国大电器有限公司调查发现把物联网产业链分为DCM三个大业务层面，同时DCM也是一个物联网系统的典型技术架构，并且汽车空气流量计和压力传感器占有重要的组成部分。形形色色的传感器感知传输铺就物联网基础
感知与传输铺就物联网基础
传感器可“大”可“小”
感知层由传感器和部分与传感器连成一体的传感网(无源传感器)组成，处于三层架构的最底层，这也是物联网最基础的联接和管理对象。最广义来说，传感器是把各种非电量转换成电量的装置，非电量可以是物理量、化学量、生物量等等。
一说到传感器，可能大家就会往小的方面想，如上几期提到的“电子尘埃”。在物联网的大概念下，一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感器可以是一个“大”的“智能物件”，它可以是一个机器人、一台机床、一列火车，甚至是一个卫星或太空探测器。这也是为什么在DCM划分中用“Device”(设备或装置)来描述物联网底层的原因，笔者认为，这样描述更符合物联网目前的战略地位。
传统的、狭义的传感器种类已有很多，而且有多种分类方法，例如，可分为有源和无源两大类。有源传感器将非电量转换为电能量，无源程序传感器不起能量转换作用，只是将被测非电量转换为电参数的量。每一类传感器又可做进一步细分，如图1所示的生物传感器、纳米传感器的细分。物联网关注传感器的实际应用，下面是我们按应用方式进行的分类。
形形色色的传感器
汽车传感器:它把汽车运行中各种工况信息，如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等，转化成电信号输给计算机，测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等。
液位传感器:利用流体静力学原理测量液位，是压力传感器的一项重要应用，适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。
速度传感器:是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的传感器，适应于速度监测。
加速度传感器:是一种能够测量加速力的电子设备，可应用在控制、手柄振动和摇晃、仪器仪表、汽车制动启动检测、地震检测、报警系统、玩具、结构物、环境监视、工程测振、地质勘探、铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析，以及鼠标，高层建筑结构动态特性和安全保卫振动侦察上。
核辐射传感器:利用放射性同位素来进行测量的传感器，适用于核辐射监测。
振动传感器:是一种目前广泛应用的报警检测传感器，它内部用压电陶瓷片加弹簧重锤结构检测振动信号，用于机动车、保险柜、库房门窗等场合的防盗装置中。
湿度传感器:分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成感湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件，适用于湿度监测。
气敏传感器:是一种检测特定气体的传感器，适用于一氧化碳气体、瓦斯气体、煤气、氟利昂(R11、R12)、呼气中乙醇、人体口腔口臭的检测等。
位置传感器:用来测量机器人自身位置的传感器，适用于机器人控制系统。
光敏传感器:是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，适用于对光的探测;还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测。
光纤传感器:是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的信号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数，适用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。
纳米传感器:运用纳米技术制造的传感器，应用领域为生物、化学、机械、航空、军事等。
压力传感器:是工业实践中最为常用的一种传感器，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。
位移传感器:又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器、电容式位移传感器、光电式位移传感器、超声波式位移传感器、霍尔式位移传感器，主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。
