无处不在的传感器如何改变我们的生活？未来传感器的8大发展趋势分析
自传感器问世以来，它便以其将曾经晦涩难懂、难以辨识的信息转化为易于获取、更加精确的数据的能力，成为了数字化社会不可或缺的基础设施。无论是智能手机还是智能语音助手，从能源管理系统到工业生产设备，传感器已然成为人类与机器、人类自身以及自然环境之间沟通的延伸。
传感器技术的进步，包括与之紧密相连的数据存储、能量储存、新型材料以及网络基础设施等软硬件的革新，加之成本不断降低，使得传感器的应用领域将日益增多。
至2022年，现代信息技术已取得显著进步，传感器在其中的地位愈发凸显，其在物联网、元宇宙、人工智能以及自动驾驶等领域的应用不可或缺。
在2022年，随着这些技术的不断进步，传感器的作用愈发显著，它不仅进一步丰富了我们的日常生活，而且传感器本身也迫切需要新的发展动力。
传感器到底是什么？
为了方便理解，我先科普一下传感器的概念。
简言之，传感器可从其表面含义来诠释，它本质上是一种感应与转换的装置。它能够探测温度、声音、光线等数据，并将这些信息转换成机器上的电流、电压等电信号。凭借其存在，人类生产的机器得以实现智能化。
以手机为例，它具备众多实用功能，诸如摄影、通话以及娱乐游戏等，您认同这一点吗？
这些功能的实现方式是怎样的呢？其实是通过传感器对手机外部的信息进行探测，并将这些信息转换为电流开yun体育官网入口登录app，从而使得我们人类能够对手机进行操作。
拍照时，镜头首先捕捉物体发出的光线，随后将这些光线传输至图像传感器。传感器接收到相应的光线后，将其转换为电信号。经过一系列的处理与显示过程，最终在手机屏幕上呈现出我们所见的照片。
所以图像传感器就相当于手机的眼睛，是拍摄的核心部件。
手机内配备多种传感器，这些传感器能够将声音、压力等数据转换成电子信号，从而实现通话、指纹识别等功能。若将芯片比喻为手机的核心，那么传感器和网络则相当于手机的感官与神经系统，前者负责将信息转化为电信号，后者则负责信息的传输。
如果说没有传感器，现在的智能手机连大哥大都不是。
因此，我们常说，传感器、计算机以及通信技术构成了现代信息技术的三大支柱。
传感器如何改变我们的生活？
在2020年，全球范围内，3000亿个传感器已融入我们的日常生活，市场规模攀升至105亿美元之巨，其中，可打印的柔性传感器市场更是达到了73亿美元的规模。
与此同时，随着数以亿计的数据传输设备接入互联网，这些设备将对我们日常的生活习惯以及工作模式产生显著的影响。
家庭和办公
当牛奶不慎洒落时，冰箱会发送通知告知我们；只需躺在床上，我们就能启动咖啡机……诸如此类的事情，在未来十年乃至更长时间内都将变为现实。尽管智能家电在过去几年中一直是拉斯维加斯消费电子产品展（CES）的焦点，然而，至今尚未有某一款产品或某个品牌脱颖而出成为主导。RNR市场研究公司预测，去年该市场达到了200亿美元的规模。知情人士普遍认为，这一市场正处于快速扩张阶段，并且形象地将其描绘为一个既充满生机又秩序混乱的领域。
Nest恒温器堪称迄今为止最具创新性的产品，尤其在节能省电方面表现卓越。其设计简约，操作界面远比现有的可编程温度调节器更为直观，加之谷歌的鼎力支持（2013年谷歌曾投入32亿美元作为启动资金），Nest在加拿大、英国和美国市场一直备受瞩目。
恒温器主要功能在于调节家庭能耗，而非被家电、照明设备、电视、电脑音响等消耗。Nest公司宣称，其设备能够根据用户日常使用习惯自动编程，并通过手机实现家电控制。通过这种方式，用户能够节省高达20%的电能。
