2010年1月8日，中电元协敏感元件及传感器分会在哈尔滨召开理事长联席会议，来自哈尔滨、西安、深圳、广西、河南、成都、绵阳的副理事长参加了会议。中国电子元件行业协会副理事长兼秘书长温学礼及传感器协会单位吴亚林副所长参加会议。会议由传感器协会秘书长郭镭主持。重点听取元协领导的报告及协会企业年度运营情况分析，并讨论了2010年的工作计划。西安中星测控有限公司总经理 谷荣祥做为传感器协会副理事长在会上做了“乘物联网东风，攀传感器高峰“的报告。以下是报告全文。

这是一项温家宝总理和奥巴马总统关注的万亿级新产业
这是经济危机后十～十五年将要发展的新产业

乘物联网东风 攀传感器高峰

——西安中星测控有限公司        总经理 谷荣祥

  一、传感网（物联网）简介

　　1.简介

   传感网或者物联网，是一个概念、两个名称。国际上对物联网（Internet of things简称IOT）并无一个准确的定义。大家普遍引用的资料是：2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会峰会（WSIS）上国际电信联盟（ITU）提出的物联网概念：“无处不在的网络时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷，从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行信息交流”。射频识别技术（RFID）、传感器技术等将得到广泛的应用。

   2009年8月7日，中国国务院总理在无锡推出：“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。

   2009年9月21日，中国工信部副部长奚国华在2009年通信展正式表示：“传感网和物联网是两个名字一个概念，为方便交流宣传，传感网是官方用名，而物联网则可做为小名使用。”

   传感网＝传感器及其具有传感器功能的装置+各类转换装置+网络（有线或无线，远距离或近距离）。如果细分到行业，几乎没有哪个行业不用到传感网。随着信息产业两个领域（计算机和通信）的发展和成熟，信息产业第三大领域传感器行业越来越成为急迫发展的行业，而传感器的发展，必然引爆“传感网”这个组合或者集成行业的发展，成为时下很热的“万亿级”产业。

　　2.行业特征

　　传感器

   传感网的端部是各种各类的传感器。什么是传感器。传感器就是把自然界中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号的装置与元件。可见传感器的众多和纷杂。传感器的定义决定了它本身的复杂性和众多品种。

   应用广泛。从太空卫星、运载火箭，到民用、军用飞机，到地上建筑物和运动的各种车辆，及水面船舰、水下潜艇都需要传感器。不管民用还是军用，一辆汽车可以用20-30个传感器，一架飞机可用到2000多个传感器。

   行业归属不明。中国没有全国一级传感器协会，二级分会有3个，但无权威性，也没能覆盖所有传感器行业。原机械部有传感器协会，原电子部也有传感器协会，原航空、航天、兵器等部同样有传感器领导机构。著名传感器大企业缺失，国内外都是如此，这也意味着未来十年大传感器企业将出现。说到PC行业，大家会想到IBM、DELL、联想；说到通讯行业，大家会想到思科、阿尔卡特、爱立信、诺基亚、华为、中兴、大唐；但说到传感器，大多数人会无语。其实世界上著名的电气公司都有传感器部门，如：GE、Honeywell、西门子、松下、Sony等。

   技术复杂，原理不一。依应用环境而变，涉及几乎所有技术领域，跨学科技术很多。MEMS压力传感器涉及材料、半导体技术；生物传感器涉及生物医学技术；而扭矩传感器需要精密机械加工。

   同一品种的传感器，因技术和应用不同，不可互相替代，难以做到大规模生产。压力传感器有应变式、压电式、压阻式，电容式甚至光纤式；即是压阻式还有硅材料，陶瓷溅射薄膜、兰宝石等。

   形状不同，大小不同，轻重相差较大，因而生产加工工艺截然不同。小的如微纳米技术的压力传感器，比绿豆还小，可以植入人体。大的如大吨位称重传感器，如脸盆大小。磁传感器、光敏传感器归为电子元器件，称重传感器、轴距传感器、电容式压力传感器归为机械或仪表行业。

