深度解析2012传感器行业投资市场研究观点

中国传感器的市场近几年一直持续增长，增长速度超过15%。2012年中国传感器应用四大领域为工业及汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品专用设备，其中工业和汽车电子产品占市场份额的42%左右，市场规模达到160亿元，传感器整个市场突破500亿元。2012年中国传感器行业发展总体规模逐渐扩大，显著应用于汽车工业中包括汽车轮胎中的传感器应用、安全气囊中的传感器应用、底盘系统中的传感器应用、发动机运行管理系统中的传感器应用、废气与空气质量控制系统中的传感器应用和需求、ABS中的传感器应用和需求、车辆行驶安全系统中的传感器应用和需求、汽车防盗系统中的传感器应用和需求、发动机燃烧控制系统中的传感器应用和需求、汽车定位系统中的传感器应用和需求、汽车其他系统中的传感器应用和需求。除此以外，中国传感器在其他领域也有新的应用，如工业控制领域、在环境保护领域、在设施农业中、在多媒体图像领域、其它有关传感器的应用。回顾中国传感器行业，虽然发展迅速，但是也存在一些不利的因素。如在产品技术上产业基础薄弱、科技与生产脱节、产品技术水平偏低、产品种类欠缺、企业产品研发能力弱。但另一方面国家不断制定有利传感器产业发展的战略与政策，全年整机系统市场的快速发展，新兴技术的不断推动也都成为传感网发展的利好因素。

中国行业研究网发布的《2012-2016年传感器行业投资策略及深度研究咨询报告》显示：全球现在大概有40个国家从事传感器的研制生产工作，研发、生产单位有5000余家，产品达20000多种。国内有1688家企事业从事传感器的研制、生产和应用，其中从事MEMS研制生产的有50多家，但规模和应用领域都较小。由于没有规模化应用，国内传感器产品普遍存在技术水平低和价格高的矛盾。在国际市场上，德国、日本、美国、俄罗斯等老牌工业国家的企业主导了传感器市场，许多厂家的生产都实现了规模化，有些企业的年生产能力达到几千万只甚至几亿只。相比之下，中国传感器的应用范围较窄，更多的应用仍然停留在工业测量与控制等基础应用领域。有赖于此，中国传感器市场竞争十分激烈。

世界传感器技术研究现状

传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。日本工商界人士声称“支配了传感器技术就能够支配新时代”。世界技术发达国家对开发传感器技术部十分重视。美、日、英、法、德和独联体等国都把传感器技术列为国家重点开发关键技术之一。

美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器信息处理技术直接相关。关于保护美国武器系统质量优势至关重要的关键技术，其中8项为无源传感器。美国空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力关键技术，传感器技术名列第二。日本对开发和利用传感器技术相当重视并列为国家重点发展6大核心技术之一。日本科学技术厅制定的上世纪90年代重点科研项目中有70个重点课题，其中有18项是与传感器技术密切相关。美国早在上世纪80年代初就成立了国家技术小组(BTG)，帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作。

美国国防部将传感器技术视为20项关键技术之一，日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心枝术，德国视军用传感器为优先发展技术，英、法等国对传感器的开发投资逐年升级，原苏联军事航天计划中的第五条列有传感器技术。正是由于世界各国普遍重视和投入开发，传感器发展十分迅速，在近十几年来其产量及市场需求年增长率均在10%以上。目前世界上从事传感器研制生产单位已增到5000余家。美国、欧洲、俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家，日本有800余家。

传感器技术是一项当今世界令人瞩目的迅猛发展起来的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸，当集成电路、计算机技术飞速发展时，人们才逐步认识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的发展而惊呼“大脑发达、五官不灵”。传感器开始受到普遍重视，从八十年代起，逐步在世界范围内掀起了一股“传感器热”。

具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络(WSN，wirelesssensornetworks)综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。

由于WSN的巨大应用价值，它已经引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的广泛关注，被广泛地应用于军事，工业过程控制、国家安全、环境监测等领域。

美国国防部和各军事部门都对WSN给予了高度重视，在C4ISR的基础上提出了C4KISR计划，强调战场情报的感知能力、信息的综合能力和信息的利用能力，把WSN作为一个重要研究领域，设立了一系列的，军事传感器网络研究项目，即使是今天最先进的反舰巡航导弹也会被实时地监测到并被击中。在民用领域，2002年，Intel公司发布了“基于WSN的新型计算发展规划”。Intel将致力于WSN在预防医学、环境监测、森林灭火乃至海底板块调查、行星探查等领域的应用。

