傳感器在工業(yè)自動化領域極為重要,扮演著為物理世界和控制系統(tǒng)提供信息連接的重要角色。在工業(yè)過程控制中,計算機技術已經(jīng)相對成熟,需要采集的信息正在不斷增加,生產(chǎn)過程要求大量的各類傳感器,如壓力傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、氣體傳感器、濕敏傳感器和磁敏傳感器等,把大量非電量的物化參數(shù)轉化成電信號控制信息,以滿足各個工業(yè)過程中的自動化和智能化的發(fā)展需求。如今,使用數(shù)量較多的有壓力、位移、加速度、角速度、溫度、濕度和氣體傳感器。
中國傳感器產(chǎn)業(yè)整體素質參差不齊,高端產(chǎn)品自給率不足。2014年,我國從事傳感器研制、生產(chǎn)和應用的企事業(yè)單位共2000多家,從事微系統(tǒng)研制、生產(chǎn)的企業(yè)有50多家,產(chǎn)品種類共計6000多種,年總產(chǎn)量40多億只,市場銷售額接近1000億元。其中,2014年傳感器在工業(yè)領域的應用規(guī)模達到143.1億元,約占傳感器市場規(guī)模的15%。
未來幾年,信息技術在工業(yè)領域的全面應用將會促進工業(yè)傳感器市場規(guī)模的迅速增長。“中國制造2025”的提出會促進企業(yè)全面智能化改造,加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高產(chǎn)品技術含量,逐漸縮短國內與國際先進水平的差距,在生產(chǎn)設備、工業(yè)環(huán)境和流程管理等部分中融入傳感器、微處理器、plc和數(shù)字通信接口等現(xiàn)代信息技術,提高產(chǎn)品的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化的程度,進而提高產(chǎn)品的技術含量和附加價值,終實現(xiàn)我國制造企業(yè)競爭力的提高以及整體工業(yè)水平的提高。由此可見,傳感器在工業(yè)領域將會有廣闊的應用前景。
然而,傳統(tǒng)的傳感器在工業(yè)領域依舊存在著一些局限性:與總線相連的傳感器代價昂貴,傳感器組網(wǎng)的開銷成本巨大;在人力難以靠近的危險區(qū)域布線困難;不同類型的傳感器和控制系統(tǒng)的軟硬件之間協(xié)議不兼容。
在此背景下,隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展與成熟,無線傳感器網(wǎng)絡產(chǎn)品開始憑借自身獨特的優(yōu)勢,開始逐步替代傳統(tǒng)有線傳感器產(chǎn)品,并滲入到工業(yè)領域的各個環(huán)節(jié),成為市場上的新興熱點。無線傳感器與傳統(tǒng)有線傳感器相比存在,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、無線傳感器具有較高的靈活性,適用于有移動需求但不方便布線的情況,如起重機、移動裝瓶設備、交通行業(yè)、自動引導車輛系統(tǒng)和單軌輸送機等。
2、無線傳感器具有較高的可靠性。無線傳感器可以避免運動帶來的損傷,如長拖鏈所帶來的導線彎折、旋轉運動導致電纜線的扭曲折斷等。同時,排除了有線網(wǎng)絡中由連接器引起的故障因素。
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