激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
MEMS传感器:包含硅压阻式压力传感器和硅电容式压力传感器，两者都是在硅片上生成的微机械电子传感器，广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等。
半导体传感器:利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器，适用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保舰医药工程和生物工程。
气压传感器:用于测量气体的绝对压强，适用于与气体压强相关的物理实验，也可以在生物和化学实验中测量干燥、无腐蚀性的气体压强。
红外线传感器:利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，常用于无接触温度测量、气体成分分析和无损探伤，应用在医学、军事、空间技术和环境工程等。
超声波传感器:是利用超声波的特性研制而成的传感器，广泛应用在工业、国防、生物医学等。
遥感传感器:是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具，用在地表物质探测、遥感飞机上或是人造卫星上。
高度传感器:其原理是测得滑臂与基准线夹角的大小来换算出相应的熨平板高度，用于高度测量。
地磅传感器:是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，用于称重。
图像传感器:是利用光电器件的光电转换功能，将其感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号“图像”的一种功能器件，广泛用于自动控制和自动测量，尤其是适用于图像识别技术。
厚度传感器:测量材料及其表面镀层厚度的传感器，用于厚度测量。
微波传感器:是利用微波特性来检测一些物理量的器件，广泛用于工业，交通及民用装置中。
视觉传感器:能从一整幅图像捕获光线数以千计的像素，工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。
空气流量传感器:是测定吸入发动机的空气流量的传感器，适用于汽车发动机。
传感器核心，在于联网应用
2009年中国传感器市场研究报告指出，据不完全统计，目前我国已有1688家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS(因为在iPhone(手机上网)和Wii等产品中的成功使用而受到广泛关注和大力发展)研制生产的企业已经有50多家。我国的传感器同国外水平相比，新品研制仍落后国际水平5～10年，而规模生产技术则落后10～15年。
传感器解决的是“上行”的感知和监测问题，要实现控制，还需要“下行”的执行器(如阀门等)来实现完整的“管控一体化”。执行器也是目前物联网讨论中往往被忽视的一环，它的原理和分类和传感器基本类似，这里不再细述。
传统的传感器(包括执行器)是物联网产业的一个关注点，但笔者认为物联网的核心还是“联网”和应用，传感器是“点”的问题，不是“面”的问题，我们在传统传感器领域的落后状况对我国在物联网领域力争世界产业发展制高点的努力不会起决定性的制约作用。
传感网研究人群一般把传感网和传感器都当做感知层来对待。传感网既然是“网”，本应该属于传输层，但有一些和传感器合为一体的传感网应该属于感知层，因此笔者认为传感网介于传输层和感知层之间。图2所示的ESN(Environmental Sensor Networks，环境传感网)、OSN(Object Sensor Networks，物体传感网)，以及前文中提到的VSN、BSN都属于“二合一”的感知层。此外，RFID其实也是传感器和传感网“二合一”的技术和应用。
剖析传输层
上期文章在谈到DCM划分时曾经提到过传输层主要分有线和无线两种通信方式，目前业界在谈论物联网时，往往对无线通信方式谈得很多，RFID、传感网、3G等都属于无线通信范畴，尤其是大家对3G技术寄予厚望。笔者认为，目前两种通信方式对物联网产业来说可能处于同等重要、互相补充的作用，例如，工业化和信息化“两化融合”业务中大部分还是有线通信，智能楼宇等领域也还是以有线通信为主。