其他产品更侧重于新奇感，例如2018年CES展会上，Tagg成为一大亮点，它能够远程定位你的宠物狗或猫的具体位置。此外，亚马逊还推出了一款品牌按钮，你只需在家周围粘贴一圈，便能轻松订购洗衣粉、手纸等日常用品。布拉德，这位既机智又不可或缺的烤面包机，会在其网络中与其他烤面包机进行比对，观察它们的动作次数。一旦它感受到被忽视，便会主动启动，提醒你注意。
还有苹果产品。该公司期望其HomeKit平台能被智能家居行业的开发者们利用，以开发出设备控制应用。这一举措旨在为该领域搭建一个桥梁，一种通用的沟通工具。苹果公司通常会选择在具有巨大发展潜力的市场进行投资，根据RNR的数据，到2020年，智能住宅市场的规模有望达到600亿美元。
办公大楼亦经历了变革，这些变化旨在提升最低效率并便利员工。以思科为例，该公司通过四个地点便实现了对全球300座建筑核心功能的管控，涵盖气候调节、电力消耗及安全防护。预计当一位高管驾车抵达车库，系统将自动发出指令，引导电梯迎接她，并自动点亮其办公室内的灯光。
拥有复杂内部气候调节系统的建筑如今愈发常见。以曼尼托巴水电公司的新建摩天大楼为例，其内部设有一个庞大的自然加湿器——一间湿度充沛的房间，高达数层，内植有热带植物，并且通过管道系统与建筑内各处相连，以输送湿润的空气。系统能够准确判断何时开启或关闭百叶窗，亦或让阳光洒入室内（以充分利用自然光热），亦或维持现状。
城市
现今，全球超过半数的人口聚居在城市核心区域，而到2050年，这一比例将攀升至近三分之二。届时，将有约25亿人生活在城市中，他们在此居住、工作和出行。对于现代城市而言，这无疑是一场噩梦，交通拥堵、空气污染、犯罪率上升、垃圾堆积如山的垃圾桶以及低效的照明系统，这些因素占据了城市电力预算的四分之一至一半。当前正在进行的测试技术，将助力未来城市更有效地解决即将出现的移民挑战。
红绿灯若配备嵌入式视频传感器，便能依据车辆的具体位置及时间来调节其绿灯和红灯的时长。这一设计可谓一举两得，不仅有效缓解了交通拥堵，还降低了空气污染。据统计，在红灯亮起时，车辆在城市区域中消耗了高达17%的燃油。
在巴塞罗那的集市中，车位传感器能够即时将空位信息传达给寻位司机。西门子公司近期向一家新兴企业注入资金，旨在打造一种能指引车辆驶入空余车位的无人机。这样的技术似乎微不足道？实则不然：交通拥堵中，高达30%的成因是司机在街头反复寻找停车位。
特拉维夫正采取措施，通过为公共汽车、穿梭巴士、出租车以及汽车排水车开辟专用车道，以期缓解拥堵的交通状况。此举亦便于那些缺乏耐心且经济条件允许的上班族利用该专用车道。车道上安装的传感器能够识别车辆的车牌，并依据道路的繁忙程度自动对车主的信用卡进行收费。
在圣地亚哥，智能LED路灯仅在有人或车辆靠近时才会点亮——该市近期对3000盏旧式路灯进行了更换，并安装了感应器，此举每年预计能节省25万美元。英国方面正尝试遏制不良行为，他们正在对一盏路灯进行测试，该路灯在检测到嘈杂声和喧哗时，会亮起一盏特别明亮的灯光，并配备摄像头，将实时视频传输至云端。
在费城，他们购置了价值4000美元的太阳能垃圾桶，这种垃圾桶被称作大肚子。它具备粉碎垃圾的功能，并能向调度员发送信息，请求在垃圾桶满载时进行清运。通过这一举措，费城成功将每周的垃圾收集次数从17次降至3次，同时每年还能节省下高达100万美元的燃料、维护以及劳动力成本。
制造业
