年為物聯網導入期，在主導領域實現物物互聯；2015年到2020年為成長期，物聯網將實現半智能化：2020年之后為發展期，物聯網將全面實現智能化。預計到2015年的市場規模就會超過2 000億元，2025年將達到7 500億元，年增長率超過30％，市場前景將超過計算機、互聯網、移動通訊等市場。

1 物聯網的體系架構
按照國際電信聯盟(ITU)的定義，物聯網主要解決物到物(Thing to Thing，T2T)、人到物(Human to Thing，H2T)、人列人(Human to Human，H2H)之間的互連。物聯網產業鏈可以細分為標識、感知、處理、信息傳送、控制管理五個環節，每個環節的關鍵技術分別為RFID、傳感器、智能芯片和電信運營商的無線傳輸網絡。
物聯網的體系架構包括三個層次：一個是感知網絡，即以二維碼、RFID、傳感器為主來實現“物”的識別；二是傳輸網絡，即通過現有的互聯網、廣電網、通信網或者下一代互聯網，實現數據的傳輸和計算；三是應用網絡，也就是各種應用服務，包括輸入輸出控制終端以及手機等終端。
感知層是實現物聯網全面感知的基礎，包括二維碼標簽和識讀器、RFID標簽和讀寫器、攝像頭、GPS、傳感器和M2M終端、傳感器網絡和傳感器網關等。要解決的重點問題是感知和識別物體，采集和捕獲信息，要突破的方向是具備更敏感、更全面的感知能力，解決低功耗、小型化和低成本的問題。物聯網感知層的技術結構特征如表1所列。

網絡層主要用于實現更加廣泛的互聯功能，它能夠把感知到的信息無障礙、高可靠、高安全性地進行傳送，但它需要傳感器網絡與移動通信技術、互聯網技術相融合。各種通信網絡與互聯網形成的融合網絡，被普遍認為是最成熟的部分，除網絡傳輸之外，還包括網絡的管理中心和信息中心，用以提升對信息的傳輸和運營能力，也是物聯網成為普遍服務的基礎設施。有待突破的方向是向下與感知層的結合，向上與應用層的結合。表2所列是物聯網傳輸層的技術結構特征。
應用層主要包含應用支撐平臺子層和應用服務子層，是將物聯網技術與行業專業技術相結合，實現廣泛智能化應用的解決方案集，用于提供物物互聯的豐富應用。物聯網通過應用層最終實現信息技術與行業的深度融合，對國民經濟和社會發展具有廣泛影響。現在的關鍵問題在于信息的社會化共享、開發利用以及信息安全的保障。