   单价差异很大。热敏电阻做为温度传感器，单价仅有1角钱。同样，工业用红外温度传感器却要2-3万；低精度压力传感器单价1元人民币，高精度压力传感器需要数万元。

   企业规模普遍较小，但技术水平不低，人员技术要求高。就某一项单一传感器而言，如果销售到5000万人民币，可以在全国有影响力，如果销售到2亿人民币，在国际上较有影响。因此，传感器企业是一种投资密集、技术密集和人员密集型企业。当然，随着市场规模扩大，这一状况会发生变化。

   RFID射频识别技术，又称电子标签，是一种非接触的自动识别技术。通过相距几米以内的装置发射电波，读取电子标签内存储的信息，以识别电子标签所代表的物和人的身份。

   从某种意义上讲，传感器是主动传感，而RFID是被动传感，或者是人为地在无法传感的物体上贴覆代表一定信息的识别卡，以便于相应的传感器来感应。

   因此，虽较此传感器而言，技术集中度为高，但因为涉及不同应用环境，因此，仍有分散的特征。

   节点技术和网络技术

   就传感网而言，目前尚未有一个科学的、权威的定义。但是要形成传感网，节点技术和网络技术是必须突破的。节点技术就是如何把各种传感器给出的信号转变为网络技术所要求的信号。而网络技术可以简单的分为有线网络和无线网络，也可分为区域网络和国际网络。虽然，节点技术和网络技术比较高深复杂，但较之传感器技术，其还在电子技术和软件领域。

　　无线传感器网络技术（WSN技术）

   Zigbee技术是一种近距离无线网络技术，可以实现低复杂变，低功耗，低数据速率，低成本的无线网络联系，并且根据应用环境可选择星型网、树状网和网状网。蓝牙技术是一种低功耗、短距离的无线通信全球规范wi-fi技术，或称为802.116准，最大传输速率为54Mbps。长距离传输可借助移动通讯的GSM、CDMA和GPRS技术，实现信号上网传输。近距离无线传感器网络仍有问题存在，无相互干扰问题，电池供电功耗问题和环境适应性等。有线传感网络技术在近距离情况下已较为成熟，如RS485总线，现场兑线（Can兑现、Lonworks兑现、Profbus兑现、Hart兑现）工业以太网等，但存在的问题是布线较为复杂，成本较高。传感网的细化标准尚未出台，面临的技术仍然很多。

   为了符合各种已有无线及有线网络技术及协议的要求。符合各种节点技术把各种传感器的输出的标准及非标准信号转化为网络要求的信号，这就产生了节点技术及节点产品。无线传感器网络节点产品，除了处理模块和通讯模块外，最重要是能量模块。它决定了传感器整体的寿命周期，而能量模块的要求：体积小、无污染、成本低、放电特性好及环境适应性强等。基于以上技术，可以看出节点技术和网络技术的特征是技术含量高，标准复杂，已有基础好。但成就大企业的可能性较大，尤其在市场的海量扩大条件下。

   软件技术

   我们主要讲的是和传感网相关的应用软件技术和数据库，这些都建立在有线和无线（互联网、通讯网）的基础上，但都必须和具体的应用项目或环境相结合，而非基础软件。因此，这样的软件公司同样是分散的和多样化的，会造就一大批不同层面不同应用领域的软件公司。

   网络传输

   已经有了互联网、移动通讯网、固定通讯网、广电网。这些都可能用在未来传感网中。综上所述，可以看出传感网发展中的四个技术和基础，除传感网络外，其余都具有技术分散、行业集中度低、技术要求高、市场分散的特征。

