編者按：近年來，物聯網的規模應用讓人們越來越多地感受到它給生活帶來的變化。有數據表明，到2020年，全球將有260億台物聯網設備，市值將達3000億美元，未來有望達到萬億美元級別。根據PROGRESS的調研報告，物聯網關鍵戰場將逐漸從可穿戴、運動/健康轉為智慧醫療、智慧城市和車聯網。為此，本報推出物聯網應用系列報導，從多個維度探討物聯網的應用場景。
智慧城市的理念就是把城市本身看成一個生態系統，城市中的市民、交通、能源、商業、通信、水資源構成一個個子系統，這些子系統形成一個普遍聯繫、相互促進、彼此影響的整體。藉助新一代的物聯網、雲計算等信息技術，通過感知化、物聯化、智能化的方式，將城市中的物理基礎設施、信息基礎設施、社會基礎設施和商業基礎設施有機連接起來。傳感器作為物聯網感知系統的關鍵部件，伴隨著智慧城市及物聯網建設的如火如荼，再一次被推上風口浪尖。
智慧城市催生傳感器產業千億級市場
智慧城市的出現是基於2008年IBM提出的「智慧地球」理念，隨後引發了智慧城市建設的熱潮。
中國智慧城市的發展是城鎮化發展與新技術革命共同碰撞的結果。從長期來看，中國城市巨大的存量治理和精細化發展需求意味著智慧城市建設存在巨大潛力。截至2018年，中國智慧城市市場規模增長至7.9萬億元，預計2019年市場規模將達到10.5萬億元。2016—2021年年均複合增長率約為60%，預計2021年市場規模將達到18.7萬億元。
智慧城市的基本要求是城市當中物物相連，每一個需要識別和管理的物體上，都需要安裝與之對應的傳感器。隨著智慧城市及物聯網建設的大力推進，傳感器產業將會形成一個千億元級的市場，在智慧能源、智慧交通、智能安防等城市生活各個領域，相關智慧城市的實質性建設與試點規劃工作已經在逐步展開。
傳感器在智慧城市建設中發揮關鍵作用
1.智能安防助力智慧城市建設。智能安防的幾大類產品都應用到了傳感器技術。例如，監控攝像中CMOS圖像傳感器是光學傳感器最熟悉的應用，紅外報警器、煙霧探測器、燃氣報警器等在民用和工業安防中被大量使用。傾角傳感器在現代安防中有廣泛的應用，作為一種安全保障元件，傾角傳感器能在發生異常時自動檢測、發出警報，以免危險進一步擴大。在現代安防中，傾角傳感器多應用於無人機和智慧井蓋。
2.智慧交通提升城市安全、疏解擁堵。裝有射頻識別系統的車載ETC可以大大節省汽車在高速排隊付費的時間，提高效率緩解擁堵。裝有ADAS系統（高級駕駛輔助系統）的汽車，利用安裝於車上的各式各樣的傳感器，在第一時間收集車內外的環境數據，進行靜態及動態物體的辨識、偵測與追蹤等技術上的處理，可以在最快的時間察覺可能發生的危險。智能車路協同系統的智能路側終端，其傳感器就像我們的眼睛，能「看到」往來車輛、行人的運動和道路的濕滑狀態，還能與路口的紅綠燈控制系統連接，獲取各個方向的燈色和剩餘時間；它的耳朵能「聽到」安裝了智能車載設備的汽車發給它的信息；更重要的是它可以用「嘴巴」把得到的所有信息廣播給來往的車輛，讓大家協調運行。
3.智慧路燈成為智慧城市的感知節點。智慧路燈是智慧城市的載體，是智慧城市信息感知與反饋平台。依託路燈網，通信與信息設施可以進行無死角的網絡化分布，實現智慧城市信息全覆蓋，構建城市綜合物聯網平台。智慧路燈集成監控攝像頭、RFID、環境檢測等感知設備，實現智能感知、設施整合、智能互聯及智能應用。
4.智慧醫療是智慧城市的重要組成。智慧醫療利用多種傳感器設備和適合家庭使用的醫療儀器，自動或自助採集人體生命各類體徵數據，在減輕醫務人員負擔的同時，能夠獲取更豐富的數據。比如智能醫療監護將移動、微型化的電子診斷儀器，如電子血壓儀、電子血糖儀等植入到被監護者體內或者穿戴在被監護者身上，持續記錄各種生理指標，並通過內嵌在設備中的通信模塊以無線方式及時將信息傳輸給醫務人員或者家人。移動生命體徵監測可以不受時間和地點的約束，既方便了被監護者，又可以彌補醫療資源的不足，緩解醫療資源分布不平衡的問題。遠程醫療監護系統由監護終端設備和無線專用傳感器節點構成了一個微型監護網絡。醫療傳感器節點用來測量如體溫、血壓、血糖、心電、腦電等人體生理指標。傳感器節點將採集到的數據，通過無線通信方式發送至監護終端設備，再由監護終端上的通信裝置將數據傳輸至伺服器終端設備上，遠程醫療監護中心，由專業醫護人員對數據進行觀察，提供必要的諮詢服務和醫療指導，實現遠程醫療。2019年5月16日，中國聯通、首都醫科大學宣武醫院（以下簡稱宣武醫院）與河北北方學院第一附屬醫院（以下簡稱一附院）聯合實現了全國首個基於5G技術的車載CT移動卒中單元的應用落地。
國內企業應積極探索傳感器應用新領域
5G時代的到來加速傳感器在智慧城市中的應用。5G的三大應用場景中，和物聯網傳感器海量應用息息相關的就是大規模機器通信（MMTC）場景，其特點就是連接設備的數量巨大，每平方公里可連接100萬個終端，其數量是4G的10倍，但每個設備所需要傳輸的數據量較少，且時延性要求較低，正好滿足智慧城市、智能家居、環境監測的應用場景。
智慧城市是公認的5G重要應用場景之一，能夠連接的物體多種多樣，包括交通設施、市政設施、水、電、燃氣表等，需要承載超過百萬的連接設備，且單個連接設備需要傳輸的數據量較小；智能家居類產品種類眾多，而每個產品傳輸的數據量較小，且對時延要求不是特別敏感；環境監測是低功耗（設備耗電較少）大連接的應用場景之一，通常使用傳感器進行數據採集，且傳感器種類多樣，同時對傳輸時延和傳輸速率不敏感，能夠滿足超高的連接密度。
我國物聯網市場規模大且應用活躍，傳感器產業因物聯網應用的不斷落地，而迎來了巨大的發展契機。同時物聯網不同的應用場景對於傳感器都有著共同的需求，即智能化、網絡化、微型化、低功耗和低成本，其中網絡化、微型化、低功耗和低成本是傳感器實現海量應用的關鍵所在。以壓力傳感器和智慧城市場景為例，像城市供排水和消防監測應用，可用的工業壓力傳感器價格至少在15至25美元上下，從成本上制約了其海量的應用，只能有限使用或作為試點工程。為了順應物聯網及智慧城市的快速發展，國內傳感器企業要牢牢把握商機，一方面在技術上不斷創新，實現傳感器的智能化、網絡化、微型化、低功耗和低成本；另一方面，要不斷探索傳感器在智慧城市各領域的應用，並能夠融合多種技術形成系統級的感知解決方案。
作者趙振越，系賽迪顧問物聯網產業研究中心分析師