2010年1月8日，中電元協敏感元件及傳感器分會在哈爾濱召開理事長聯席會議，來自哈爾濱、西安、深圳、廣西、河南、成都、綿陽的副理事長參加了會議。中國電子元件行業協會副理事長兼秘書長溫學禮及傳感器協會單位吳亞林副所長參加會議。會議由傳感器協會秘書長郭鐳主持。重點聽取元協領導的報告及協會企業年度運營情況分析，并討論了2010年的工作計劃。西安中星測控有限公司總經理 谷榮祥做為傳感器協會副理事長在會上做了“乘物聯網東風，攀傳感器高峰“的報告。以下是報告全文。

這是一項溫家寶總理和奧巴馬總統關注的萬億級新產業
這是經濟危機后十～十五年將要發展的新產業

乘物聯網東風 攀傳感器高峰

——西安中星測控有限公司        總經理 谷榮祥

  一、傳感網（物聯網）簡介

　　1.簡介

   傳感網或者物聯網，是一個概念、兩個名稱。國際上對物聯網（Internet of things簡稱IOT）并無一個準確的定義。大家普遍引用的資料是：2005年11月17日，在突尼斯舉行的信息社會峰會（WSIS）上國際電信聯盟（ITU）提出的物聯網概念：“無處不在的網絡時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷，從房屋到紙巾都可以通過因特網主動進行信息交流”。射頻識別技術（RFID）、傳感器技術等將得到廣泛的應用。

   2009年8月7日，中國國務院總理在無錫推出：“在傳感網發展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”“在國家重大科技專項中，加快推進傳感網發展”，“盡快建立中國的傳感信息中心，或者叫‘感知中國’中心”。

   2009年9月21日，中國工信部副部長奚國華在2009年通信展正式表示：“傳感網和物聯網是兩個名字一個概念，為方便交流宣傳，傳感網是官方用名，而物聯網則可做為小名使用。”

   傳感網＝傳感器及其具有傳感器功能的裝置+各類轉換裝置+網絡（有線或無線，遠距離或近距離）。如果細分到行業，幾乎沒有哪個行業不用到傳感網。隨著信息產業兩個領域（計算機和通信）的發展和成熟，信息產業第三大領域傳感器行業越來越成為急迫發展的行業，而傳感器的發展，必然引爆“傳感網”這個組合或者集成行業的發展，成為時下很熱的“萬億級”產業。

　　2.行業特征

　　傳感器

   傳感網的端部是各種各類的傳感器。什么是傳感器。傳感器就是把自然界中的各種物理量、化學量、生物量轉化為可測量的電信號的裝置與元件。可見傳感器的眾多和紛雜。傳感器的定義決定了它本身的復雜性和眾多品種。

   應用廣泛。從太空衛星、運載火箭，到民用、軍用飛機，到地上建筑物和運動的各種車輛，及水面船艦、水下潛艇都需要傳感器。不管民用還是軍用，一輛汽車可以用20-30個傳感器，一架飛機可用到2000多個傳感器。

   行業歸屬不明。中國沒有全國一級傳感器協會，二級分會有3個，但無權威性，也沒能覆蓋所有傳感器行業。原機械部有傳感器協會，原電子部也有傳感器協會，原航空、航天、兵器等部同樣有傳感器領導機構。著名傳感器大企業缺失，國內外都是如此，這也意味著未來十年大傳感器企業將出現。說到PC行業，大家會想到IBM、DELL、聯想；說到通訊行業，大家會想到思科、阿爾卡特、愛立信、諾基亞、華為、中興、大唐；但說到傳感器，大多數人會無語。其實世界上著名的電氣公司都有傳感器部門，如：GE、Honeywell、西門子、松下、Sony等。

   技術復雜，原理不一。依應用環境而變，涉及幾乎所有技術領域，跨學科技術很多。MEMS壓力傳感器涉及材料、半導體技術；生物傳感器涉及生物醫學技術；而扭矩傳感器需要精密機械加工。

   同一品種的傳感器，因技術和應用不同，不可互相替代，難以做到大規模生產。壓力傳感器有應變式、壓電式、壓阻式，電容式甚至光纖式；即是壓阻式還有硅材料，陶瓷濺射薄膜、蘭寶石等。