勿庸置疑，有线通信将来会成为物联网产业发展的主要支撑，但无线通信技术也是不可或缺的。下面我们对两种技术的应用范围做了一些归类整理，也许会对大家在物联网实际应用中考虑该选择哪种技术时有所帮助。
物联网之有线通信传输层
有线通信技术可分为短距离的现场总线(Field Bus，也包括PLC电力线载波等技术)和中、长距离(WAN)的广域网络(包括PSTN、ADSL和HFC数字电视Cable等)两大类。
由于现场总线种类繁多，已存在巨大的部署量，难以通过一个通用网络协议标准化，在工业信息化、楼宇自控等行业应用中，一般需要物联网软件、中间件(如同方的ezM2M物联网业务基础中间件)通过软件总线(如MQ，ESB等)加适配器(Adaptor)的方式实现高效率的互联互通。
现有的电信网、有线电视网和计算机网是物联网业务可以利用的中、长距离有线网络。还有一些和这三大网络规模相当的未公开的覆盖全国的专网，如公安系统的专网，据说国家电网的专网比有线电视网规模还要大。
有线广域网在物联网应用中的一个劣势就是众所周知的IP地址不够的问题，在IPv6未全面实施之前，这个问题将制约有线网在物联网业务中的使用。而无线广域网可以通过发SIM卡(电话ID号码)的方式解决每个智能物件对应一个ID(号码)的问题。尽管如此，中国电信、歌华有线等以有线网络为主的营运商也都有宏大的物联网业务计划，例如在智能家庭网关(Home Gateway)领域，歌华有线凭借机顶盒的部署基础占据一定优势。
物联网之无线通信传输层
和有线通信一样，无线通信也可分为长距离的无线广域网(WWAN)和中、短距离的无线局域网(WLAN)，但无线网络中还有一种超短距离的WPAN(无线个人网，Wireless Personal Area Networks)类别。
传感网主要由WLAN或WPAN技术作为支撑，结合传感器。“传感器”和“传感网”二合一的RFID的传输部分也是属于WPAN或WLAN。
随着新一轮的电力投资热潮来临，输变电设备制造企业在未来几年都将处于满负荷状态，呈现产销两旺、十分景气的局面。而作为输配电行业一个重要分支的变压器制造业更是一路高歌。由于我国西电东送，南北互供，全国联网的实施，变压器需求仍将保持平稳增长的态势。
从总体来讲，我国电力变压器技术还处于国际20世纪90年代初的水平，少量的处于世界20世纪90年代末的水平，与国外先进国家相比，还存在一定的差距。
机遇与挑战并存
按照国家对电力部门“十五”规划，我国2004年至2005年将新增装机容量达2500万千瓦，年均电力建设投资在2400亿元左右，投资增幅在40%左右，其中电站设备的投资比重约为50%～60%;电网设备的投资比重约为30%～40%。加上国务院批准的投资总额为512亿元的13个新电站电厂建设项目，预计将带动变压器行业的年需求量为3.6亿～4亿千伏安。
据统计数据表明，2003年在输变电行业中，仅变压器行业销售收入平均增幅达到30%以上，行业利润总额增幅则达到40%以上。然而，产量的高增长并不意味着有高利润。
目前，我国变压器市场已经出现供大于求的迹象，价格竞争也日益激烈和残酷。这点从国内外变压器企业利润率偏低可略见一斑。拿干式变压器来说，1995年其平均利润率为22%，由于生产企业大量涌入，6年后已下降到5%左右，而且由于钢材、铜线等原材料价格的持续走高，变压器行业并没有因为市场好了就高枕无忧。现在，干式变压器因生产能力严重过剩，已被列入限制发展之列。
在1995年之前全国的变压器企业只有100多家，而到2003年底全行业已经发展到1000多家。500千伏以上高端变压器市场略好，价格竞争主要产生于低于差异和营销策略方面，而低端变压器生产厂家众多，市场愈显混乱，不乏有低价经销的可能。随着各厂家之间的竞争不断加剧，将来只有20～30家企业可占据大部分变压器市常
一些大的跨国公司的涌入占有了我国20%～30%的变压器市场，而且凭借其先进的技术、雄厚的资金和品牌优势在不断扩大市场份额，这给国内企业一个巨大的冲击。为了在市场上能分得一杯羹，许多变压器制造厂家从国外引进先进的生产技术和装备，以进一步改进产品结构，提高产品性能，在新工艺、新材料的探索方面做了不懈的努力，以适应变压器发展的需要。
出口美国的900MVA变压器
特变电工就是一个绝好的例子。近日，特变电工沈变集团生产的中国首台出口美国的900MVA变压器在洛杉矶水电部西马(sylmar)电站正式并网运行，目前一切指标正常，运行情况良好。正如叶军总经理所说的，我们将在全球经济一体化的时代背景下，积极利用国际资源，本着“引进来，走出去”的宗旨，积极引进与世界接轨的优秀经营机制和管理运作机制，吸引和凝聚更多的国际国内优秀专家、人才，特别是要加强技术领域的合作，进一步提高企业的技术水平和创新能力，增强企业的核心竞争力，生产出更多具有世界水平的产品。