坐落在宾夕法尼亚州约克市的哈雷-戴维森摩托车制造厂始建于1973年，其生产模式为典型的流水线作业。然而，数年前，该厂经历了思科公司带来的高科技升级。目前，工厂地面上安装了一系列与制造执行系统相连接的传感器，它们负责收集数据，以便及时发现并解决问题。当发现后方的挡泥板对该流程造成了阻碍，管理人员对布局进行了调整，确保零件能够直接进入生产线，不再需要人工进行收集和搬运。在另一间屋内，传感器能够准确判断空气流动和湿度是否理想，并在需要时进行调整。这套系统价格不菲。
分析师指出，将制造执行系统部署至单一工厂的费用介于五十万至一百万美元。然而，借助SAP（为哈雷工厂提供软件）的支持，该工厂的生产能力提升了25%，同时员工数量减少了30%。此外，产品交付时间从原先的21天缩短至仅需6小时，且能一次性交付1700辆自行车。
在德国，西门子的安伯格工厂年产近1200万台可编程逻辑控制器。这些PLC相当于交换机，能够操控多种系统，例如游船、滑雪缆车以及组装线。在整个制造与装配环节中，工厂嵌入的微型传感器助力公司极大降低了缺陷率：据其宣称，其PLCs的完美运行率高达99.99885%。
更高的“可见度”——传感器至智能手机和平板电脑的实时数据传输——显著降低了机器的停机时长，经理们得以在问题爆发前识别出瓶颈以及现有或即将发生的维修需求。据埃森哲最新报告显示，物联网技术的应用能将平均维修成本降低12%，减少维修费用30%，以及停工时间缩短70%。智能能源管理系统有助于降低电力消耗费用，而这正是工厂的主要开支项目之一。系统会自动将电费考虑进机器的运作时间表中，使工厂得以避开电价的高峰时段。
通用电气（GE）的董事长杰夫·伊梅尔特（Jeff Immelt）曾言：“倘若你于昨晚以实业公司的身份入梦，那么翌日清晨，你将发现自己已转变为一家专注于软件与数据分析的企业。”
交通
特斯拉最新款电动轿车的售价为七万美元。不仅如此，它能在短短四秒内加速至每小时一百公里，令人称羡。而且，单次充电即可行驶435公里。当你的果汁所剩无几时，汽车的导航系统便会指引你前往最近的充电站点。埃龙·马斯克的最新车型搭载了先进的自动驾驶系统开元棋官方正版下载，该系统集成了摄像头、雷达以及全方位的声纳传感器。在宽广的道路上，即使在拥堵的交通中，它都能轻松识别并找到停车位。此外，该系统还能识别速度限制，并向驾驶员发出减速的警告。请保持车辆在车道内行驶，并远离驾驶座。
特斯拉的状况持续改善，这得益于其内部联网软件的助力，该软件向工程师们提供了持续的数据流。自汽车问世以来，开发团队已对软件进行了多轮更新，不断扩展其功能，使其能在其他车辆处于视线盲区时提醒司机，并在其他车辆临近时自动降低远光灯亮度。
这些都是在表明，你的车辆处于静止状态，其效能主要体现在销售环节，目前正迅速向后方移动。诸如梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)这样的传统汽车制造商也计划推出智能型汽车。在硅谷的研究机构内，一支由工程师和程序员组成的团队正在对一款模型进行优化，这款模型能够与智能手机实现互动，搜集你的约会详情，并为抵达目的地提供路线规划，同时还能展示实时的交通状况。今年五月，戴姆勒集团旗下的Freightliner品牌，携手奔驰公司，成功获得了全球首张机器人卡车在美内华达州的行驶牌照。该公司已在该州公路上完成了长达15,000公里的测试，尽管测试过程中有操作员一同驾驶。
高德纳研究公司预测，2020年全球将有2.5亿辆联网汽车行驶在道路上，其中不少具备自动驾驶功能。每年发生约800万起交通事故，以及130万起撞车事件；思科公司的Smart联网车辆部门指出，自动驾驶汽车有望减少高达85%的正面碰撞。他们还能协助减轻交通压力，由于他们能够共享各自的位置信息，这使得它们比人类驾驶的车辆行驶得更紧密。交通领域的专家指出，若能将更多的汽车集中行驶在相同的道路空间，或许能帮助节省司机至少900亿小时的拥堵时间。这一举措每年能够减少约2.2亿吨的碳排放，并避免至少1万亿美元的燃料成本以及生产力损失。