   形狀不同，大小不同，輕重相差較大，因而生產加工工藝截然不同。小的如微納米技術的壓力傳感器，比綠豆還小，可以植入人體。大的如大噸位稱重傳感器，如臉盆大小。磁傳感器、光敏傳感器歸為電子元器件，稱重傳感器、軸距傳感器、電容式壓力傳感器歸為機械或儀表行業。

   單價差異很大。熱敏電阻做為溫度傳感器，單價僅有1角錢。同樣，工業用紅外溫度傳感器卻要2-3萬；低精度壓力傳感器單價1元人民幣，高精度壓力傳感器需要數萬元。

   企業規模普遍較小，但技術水平不低，人員技術要求高。就某一項單一傳感器而言，如果銷售到5000萬人民幣，可以在全國有影響力，如果銷售到2億人民幣，在國際上較有影響。因此，傳感器企業是一種投資密集、技術密集和人員密集型企業。當然，隨著市場規模擴大，這一狀況會發生變化。

   RFID射頻識別技術，又稱電子標簽，是一種非接觸的自動識別技術。通過相距幾米以內的裝置發射電波，讀取電子標簽內存儲的信息，以識別電子標簽所代表的物和人的身份。

   從某種意義上講，傳感器是主動傳感，而RFID是被動傳感，或者是人為地在無法傳感的物體上貼覆代表一定信息的識別卡，以便于相應的傳感器來感應。

   因此，雖較此傳感器而言，技術集中度為高，但因為涉及不同應用環境，因此，仍有分散的特征。

   節點技術和網絡技術

   就傳感網而言，目前尚未有一個科學的、權威的定義。但是要形成傳感網，節點技術和網絡技術是必須突破的。節點技術就是如何把各種傳感器給出的信號轉變為網絡技術所要求的信號。而網絡技術可以簡單的分為有線網絡和無線網絡，也可分為區域網絡和國際網絡。雖然，節點技術和網絡技術比較高深復雜，但較之傳感器技術，其還在電子技術和軟件領域。

　　無線傳感器網絡技術（WSN技術）

   Zigbee技術是一種近距離無線網絡技術，可以實現低復雜變，低功耗，低數據速率，低成本的無線網絡聯系，并且根據應用環境可選擇星型網、樹狀網和網狀網。藍牙技術是一種低功耗、短距離的無線通信全球規范wi-fi技術，或稱為802.116準，最大傳輸速率為54Mbps。長距離傳輸可借助移動通訊的GSM、CDMA和GPRS技術，實現信號上網傳輸。近距離無線傳感器網絡仍有問題存在，無相互干擾問題，電池供電功耗問題和環境適應性等。有線傳感網絡技術在近距離情況下已較為成熟，如RS485總線，現場兌線（Can兌現、Lonworks兌現、Profbus兌現、Hart兌現）工業以太網等，但存在的問題是布線較為復雜，成本較高。傳感網的細化標準尚未出臺，面臨的技術仍然很多。

   為了符合各種已有無線及有線網絡技術及協議的要求。符合各種節點技術把各種傳感器的輸出的標準及非標準信號轉化為網絡要求的信號，這就產生了節點技術及節點產品。無線傳感器網絡節點產品，除了處理模塊和通訊模塊外，最重要是能量模塊。它決定了傳感器整體的壽命周期，而能量模塊的要求：體積小、無污染、成本低、放電特性好及環境適應性強等。基于以上技術，可以看出節點技術和網絡技術的特征是技術含量高，標準復雜，已有基礎好。但成就大企業的可能性較大，尤其在市場的海量擴大條件下。

   軟件技術

   我們主要講的是和傳感網相關的應用軟件技術和數據庫，這些都建立在有線和無線（互聯網、通訊網）的基礎上，但都必須和具體的應用項目或環境相結合，而非基礎軟件。因此，這樣的軟件公司同樣是分散的和多樣化的，會造就一大批不同層面不同應用領域的軟件公司。

   網絡傳輸

   已經有了互聯網、移動通訊網、固定通訊網、廣電網。這些都可能用在未來傳感網中。綜上所述，可以看出傳感網發展中的四個技術和基礎，除傳感網絡外，其余都具有技術分散、行業集中度低、技術要求高、市場分散的特征。

