物联网时代传感器低成本化发展的思考

摘要：在对物联网产业的内涵、体系结构进行系统阐述和分析基础上，阐述了传感器与物联网的关系以及传感器在物联网中的战略意义，分析了传感器技术的低成本化发展方向，并提出了一些低成本化措施。
关键词：物联网；体系架构；传感器；低成本

0 引言
物联网号称是继计算机、通信网络之后的信息产业第三次浪潮，有研究机构预计，10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。
物联网是全球信息产业的发展趋势之一，也是我国“十二五”规划的重点发展方向。目前，国家正在大力发展物联网产业，2010到2015年为物联网导入期，在主导领域实现物物互联；2015年到2020年为成长期，物联网将实现半智能化：2020年之后为发展期，物联网将全面实现智能化。预计到2015年的市场规模就会超过2 000亿元，2025年将达到7 500亿元，年增长率超过30％，市场前景将超过计算机、互联网、移动通讯等市场。

1 物联网的体系架构
按照国际电信联盟(ITU)的定义，物联网主要解决物到物(Thing to Thing，T2T)、人到物(Human to Thing，H2T)、人列人(Human to Human，H2H)之间的互连。物联网产业链可以细分为标识、感知、处理、信息传送、控制管理五个环节，每个环节的关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片和电信运营商的无线传输网络。
物联网的体系架构包括三个层次：一个是感知网络，即以二维码、RFID、传感器为主来实现“物”的识别；二是传输网络，即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网，实现数据的传输和计算；三是应用网络，也就是各种应用服务，包括输入输出控制终端以及手机等终端。
感知层是实现物联网全面感知的基础，包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器和M2M终端、传感器网络和传感器网关等。要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息，要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化和低成本的问题。物联网感知层的技术结构特征如表1所列。

网络层主要用于实现更加广泛的互联功能，它能够把感知到的信息无障碍、高可靠、高安全性地进行传送，但它需要传感器网络与移动通信技术、互联网技术相融合。各种通信网络与互联网形成的融合网络，被普遍认为是最成熟的部分，除网络传输之外，还包括网络的管理中心和信息中心，用以提升对信息的传输和运营能力，也是物联网成为普遍服务的基础设施。有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。表2所列是物联网传输层的技术结构特征。
应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层，是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，用于提供物物互联的丰富应用。物联网通过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民经济和社会发展具有广泛影响。现在的关键问题在于信息的社会化共享、开发利用以及信息安全的保障。