产品发展方向
1电压等级向特大型超高压发展电压等级将向750kV、1000kV发展。成本高昂一直是超导变压器走向市场的最大障碍，在超导变压器中超导材料的成本要占到70%～80%。据王银顺研究员介绍，超导材料采用的是PIT工艺，有关专家目前正在研制采用喷涂工艺的第二代超导材料。这将在提高超导材料的机械性能、热性能的同时，大大降低材料的成本，从而可使超导变压器从技术走向市场的时间大大缩短。
2节能化、小型化、低噪音、高阻抗、防爆型发展这类产品以中小型为主，如目前在城网、农网改造中被推荐采用的新S9型配电变压器;还有卷铁芯变压器、非晶合金变压器、全密封变压器、组合变压器、干式变压器、高燃点油变压器、SF6气体绝缘变压器等。我国将研究出台优惠政策，鼓励老旧高耗能变压器的替换和改造，制定和推动变压器的生产与销售，鼓励高效变压器的推广。
结语
综上所述，我国变压器企业应该清醒的意识到其中的机遇与挑战。尽快完善测试手段及条件，主要是指局放测试应有专门的屏蔽实验室，这样才能使测试数据有可信度，是产品有竞争力。根据变压器发展现状以及高电压、大容量变压器的投入，建议有关行业管理部门及标委会及时修订现有标准工作。
企业应该抓住这一历史机遇，迎接新的挑战：重新启动信息化建设，彻底变革老企业管理系统，走上与国际接轨的新型发展道路。企业就必须大规模的扩大生产能力，才能保证企业步入良性发展的快车道。
传感器是名副其实的朝阳产业，即使在国际金融危机蔓延的2008年，我国传感器市场仍然有逆势增长20%以上的良好表现。传感器产业以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、市场前景广等特点为世人瞩目。由中国电子元件行业协会敏感元器件与传感器分会(简称敏协分会)主办、中昊电子有限公司协办的中国敏感元器件与传感器产业发展论坛暨中电元协敏协分会2009年年会，8月28日在贵州省凯里市召开。在这次会议上，行业主导、企业老总、科研院所专家学者近90人就行业发展现状、市场应用热点和技术趋势等进行了深入交流探讨。
传感器产业取得长足进展
传感器是能感受规定的被测量，并能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一。有市场报告显示，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。我国传感器市场的增长率超过15%，预计2009年为430亿元。
传感器是电子信息装备制造业中的基础类产品，是重点发展的新型电子元器件中的特种元器件。中电元协敏协分会理事长单位、中国电子科技集团公司第49研究所副所长吴亚林说，在国家大力加强传感器的开发和应用的一系列政策引导和支持下，我国传感器已形成了一定的产业基础，并在技术创新、自主研发、成果转化等方面取得了长足进展。一批基于MEMS(微机电系统)技术的新型传感器正在进入市常传感器设计技术、材料控制技术、生产技术、可靠性技术和测试技术不断发展成熟，量产能力逐步提高。力学量传感器、气体传感器、温度传感器、光学传感器、电压敏传感器等传统传感器，不仅在国内市场份额逐步增长，同时还有部分出口。
传感器广阔的市场前景吸引了众多的企业加入。重型机械专业出身的西安中星测控有限公司总经理谷荣祥，就选择自己并不熟悉的传感器行业作为创业目标。他说：“传感器行业有技术含量和市场前景，而且竞争不太激烈，我对传感器行业情有独钟。;他介绍说，经过12年的发展，公司基于MEMS技术的压力传感器和陀螺加速度微系统组合的主打产品，现在出口到45个国家和地区。
加快技术创新避免价格战
传感器作为一种特殊作用的应用广泛的元器件，其门类品种十分繁杂。中国电子元件行业协会副秘书长林素芬说，国家对敏感元器件与传感器行业的发展非常重视，一直都在重点支持。但企业规模孝力量分散、技术创新能力薄弱等问题，制约着行业的发展。
以气体敏感元件为例，目前国内气体传感器公司约30余家，2009年国内气体敏感元件的总产量达到610万只，但产品主要集中在价格低廉的半导体式气体敏感元件和催化燃烧式气体敏感元件上，销售市场主要集中在国内并严重重叠。郑州炜盛电子科技有限公司市场部经理徐永军认为，这种现状直接导致价格竞争成为主要手段，并愈演愈烈，最终使企业利润下降甚至亏损，逐渐丧失了新产品开发、设备更新、产品升级等核心能力。