　　二、國內外傳感網發展現狀

　　國際方面

   2009年1月，在美國總統奧巴馬與美國工商領袖的“圓桌會議”上，IBM公司CEO提出“智慧地球”的概念，也就是說，把傳感器放到電網、鐵路、橋梁、隧道、公路、建筑物、供水系統、大壩、管道等物體中，能量極其強大的計算機群，能夠對整個網絡內部人員和物體實施管理和控制。這樣，人類可以更加精確地利用動態實施的方式管理生產活動和生活方式，達到“智慧”狀態。

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   “物聯網”及“智慧地球”得到奧巴馬總統和美國各屆的極大關注。被認為是振興經濟、確立全球競爭優勢的關鍵，被視為美國在21世紀保持和奪回競爭優勢的方式。

   歐洲各國不僅高度關注“物聯網”而且就具體的技術標準展開討論。2009年5月7、8日，歐洲各國的官員、企業領袖和科學家在布魯塞爾就物聯網進行專題討論，并作為振興歐洲經濟的思路。

   歐盟委員會信息社會與媒體中心主任魯道夫·施特曼邁爾說：“物聯網及其技術是我們的未來”。2009年6月歐盟發布了新時期下物聯網的行動計劃。

   日本和韓國在2004年5月分別提出了“U-Japan”“U-Korea”的計劃和構想。“U”來自拉丁文“Ubiquitous”意為“無所不在”。2009年8月，日本提出在“U-Japan”的基礎上，發展“I-Japan”成為實質的物聯網。

  國內方面

   2009年8月7日，溫家寶總理在無錫就“傳感網”的談話，掀起了傳感網的巨大浪潮。江蘇省省委書記，無錫市委書記親自抓“傳感網”的建設，不到50天的時間，無錫號稱已有53家從事傳感網的研發企業。無錫正竭盡全力辦成“感知中國”中心，把無錫辦成“智慧城市”。

   8月24日，中國移動總裁王建宇在臺灣反復提及，物聯網將會成為中國移動未來的發展重點，并且在上海移動已有了多種應用。

   8月26日，工信部總工程師朱宏任“每一次大危機，都會催生一些新技術，而新技術也是使經濟，特別是工業走出危機的巨大推動力”。傳感網正是這樣一種新技術。

   9月11日，經國家標準化管理委員會批準，正式組建了傳感器網絡標準工業組。

   9月21日，工信部在貫徹落實十七屆心中全會精神的會議中明確提出：“進一步研究建設物聯網、傳感網，加快傳感中心建設。”隨著溫總理的講話及CCTV-1和CCTV-2頻道的推動，進來中國股市中和物聯網有一個關系股票，急速上升，推動了“物聯網”的普及。

   9月23日，在“重慶市國家級信息化和工業化融合試驗區建設推進工作會議大會上，物聯網再次成為熱議的焦點。

   10月8日，無錫向國務院申建“國家傳感網創新示范區”，計劃中心區域總面積達20平方公里，主要由傳感網創新園、傳感網產業園、傳感網信息服務園組成，將在環保、交通領域率先應用。

   10月11日，杭州市市長蔡奇強調，全市上下要進一步增強對物聯網產業發展的認識，抓住機遇、積極奮進，力爭杭州物聯網產業走在全國前列，杭州媒體甚至報道“五年后，杭州人要過上物聯網的生活。”

   10月13日，上海聯通總經理蔡全根表示，上海物聯網發展跟不上建設步伐，需政府立即著手規劃。

   10月21日，無錫傳感網產業研究院“雙子樓”建成，總面積5.5萬M2。

   10月23日，江蘇昆山周莊要全力打造物聯網配套傳感器產業基地，3～5年內實現產值300億。

   10月26日，江蘇省常州組建新傳感網產業技術創新聯盟。

   10月27日，工信部部長李毅中在《科技日報》撰文提出，啟動“傳感網絡”的研發應用，并將其上升到“戰略性新興產業”的高度。

   10月28日，中國工程院士李德毅認為，物聯網一方面可以提高經濟效益，大大節約成本；另一方面，可以為全球經濟復蘇、提供技術動力，物聯網使“以產品帶服務”向“以服務帶產品”方向發展。

   11月1日，為了搶占物聯網產業制高點，打造中國物聯網產業中心，北京市經信委和中關村管委會成立中關村物聯網產業聯盟。

   11月3日，溫家寶總理在人民大會堂向首都科技界指出：要著力突破傳感網、物聯網關鍵技術，及早部署后IP時代相關技術研發，使信息網絡產業成為推動產業升級，邁向信息社會的“發動機”。