英国、日本、意大利等国家的一些大学和研究机构也纷纷开展了该领域的研究工作。学术界的研究主要集中在传感器网络技术和通信协议的研究上，也开展了一些感知数据分析查询处理技术的研究，取得了一些初步研究结果。

国内研究机构如中科院、清华大学、国防科技大学、电子科技大学、哈尔滨工业大学以及浙江大学等学术团体对WSN进行了跟踪研究，毋庸置疑，跟踪国外WSN技术的发展，并做出开创性的研究工作，对我国国防现代化的发展具有重要的意义。

WSN的定义和特点

WSN是由一组传感器节点以自组织的方式构成的有线或无线网络，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中感知对象的信息，并发布给观察者。如图1所示，从硬件上看，WSN节点主要由数据采集单元、数据处理单元、无线数据分析收发单元以及小型电池单元组成，通常尺寸很小，具有低成本、低功耗、多功能等特点;从软件上看，它借助于节点中内置传感器有效探测所处区域的温度、湿度、光强度、压力等环境参数以及待测对象的电压、电流等物理参数，并通过无线网络将探测信息传送到数据汇聚中心进行处理、分析和转发。

WSN与传统传感器和测控系统相比具有明显的优势。它采用点对点或点对多点的无线连接，大大减少了电缆成本，在传感器节点端即合并了模拟信号/数字信号转换、数字信号处理和网络通信功能，节点具有自检功能，系统性能与可靠性明显提升而成本明显缩减。

WSN具有以下特点：

①硬件资源有限。WSN节点采用嵌入式处理器和存储器，计算能力和存储能力十分有限。所以，需要解决如何在有限计算能力的条件下进行协作分布式信息处理的难题。

②电源容量有限。WSN节点通过自身携带的电他来提供电源，当电池的能量耗尽，往往被废弃，甚至造成网络的中断。所以，任何WSN技术和协议的研究都要以节能为前提。

③无中心。WSN没有严格的控制中心，所有节点地位平等，是一个对等式网络。节点可以随时加入或离开网络，任何节点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。

④自组织。网络的布设和展开无需依赖于任何预设的网络设施，节点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，节点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。

⑤多跳(Multi-hop)路由。WSN节点通信能力有限，覆盖范围只有几十到几百米，节点只能与它的邻居直接通信。如果希望与其射频覆盖范围之外的节点进行通信，则需要通过中间节点进行路由。WSN中的多跳路由是由普通网络节点完成的。

⑥动态拓扑。WSN是一个动态的网络，节点可以随处移动;一个节点可能会因为电池能量耗尽或其他故障，退出网络运行;也可能由于工作的需要而被添加到网络中。这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化，因此网络应该具有动态拓扑组织功能。

⑦节点数量众多，分布密集。WSN节点数量大、分布范围广，难于维护甚至不可维护。所以，需要解决如何提高传感器网络的软、硬件健壮性和容错性。

风洞测控WSN的主要关键技术

针对WSN的特点和在风洞测控中应用需求，WSN研究领域还有很多具有开创性和挑战性的难题需要解决，主要包括以下的研究内容。

WSN节能技术

能源是WSN最重要的资源，如何有效地节约能源是WSN必须考虑的关键技术。WSN节点工作时按功率消耗由小到大的顺序有4种模式：睡眠模式(sleep)、空闲模式(idle)、接收模式(receive)以及发送模式(transmit)，有效地进入睡眠模式与空闲模式以及减少数据分析的发送量将大大地节约能源。采用合理的路由算法与信道接入方式也是节能的关键。

WSN节点微型化技术

WSN节点微型化技术在现阶段还集中在硬件电路的设计上，通过采用体积小、功耗低的芯片与器件和采用模块化的设计与分层布线的方法会使体积尽量减小，然而随着MEMS(微电子机械系统)技术的日趋成熟，在不久的将来，WSN节点体积将会越来越小。

中研普华行业研究机构表示，近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业，是21世纪新的经济增长点。中国传感器技术发展整体将呈现高精度、微型化、集成化、数字化、声表面波传感器、微加工技术等特点。同时还将朝着加速开发新型材料、高可靠性、宽温度范围、微功耗及无源化的方向发展。传感器技术的不断成熟，应用的扩大，市场的竞争也会更加激烈，未来传感产业分销会成为主要销售渠道，而环保、设施农业、医疗卫生等领域将成为新兴市场。