　　二、国内外传感网发展现状

　　国际方面

   2009年1月，在美国总统奥巴马与美国工商领袖的“圆桌会议”上，IBM公司CEO提出“智慧地球”的概念，也就是说，把传感器放到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑物、供水系统、大坝、管道等物体中，能量极其强大的计算机群，能够对整个网络内部人员和物体实施管理和控制。这样，人类可以更加精确地利用动态实施的方式管理生产活动和生活方式，达到“智慧”状态。

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   “物联网”及“智慧地球”得到奥巴马总统和美国各届的极大关注。被认为是振兴经济、确立全球竞争优势的关键，被视为美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。

   欧洲各国不仅高度关注“物联网”而且就具体的技术标准展开讨论。2009年5月7、8日，欧洲各国的官员、企业领袖和科学家在布鲁塞尔就物联网进行专题讨论，并作为振兴欧洲经济的思路。

   欧盟委员会信息社会与媒体中心主任鲁道夫·施特曼迈尔说：“物联网及其技术是我们的未来”。2009年6月欧盟发布了新时期下物联网的行动计划。

   日本和韩国在2004年5月分别提出了“U-Japan”“U-Korea”的计划和构想。“U”来自拉丁文“Ubiquitous”意为“无所不在”。2009年8月，日本提出在“U-Japan”的基础上，发展“I-Japan”成为实质的物联网。

  国内方面

   2009年8月7日，温家宝总理在无锡就“传感网”的谈话，掀起了传感网的巨大浪潮。江苏省省委书记，无锡市委书记亲自抓“传感网”的建设，不到50天的时间，无锡号称已有53家从事传感网的研发企业。无锡正竭尽全力办成“感知中国”中心，把无锡办成“智慧城市”。

   8月24日，中国移动总裁王建宇在台湾反复提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点，并且在上海移动已有了多种应用。

   8月26日，工信部总工程师朱宏任“每一次大危机，都会催生一些新技术，而新技术也是使经济，特别是工业走出危机的巨大推动力”。传感网正是这样一种新技术。

   9月11日，经国家标准化管理委员会批准，正式组建了传感器网络标准工业组。

   9月21日，工信部在贯彻落实十七届心中全会精神的会议中明确提出：“进一步研究建设物联网、传感网，加快传感中心建设。”随着温总理的讲话及CCTV-1和CCTV-2频道的推动，进来中国股市中和物联网有一个关系股票，急速上升，推动了“物联网”的普及。

   9月23日，在“重庆市国家级信息化和工业化融合试验区建设推进工作会议大会上，物联网再次成为热议的焦点。

   10月8日，无锡向国务院申建“国家传感网创新示范区”，计划中心区域总面积达20平方公里，主要由传感网创新园、传感网产业园、传感网信息服务园组成，将在环保、交通领域率先应用。

   10月11日，杭州市市长蔡奇强调，全市上下要进一步增强对物联网产业发展的认识，抓住机遇、积极奋进，力争杭州物联网产业走在全国前列，杭州媒体甚至报道“五年后，杭州人要过上物联网的生活。”

   10月13日，上海联通总经理蔡全根表示，上海物联网发展跟不上建设步伐，需政府立即着手规划。

   10月21日，无锡传感网产业研究院“双子楼”建成，总面积5.5万M2。

   10月23日，江苏昆山周庄要全力打造物联网配套传感器产业基地，3～5年内实现产值300亿。

   10月26日，江苏省常州组建新传感网产业技术创新联盟。

   10月27日，工信部部长李毅中在《科技日报》撰文提出，启动“传感网络”的研发应用，并将其上升到“战略性新兴产业”的高度。

   10月28日，中国工程院士李德毅认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面，可以为全球经济复苏、提供技术动力，物联网使“以产品带服务”向“以服务带产品”方向发展。

   11月1日，为了抢占物联网产业制高点，打造中国物联网产业中心，北京市经信委和中关村管委会成立中关村物联网产业联盟。

   11月3日，温家宝总理在人民大会堂向首都科技界指出：要着力突破传感网、物联网关键技术，及早部署后IP时代相关技术研发，使信息网络产业成为推动产业升级，迈向信息社会的“发动机”。