航空航天
航空工业在引入新技术方面显得犹豫不决——比如，美国的空中交通管制系统，依旧依赖着上世纪70年代搭建的脆弱的计算机设施。这在某种程度上是可以理解的：考虑到那些高达三万英尺的巨型移动设备，技术故障可能带来的后果无疑是灾难性的。
然而，实际上这项技术本可以避免类似德国之翼航班那样的悲剧重演——在那起事件中，一名情绪不稳定的副驾驶锁定了机长，并恶意操控飞机飞向法国的一家航空公司——但这项技术早已存在，因此其存在的意义已经大打折扣。飞机上早已安装了传感器，能够搜集燃料消耗效率、飞行高度、位置信息以及维修状况等相关数据。然而，这些数据通常只在飞机降落之后才会被处理和分析。随着连接和数据处理技术的不断发展，我们完全有理由相信，中飞行信息的发送与解析不再是难题。此外，这项技术同样适用于在紧急状况中为飞行员提供保护，例如在德国之翼事件中。同时，它还能提高飞机位置信息的更新频率——这对于马航370航班的搜寻工作无疑将起到极大的辅助作用。
变化正逐渐显现，飞机引擎内的传感器已能通过检测喷气发动机排放的气体温度，来识别并区分正在形成的问题。同时，在飞机仍处于飞行状态时，这些传感器便能与飞行员及地面控制人员展开沟通。
在效率提升上，通用电气研发了一款测量燃油消耗的工具，并巧妙地调整了机翼的襟翼（以及其他部件），以降低不必要的阻力。这项技术的应用使得意大利航空公司在一年的时间里成功降低了1%的燃料消耗。考虑到整个行业的燃料支出每年大约在300亿美元上下，即便是这样的小幅节约，其价值也是相当可观的。
铁路领域正逐步迈向现代化进程。英国的网络铁路企业以及Cisco公司正在部署传感器，同时也在轨道边缘增设了传感器，目的在于向中央指挥中心发出警报，无论是需要维护还是面临周边山体滑坡或洪水等风险。此举预计将大幅缩短当前铁路检查所需的时间，大约减少130万小时。
纽约的上班族借助网络表达了对便捷通勤的感激之情。近期，该市的Canarsie地铁线路引入了siemens品牌的轨道和列车，这些设备能够实现更精确的定位，远超以往的老式自动闭塞信号系统（它通过轨道旁的灯光指示列车何时停车或继续行驶）。智能轨道系统精准掌握火车的具体位置，因此，列车间的距离得以缩小，从而在繁忙的航线上实现更多列车的频繁通行，每小时可达26趟，相较之前每小时的15趟，效率显著提升。
航运领域亦涉足其中。在二战结束后的德国经济复苏奇观中，德国著名的港口城市汉堡-能勒，近期遭遇了若干与之相关的问题。在这些日子里，每天都有550辆卡车抵达港口，其中不少车辆在等待船只进港的漫长队伍中空耗数小时，甚至有的车辆停靠在港口周边的住宅区，这是因为港口区域内的泊位十分稀缺。
每年有超过一万辆船舶在此卸载货物，频繁出现的是众多船舶同时抵达，导致相对狭小的港口出现拥堵。鉴于该港口地理位置历史悠久，人口密集，其扩展并未实现。得益于思科与SAP共同开展的一个项目，这些船舶及九百万个集装箱得以实时更新并传输其精确到港时间，从而使得卡车能够及时安排接运和货物运输。卡车驾驶员甚至能够通过远程操作预定停车位，从而避免了他们驾车四处搜寻车位，亦或是造成城市其他区域的交通拥堵。
医疗
旨在协助婴儿潮世代居住的技术正日益兴盛。这一现象并不令人感到惊讶，因为目前约有15%的加拿大人年龄达到65岁或以上，而这一比例预计在未来的20年内将增至23%。新一代的传感器能够及时监测家中病人的健康状况，并在病情出现恶化时，迅速与他们的医疗团队取得联系。