贵州凯里经济开发区中昊电子公司是专业从事PTC/NTC热敏电阻器研发、生产的高科技企业。该公司具备从粉体制备到芯片生产、成品包封的全套生产流程，年产3亿只热敏电阻产品，在国内同行中名列前茅。公司董事长石开轩也对企业之间的恶性价格战深感忧虑。他认为，价格战对谁都没有好处，不但削弱企业的赢利能力和发展后劲，而且危害整个行业的发展。他呼吁，应该尽快建立良好的产业发展环境，企业要在加快创新、提升综合竞争能力上多下工夫。
规模越来越大，赚钱越来越少，是国内PTC热敏元件企业共同遭遇的困境。陶瓷PTC向何处去?华中科技大学周东祥教授说，表面贴装技术、系统集成、IC器件低功耗化等技术的进步，加速了敏感元件的片式化进程。世界热敏元件年产量超过600亿只，片式化率约25%;国内热敏元件年产量约16亿只，但片式化率几乎为零。他给出的解决方案是：突破高压大电流技术，进军高强电领域;突破材料无铅系技术，走向绿色化制造;突破微晶片式化工艺，打入微集成系统。
西无二电子信息集团公司总经理邓一鸣认为，目前国内压敏电阻器已经具备了规模化生产能力，但产品的实际技术水平、质量水平及应用技术与先进国家还有差距，必须不断优化氧化锌压敏电阻器的瓷料配方体系、大生产技术及生产设备，提高产品微观结构的均匀性和生产过程的稳定性，在高电位梯度压敏电阻器、高能量的瓷片技术、压敏陶瓷的微波低温烧结技术等方面取得突破。
在汽车等新兴市场有所作为
就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市常吴亚林认为，传感器的概念和技术已经发生了非常大的变化，我们也要改变传感器主要在电子行业应用的传统思路，进入到电子以外的其他各个行业去配套。他说，汽车传感器很重要，企业很关注，虽然现在国产汽车电子控制单元大多是采用国外传感器，但将来国内传感器在这一领域的机会更多。国内企业要在汽车领域取得进展，不但要把性价比做好，还要形成自己独特的竞争力，并与应用系统单位很好联合。“我们带着兴趣和渴望进入到这个领域。;南京高华科技有限公司总经理李维平说，汽车无疑是传感器一个非常广阔的市场，但国产传感器在汽车上用量很少。多年以来，人们希望压敏传感器在汽车领域有所突破，虽然国内汽车产量增长很快，但国内传感器的用量还是不到10%，而且也多是低端产品。他说，国内的压力传感器普遍质量过得去，但产量上不来。最重要的是，产业化技术不过硬，产品产量一旦增加，质量就容易出现问题，质和量成为一对矛盾。
谷荣祥认为，国内传感器最大的问题是投资、规模、管理，汽车应用对传感器企业的价格、技术和规模要求都很高，国外压力传感器的企业1年的产量是几千万只，但国内企业的规模只有几万只。规模上不去，价格也下不来。资金也是最大的难题，民营企业缺乏大规模的投资能力，国家的资金大多不敢投入，即使投入，其力度也有限。
产学研用深化合作
在研究所工作多年，又到哈尔滨理工大学搞教学的施云波教授说：“我在测控技术与通信工程的教学过程中，特别强调传感器的地位和作用，也希望了解企业对人才的需求，以改进学科建设和科研工作。;他进一步强调说：“我在传感器行业摸爬滚打20多年，我认为，国内传感器企业不应仅仅局限于汽车配套市场，配件市场也会是新的出路。另外，企业应该发挥拥有传感器核心技术的优势，将产业链延伸到整个系统，以自己的系统产品去打拼终端市常
李维平说，国外压力传感器领先优势明显，首先是因为他们有很好的技术基础，而且在设备、材料投入和后期技术跟进，包括工艺的提高和上下游产业链的配合方面，都形成完整的体系，甚至能做到两分钟内生产的压力传感器。从国内的情况看，研发方兴未艾，但要实现产业化，真正形成量产，差距巨大。他认为，应该对国内外上下游产业链的思路进行拓展和梳理，希望政府部门和行业协会围绕产业化提供更多机会，并在资源整合方面发挥作用。
华南师大信息光电子科技学院副院长黄钊洪强调，汽车传感器是传感器产业的重头戏，不能因国外的大品牌垄断而放弃。他说，热敏电阻元件才几毛钱一只，但封装作成传感器，就可能卖七八元钱。他希望成立专门的汽车传感器协会，把产学研商用结合起来，重点解决传感器的商用难题。
敏协分会光纤传感专业委员会主任、清华大学教授廖延彪认为，在光纤传感器方面，我国有市尝有人才，研究单位和生产厂家也不少，随着光通信的发展，光器件也会持续增长，但他也同时强调，要生产出适应国内市场要求、低成本、高可靠性的产品，需要产学研用很好地沟通与合作。
与会人士希望借助敏协分会提供的平台，相互交流经验，共同为国产传感器的大发展尽一份责任。