   11月12日，江苏省政府、中科院与无锡市政府共建中国“物联网研究发展中心”，在无锡新区举行签字仪式。江苏省省长罗志军、中科院副院长江绵恒、无锡市委书记杨卫泽出席，江苏要求举全省之力推进无锡“感知中国”中心建设。

   11月17日，福建省黄小晶省长要求即刻成立福建省物联网协调小组及办公室。

   12月6日，我国网络专家成功开发具有自主知识产权的网络融合技术——工太视讯网络信息服务系统，可实现数据、语言、视讯“三网融合”。

   12月8日，成都举办发展物联网产业专家研讨会。

   12月9日，我国将在2010年3月在伦敦召开的第一次传感器网络标准工作组会议上，提交中国的正式标准提案。

   12月11日，西安市科技局组织30余家企业召开西安市传感网会议。

   12月18日，日本野村加入中国物联网标准化工作组。

   12月19日，国内首届“物联网技术与产业发展高层论坛”在北京举行。

   12月21日，工信部长李毅中表示，明年信息产业确定三大发展目标，其中之一是规划引导下一代网络发展，加快培养物联网产业，制定技术产业发展规划和应用推进计划，发展关键传感器件、装备、系统及服务。推进国家传感信息中心建设，促进物联网与互联网、移动互联网的融合发展。

   12月23日，无锡物联网产业院院长刘海涛，当选2009年CCTV中国经济年度人物创新奖。

   12月27日，温家宝总理在接受新华社记者采访时，再次把物联网提到“占领新型产业的制高点，决定国家未来”的高度。

   西安中星测控有限公司传感网产品

   目前中星测控有限公司的传感器产品线已实现了多种通信网络技术的传感器网络系统。我们的传感网系统主要有以下几种：

　　一、有线传感器网络系统

　　1、CS-nPT2000压力测量系统

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   CS-nPT2000压力测量系统是基于RS485总线的多路压力检测的网络系统，实时采集各路的压力信号，并且通过RS485将数据传输给主控制器，在主控制器中进行显示，当压力值超过或低于某一特定值时，主控制器进行声光报警。以便实时检测现场压力的大小。此系统主要用在地铁的消防设备中。

CS-nPT2000压力测量系统示意图

   CS-nPT2000压力测量系统由主控制器和终端节点构成。终端节点为RS485输出的CS-PT602压力变送器。此网络采用RS485总线进行组网，其连线简单，仅需要2根信号线以总线方式布网，能非常简单的增加删除节点，RS485网络最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，每个RS485节点都带有ID标识，总控制器能够自动识别节点的身份标志，从而比较容易的查找故障节点。

　　2. CS-nTAS-SY-03采煤机高度解算系统

   CS-nTAS-SY-03采煤机高度解算系统采集三个双轴倾角传感器，通过姿态算法检测采煤机的煤层高度。采用CS-2TAS-03双轴倾角计测量采煤机采臂的俯仰角和滚转角，通过角度数据可以解算得到采集高度；此系统采用CAN现场总线进行组网，CAN现场总线是一种多主网络协议，网络上任一节点均可在任一时刻主动向网络上其他节点发送报文，通过对报文的优先级进行仲裁，最大程度的减少了报文的传输延时，并且避免了冲突。一个由CAN 总线构成的单一网络中，理论上可以挂接无数个节点。实际应用中，节点数目受网络硬件的电气特性所限制。CAN 可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，这使实时控制变得非常容易。CAN总线网络采用中星测控公司自行设计的CANopen协议栈，CANopen协议建立在CAL(CAN应用层)协议之上，由CiA国际组织进行了标准化。

采煤机高度解算系统示意图

   二、Zigbee无线传感器网络

　　1. CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统

   CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统，主要是通过由CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成的Zigbee无线通信网络，采集各个节点的倾角信息，并且通过Zigbee无线通信网络，将倾角信息传输给控制中心，控制中心根据预设的功能对其进行控制处理。