飞利浦，这家以生产灯泡和电动牙刷而闻名的公司，在你服用药物之际，创造了一款能够开启的药盒。这款药盒还能向你的家人或护士发送消息，以确保你已正确服用了药物。荷兰的一家企业近期分设了其旗下的新医疗保健分支——飞利浦医疗，该分支在业内占据领先地位。目前，该公司正致力于探索一种方法，这种简便易行的方式不仅适合使用智能手机的年轻人，也同样适用于那些患有退行性疾病和痴呆症的高龄人士，如80岁的老人。
他们的传感器独具特色，宛如新生儿监护室中用于监测早产儿的那些传感器。由于无法直接接触皮肤，这些传感器转而利用高清摄像头来观察皮肤的颜色、呼吸状况以及温度，并及时向护士发出任何异常变化的警报。此类设备最终将助力医生与护士更好地照护和监督那些在家庭及医院中的患者。纽约Presbyterian医院目前所采用的智能型病床能够实时向患者反馈其是否已起身，同时亦会向护理部门进行相应通知。
此外，FitBit、Apple Watch以及suto等品牌的健身追踪器市场正迅速扩张，其市值已突破20亿美元大关。截至目前，这些设备已售出超过8400万台。它们能够监测心率、睡眠模式、饮食习惯以及锻炼情况，并将收集到的数据传输至移动应用程序。迅速地，这些资料将直接传送给你的医疗保健服务提供者或保险公司，他们依然对你的陈述深信不疑。确实开元ky888棋牌官方版，你坚持每周锻炼四次，而且始终选择步行上楼。美国保险公司约翰·汉考克（John Hancock），即宏利的子公司，向那些愿意分享数据以证明其健康生活方式的客户提供高达15%的保费优惠。
紧接着：在皮肤下方进行植入。秉承其使命的Medtronic公司已推出一款葡萄糖传感器，此设备能协助糖尿病患者有效管理血糖水平。
能源
电网建设旨在根据实际需求供应电力，力求在供应与需求之间实现微妙的平衡——这无疑是一项挑战，因为需求会随着时间、气候和季节的变化而波动。无论是酷暑中的热浪、暴风雪的肆虐，还是奥斯卡颁奖典礼的盛大举行，都可能对这个日益老化的基础设施构成压力。为了应对突发的用电高峰，备用电站和柴油发电机必须随时待命，消耗宝贵的资源。然而，这样的做法远非高效之举。
智能电网的核心机制相当直观：电费是根据需求来决定的，这一信息会迅速传递至智能电表、温控器和各种家用电器，从而确保它们在电价最低、非高峰时段获取电力。该系统通过市场机制来调节负载，从理论上讲，这样做可以降低电网遭受停电和电力短缺的风险。
试点项目，特别是在意大利和德克萨斯州，业已证实该理论在现实世界中的有效性。美国将2030年定为实现智能电网大部分组件的非正式截止时间点；Hydro One公司位于安大略，它是全球众多地区公用事业公司之一。尽管该公司已经更换了大量智能手表，但它们仍计划在2025年进行拍摄。
目前，他们仅是将时间使用情况直接传递给应用软件。然而，展望未来，电表将能够获取价格信息和系统总需求的相关数据，并据此自主进行管理。
输电线路与管道亦接受了高科技的改造。通过分析线路中传感器收集的数据，能够实现对故障的检测与隔离。此外，预测软件已投入市场，能够预测哪些树木最有可能倒塌并影响线路。思科公司（Cisco）所铺设的管道内壁采用了敏感纤维，能够直接探测到泄漏，并借助无线电技术进行辅助。通用电气针对老化管道，研制出了一种软件。该软件能够处理地震数据、地形详情、人口分布密度，以及医院和学校的具体位置信息。这些功能旨在辅助用户在常规维护或紧急状况下，做出合理的维修决策。
