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物联网感知层中的传感器是物联网采集信息的输入端，是物联网获得外部物理信息的唯一手段和途径。其性能和质量往往决定着整个信息系统的性能和质量，对物联网应用系统的性能起到举足轻重的作用，是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑。

一、应用需求

目前，物联网的应用主要包括三大领域：公共管理、行业应用和个人应用。其中，公共管理可细分为：城市应急（事故灾难、自然灾害）、社会安全、资源环境管理、智能城市管理、智能交通、公共卫生等；行业应用则包括工业控制、智能建筑、现代精准设施农业、智能物流与食品溯源应用、智能电网等；个人应用主要包括智能社区、家庭应用等。不同的领域的传感器技术举例分析如下：

城市应急预警物联网系统是将城市中各应急信息采集点（包括安防系统、交通系统、气象系统和公安系统）连接在一起的信息处理系统，并根据专家知识库进行预警信息预报，实时通过网络通知城市应急部门，统一指挥公安、武警、交通和医院等部门进行协调行动。传感器在该领域主要应用于：有害气体检测、图像及识别、气象监测、危险源监测等。

资源环境管理：国际上工业发达的国家都制订了相应的环境保护法规，加强了对环境的控制和监测，我国也不例外。今后环保传感器重点将集中在水质监测、大气污染和工业排污测控等领域。

智能城市管理：传感器在该领域的应用，主要是通过嵌入到公路、桥梁、铁路、公共设施之上，对城市环境、设施、公用事业、城市服务、公民和本地产业等进行感知、分析和管理。

 公共卫生：公共卫生领域传感器需求重点为诊治各种疾病的生物和化学传感器、食品发酵与酶传感器。

从以上的应用需求分析可以看出，传感器技术是物联网发展的基础，同时，物联网对传感器的技术需求也引导着传感器技术的发展趋势：

一是微型化，微米甚至纳米级别的微型器件有利于体积和器件功耗的降低；

二是集成化，即传感器与IC的集成制造技术以及多参量传感器的集成制造技术；

三是智能化，即在集成化基础上的更进一步发展，使得信号检测具有一定的智能；

四是网络化。

二、标准期待完善

在国际传感器及无线传感网络标准化方面，已出台了包括IEEE1451.5智能传感器接口标准、IEEE802.11无线局域网标准等在内的标准体系。我国相关标准制定工作正稳步开展。目前已制定的传感器国家标准包括传感器图用图形符号、压力传感器性能试验方法、传感器通用术语、传感器命名法及代码等。我国已新立6项国家标准，包括总则、术语、通信和信息交互、接口、安全、标识。新立2项行业标准，包括机场传感器网络防入侵系统技术要求、面向大型建筑节能监控的传感器网络系统技术要求。但我国目前仅有组件式传感器通用标准，新型传感器标准基本为空白。

三、国内传感器技术现状

我国与发达国家相比有较大技术差距，处于国际上世纪90年代水平。主要表现在三个方面：一是高端传感器被国外垄断、中低端传感器敏感芯片主要依赖进口。其中中低端传感器进口占比80%，传感器芯片进口占比达90%；二是缺乏强有力的传感器产业化共性技术平台支撑，传感器敏感芯片、封装技术、测试技术以及可靠性保障技术能力较差；三是智能传感器技术水平不足，缺乏标准和互通性。

四、小结

传感器是物联网整个链条需求总量最大和最基础的环节。目前国产传感器的测量精度、温度特性、响应时间、稳定性、可靠性等指标与国外有相当差距。特别是问题最严重的稳定性和可靠性，往往比国外传感器同类产品低1~2个数量级。建立传感器的共性技术服务平台，将有利于克服传感器在物联网应用中的瓶颈问题。特别是对于国产传感器，稳定性和可靠性的改善将可以提高与进口传感器竞争的能力。

(重点实验室)