CS-nTAS-SY-01无线倾斜度测量系统示意图

   CS-nTAS-SY-01无线倾角测量系统的典型应用是高空缆车倾角监测系统，该系统通过在每节车厢中安装CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成无线传感器网络，来监控缆车的俯仰角和滚转角。网络系统由移动终端、路由节点和控制中心构成。移动终端主要由CS-2TAS-06无线双轴倾角计组成，主要功能是对缆车的俯仰角和滚转角进行采集和处理，当缆车倾角超过设定值（例如15度）时向控制中心发送报警信号；路由节点就是Zigbee路由器，安装在支架塔上，主要作用是对移动终端的数据进行中继和转发，在移动终端和控制中心之间建立通信路径；控制中心主要由Zigbee协调器和PC终端组成，用于根据发送的信号，对缆车的运行状态进行监控，避免缆车翻车等事故的发生。

   缆车无线倾角检测系统采用了中星测控公司自行设计的Zigbee通信协议栈，支持CSMA/CA防冲突机制，有效避免了由于同时发送数据产生的信道阻塞和数据丢失。Zigbee无线通信技术支持多种组网方式，由于高空缆车呈类似直线分布，支架塔间间距较远，所以采用簇型网络，以中继多跳的方式传输数据。

　　2. CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统

   CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统主要是由多个CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器组成的Zigbee无线通信网络系统，用于采集各个轴向加速度数据，并通过Zigbee无线通信网络传输给控制中心。

CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统示意图

   CS-nLAS-SY-01无线加速度测量系统的典型应用是山体滑坡预警系统。该系统通过在山林之中分布CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器来监控山体的运动状态。网络系统由终端节点、路由节点和控制中心构成，终端节点主要由CS-3LAS-03无线三轴加速度传感器组成，主要功能是对山体的运动状态进行监测，并根据设定值对其进行判定，当加速度信号超出某一特定范围时，可以判定发生了山体滑坡，传送给主控制器。路由节点就是Zigbee路由器，其作用是对终端节点的数据进行中继和转发，在移动终端和控制中心之间建立通信路径；控制中心主要由Zigbee协调器和PC终端组成。

   由于山体滑坡监测要求加速度传感器广泛而均匀的分布，较难形成固定的无线通信路径，所以无线山体滑坡预警系统采用了网状网络，并在Zigbee协议栈中添加了自动寻径功能，能够智能化的建立无线通信路径，有效地提高了整个系统的可靠性。

　　3. CS-nES-SY-01无线环境监测系统

   CS-nES-SY-01无线环境监测系统是由多个环境监测传感器组成的网络系统。此系统采用Zigbee无线通信模块进行组网， CS-nES-SY-01无线环境监测系统主要包括终端节点和控制中心，终端节点由环境监测传感器和Zigbee无线通信模块组成，CS-ES环境监测传感器可实时将温度、湿度及气压等环境参数数据实时通过Zigbee无线通信模块传输给控制中心，以便控制中心根据具体的要求进行实时的控制。

CS-nES-SY-01无线环境监测系统示意图

   CS-nES-SY-01无线环境监测系统的应用环境一般在200米以内，处于Zigbee无线通信模块的信号覆盖范围内，因此采用星型网络，不但网络类型简单，也大大简化了Zigbee协议栈，降低了成本。

  三、无锡“感知中国”中心见闻

　　1、“兴奋”

   听到2009年8月7日温家宝总理的讲话，就像听到向传感网进军的冲锋号，令我们传感界人士兴奋。

　　2、“振奋”

   看到无锡上下一片传感热浪，雷厉风行之势，强有力的执行力度，令传感界人士振奋，无锡将引领中国的传感网方向。

　　3、“发奋”

   千里之行，始于足下。十年传感网之大业，始于美丽太湖。这只能令我们传感界人士发奋。