   11月12日，江蘇省政府、中科院與無錫市政府共建中國“物聯網研究發展中心”，在無錫新區舉行簽字儀式。江蘇省省長羅志軍、中科院副院長江綿恒、無錫市委書記楊衛澤出席，江蘇要求舉全省之力推進無錫“感知中國”中心建設。

   11月17日，福建省黃小晶省長要求即刻成立福建省物聯網協調小組及辦公室。

   12月6日，我國網絡專家成功開發具有自主知識產權的網絡融合技術——工太視訊網絡信息服務系統，可實現數據、語言、視訊“三網融合”。

   12月8日，成都舉辦發展物聯網產業專家研討會。

   12月9日，我國將在2010年3月在倫敦召開的第一次傳感器網絡標準工作組會議上，提交中國的正式標準提案。

   12月11日，西安市科技局組織30余家企業召開西安市傳感網會議。

   12月18日，日本野村加入中國物聯網標準化工作組。

   12月19日，國內首屆“物聯網技術與產業發展高層論壇”在北京舉行。

   12月21日，工信部長李毅中表示，明年信息產業確定三大發展目標，其中之一是規劃引導下一代網絡發展，加快培養物聯網產業，制定技術產業發展規劃和應用推進計劃，發展關鍵傳感器件、裝備、系統及服務。推進國家傳感信息中心建設，促進物聯網與互聯網、移動互聯網的融合發展。

   12月23日，無錫物聯網產業院院長劉海濤，當選2009年CCTV中國經濟年度人物創新獎。

   12月27日，溫家寶總理在接受新華社記者采訪時，再次把物聯網提到“占領新型產業的制高點，決定國家未來”的高度。

   西安中星測控有限公司傳感網產品

   目前中星測控有限公司的傳感器產品線已實現了多種通信網絡技術的傳感器網絡系統。我們的傳感網系統主要有以下幾種：

　　一、有線傳感器網絡系統

　　1、CS-nPT2000壓力測量系統

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   CS-nPT2000壓力測量系統是基于RS485總線的多路壓力檢測的網絡系統，實時采集各路的壓力信號，并且通過RS485將數據傳輸給主控制器，在主控制器中進行顯示，當壓力值超過或低于某一特定值時，主控制器進行聲光報警。以便實時檢測現場壓力的大小。此系統主要用在地鐵的消防設備中。

CS-nPT2000壓力測量系統示意圖

   CS-nPT2000壓力測量系統由主控制器和終端節點構成。終端節點為RS485輸出的CS-PT602壓力變送器。此網絡采用RS485總線進行組網，其連線簡單，僅需要2根信號線以總線方式布網，能非常簡單的增加刪除節點，RS485網絡最大的通信距離約為1219M，最大傳輸速率為10Mb/S，傳輸速率與傳輸距離成反比，每個RS485節點都帶有ID標識，總控制器能夠自動識別節點的身份標志，從而比較容易的查找故障節點。

　　2. CS-nTAS-SY-03采煤機高度解算系統

   CS-nTAS-SY-03采煤機高度解算系統采集三個雙軸傾角傳感器，通過姿態算法檢測采煤機的煤層高度。采用CS-2TAS-03雙軸傾角計測量采煤機采臂的俯仰角和滾轉角，通過角度數據可以解算得到采集高度；此系統采用CAN現場總線進行組網，CAN現場總線是一種多主網絡協議，網絡上任一節點均可在任一時刻主動向網絡上其他節點發送報文，通過對報文的優先級進行仲裁，最大程度的減少了報文的傳輸延時，并且避免了沖突。一個由CAN 總線構成的單一網絡中，理論上可以掛接無數個節點。實際應用中，節點數目受網絡硬件的電氣特性所限制。CAN 可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率，這使實時控制變得非常容易。CAN總線網絡采用中星測控公司自行設計的CANopen協議棧，CANopen協議建立在CAL(CAN應用層)協議之上，由CiA國際組織進行了標準化。

采煤機高度解算系統示意圖

   二、Zigbee無線傳感器網絡

　　1. CS-nTAS-SY-01無線傾角測量系統

   CS-nTAS-SY-01無線傾角測量系統，主要是通過由CS-2TAS-06無線雙軸傾角計組成的Zigbee無線通信網絡，采集各個節點的傾角信息，并且通過Zigbee無線通信網絡，將傾角信息傳輸給控制中心，控制中心根據預設的功能對其進行控制處理。

CS-nTAS-SY-01無線傾斜度測量系統示意圖

   CS-nTAS-SY-01無線傾角測量系統的典型應用是高空纜車傾角監測系統，該系統通過在每節車廂中安裝CS-2TAS-06無線雙軸傾角計組成無線傳感器網絡，來監控纜車的俯仰角和滾轉角。網絡系統由移動終端、路由節點和控制中心構成。移動終端主要由CS-2TAS-06無線雙軸傾角計組成，主要功能是對纜車的俯仰角和滾轉角進行采集和處理，當纜車傾角超過設定值（例如15度）時向控制中心發送報警信號；路由節點就是Zigbee路由器，安裝在支架塔上，主要作用是對移動終端的數據進行中繼和轉發，在移動終端和控制中心之間建立通信路徑；控制中心主要由Zigbee協調器和PC終端組成，用于根據發送的信號，對纜車的運行狀態進行監控，避免纜車翻車等事故的發生。

   纜車無線傾角檢測系統采用了中星測控公司自行設計的Zigbee通信協議棧，支持CSMA/CA防沖突機制，有效避免了由于同時發送數據產生的信道阻塞和數據丟失。Zigbee無線通信技術支持多種組網方式，由于高空纜車呈類似直線分布，支架塔間間距較遠，所以采用簇型網絡，以中繼多跳的方式傳輸數據。

　　2. CS-nLAS-SY-01無線加速度測量系統

   CS-nLAS-SY-01無線加速度測量系統主要是由多個CS-3LAS-03無線三軸加速度傳感器組成的Zigbee無線通信網絡系統，用于采集各個軸向加速度數據，并通過Zigbee無線通信網絡傳輸給控制中心。

CS-nLAS-SY-01無線加速度測量系統示意圖

   CS-nLAS-SY-01無線加速度測量系統的典型應用是山體滑坡預警系統。該系統通過在山林之中分布CS-3LAS-03無線三軸加速度傳感器來監控山體的運動狀態。網絡系統由終端節點、路由節點和控制中心構成，終端節點主要由CS-3LAS-03無線三軸加速度傳感器組成，主要功能是對山體的運動狀態進行監測，并根據設定值對其進行判定，當加速度信號超出某一特定范圍時，可以判定發生了山體滑坡，傳送給主控制器。路由節點就是Zigbee路由器，其作用是對終端節點的數據進行中繼和轉發，在移動終端和控制中心之間建立通信路徑；控制中心主要由Zigbee協調器和PC終端組成。

   由于山體滑坡監測要求加速度傳感器廣泛而均勻的分布，較難形成固定的無線通信路徑，所以無線山體滑坡預警系統采用了網狀網絡，并在Zigbee協議棧中添加了自動尋徑功能，能夠智能化的建立無線通信路徑，有效地提高了整個系統的可靠性。

　　3. CS-nES-SY-01無線環境監測系統

   CS-nES-SY-01無線環境監測系統是由多個環境監測傳感器組成的網絡系統。此系統采用Zigbee無線通信模塊進行組網， CS-nES-SY-01無線環境監測系統主要包括終端節點和控制中心，終端節點由環境監測傳感器和Zigbee無線通信模塊組成，CS-ES環境監測傳感器可實時將溫度、濕度及氣壓等環境參數數據實時通過Zigbee無線通信模塊傳輸給控制中心，以便控制中心根據具體的要求進行實時的控制。

CS-nES-SY-01無線環境監測系統示意圖

   CS-nES-SY-01無線環境監測系統的應用環境一般在200米以內，處于Zigbee無線通信模塊的信號覆蓋范圍內，因此采用星型網絡，不但網絡類型簡單，也大大簡化了Zigbee協議棧，降低了成本。

  三、無錫“感知中國”中心見聞

　　1、“興奮”

   聽到2009年8月7日溫家寶總理的講話，就像聽到向傳感網進軍的沖鋒號，令我們傳感界人士興奮。

　　2、“振奮”

   看到無錫上下一片傳感熱浪，雷厲風行之勢，強有力的執行力度，令傳感界人士振奮，無錫將引領中國的傳感網方向。

　　3、“發奮”

   千里之行，始于足下。十年傳感網之大業，始于美麗太湖。這只能令我們傳感界人士發奮。