智能传感器的概念(传感器的概念和组成及作用)

 

现代信息技术的三大支柱是传感器技术（信息提取）、通信技术（信息传输）、计算机技术（信息处理），分别起到感官、神经、大脑的作用。

传感器是人工智能、物联网等战略新兴产业发展的关键基础部件，技术对信息获取的需求越高，对传感器的智能集成要求就越高。

图|来源于网络

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走进传感器

传感器是一类将环境中的自然信号转换为电信号的半导体器件，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，有工作原理、测量对象、使用材料、制造工艺等多种分类方式，其中按工作原理主要分为物理型、化学型、生物型传感器，按测量对象主要分为检测光信号、声信号、温度、湿度等类型的传感器。

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按工作原理分类

物理型传感器

光电式传感器：光敏电阻传感器、光敏晶体管传感器

压电式传感器：压电式测力传感器、压电式压力传感器、压电式加速度传感器、高分子材料压力传感器

压阻式传感器：体型压阻传感器、薄膜型压阻传感器、扩散型压阻传感器

电磁式传感器：磁电感应式传感器、霍尔式传感器

热电式传感器：接触式热电传感器、非接触式热电传感器

光导纤维传感器：振幅型传感器、相位型传感器

化学型传感器

气体传感器：半导气体、固体电解质气体、接触燃烧式气体、电化学气体、光学气体传感器

温度传感器：热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器（RTD）、IC温度传感器

离子传感器：玻璃膜式离子传感器、业态膜式离子传感器、固态膜式离子传感器、隔膜式传感器

生物型传感器

按分子识别元件分为：酶传感器、微生物传感器、细胞器传感器、组织传感器、免疫传感器

按转换器件分为：生物电极传感器、压电晶体生物传感器、半导体生物传感器、光生物传感器、热生物传感器、介体生物传感器

资料来源：公开资料整理

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按测量对象分类

资料来源：华辰资本、公开资料整理

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传感器工作原理

人类会基于视觉、听觉、嗅觉、触觉获得的信息进行行动，设备也一样，传感器的存在与发展，让物体活了起来。传感器通常由敏感元件和转换元件组成，敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分，转换元件指传感器中能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。

图|传感器工作原理

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互联网小常识：计算机病毒的主要特征：非授权可执行性、隐蔽性、传染性、潜伏性、表现性或破坏性、可触发性。

市场概况

图|来源于网络

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市场规模

中国市场来看，2014-2021年期间市场总体呈逐年增长态势，增速平均高于全球市场增速，2019年底以来的疫情催化了传感器行业的一波爆发，2021年市场规模达到2952亿元，增速17.6%，另随着国家鼓励政策的出台及人工智能、物联网等新兴产业的不断发展，预计2023年我国传感器市场规模为3800亿元。

中国传感器市场规模（亿元）及增速：

互联网小常识：可变长子网掩码地址规划。子网长度不同，根据需求分析应该为每个子网分配的子网号长度、主机号长度，计算子网掩码，列出ip地址段。

资料来源：前瞻研究院、中商研究院

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企业分布与基础特征

抽样2.9万家传感器业务相关企业，整体来看，江浙沪粤为重要企业集聚区，排名前五的城市为上海市、深圳市、北京市、苏州市、南京市，排名前五的分区为海淀区、南山区、浦东新区、宝安区、苏州工业园区。

抽样企业分布情况：

资料来源：联东集团大数据平台

从注册资本来看，1000-5000万元企业占比最多为23%，5000万-1亿元企业占比最少为8%，0-5000万元占比79%，歌尔股份、高德红外、睿创微纳、大立科技等知名企业位于注资1亿元以上占比13%的序列。

从优质标签来看，高新技术企业占比35%，专精特新企业占比9%，科技型中小企业占比29%。

抽样企业特征：

资料来源：联东集团大数据平台

从土地情况来看，只有13%的企业拥有自己的土地，87%的企业无土地信息的显示。

资料来源：联东集团大数据平台

从融资方面来看，2017-2021年间，A轮融资发生次数最多，平均占比30%，2021年融资次数最多为589次，其中ABCD轮融资次数均为5年来最高，这和行业持续发展产品受到市场认可密切相关。从融资企业的地域分布来看，以广东省、北京市、上海市表现为佳。

抽样企业特征：

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上市企业

传感器各产业环节均有上市龙头企业，分布以广东省最多，江浙京沪次之，抽样24家上市企业，2019、2020、2021三年营收逐年累增企业占比70%以上，其中在传感器制造环节表现明显，这可能和近年疫情及人工智能等新兴产业发展的推动密切相关。

产业环节上市企业类举:

资料来源：前瞻研究院，公开资料整理

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应用领域

传感器应用领域十分广泛，在汽车电子、工业制造、网络通信等领域应用较多，还有航空军事、智慧医疗、智能家居、智慧交通、环境监测等各种应用，疫情期间传感器行业得到了一波爆发，龙头企业高德红外、睿创微纳、大立科技在2019-2021年均有营收翻倍的优质市场表现，另随着产业智能、智慧化的不断升级，传感器蕴藏着较大的发展机遇。

汽车中的传感器：

资料来源：公开资料整理

智能穿戴中的传感器：

资料来源：公开资料整理

疫情防控中的传感器

温湿度传感器：主要用于测量和调节通气管中空气的温湿度，提供让人体舒适的暖湿气流，避免患者因吸入干燥和过高过低温度空气而导致嗓子疼，影响睡眠及病情的恢复。

红外测温传感器：如手持耳温枪、额温枪等红外检测设备。其中发挥重要功效的就是红外测温传感器，其最大优势就在于快速、直观、非接触检测。具有高精度、高可靠和高稳定性等特点。

压力传感器：新冠病毒感染后，呼吸困难是危重病人的典型症状。呼吸机是当下患者最需要的医疗设备，呼吸机能使肺泡在呼气末保持一定压力，增加功能残气量，防止肺泡萎陷，从而改变通气和换气功能，实现对病人进行辅助呼吸治疗的目的。

气体传感器：在疫情防控中使用较普遍的气体传感器有氧传感器及医用二氧化碳传感器。氧传感器可进行血氧饱和度监测工作，监测血氧连续动态变化情况，保障病情判断的准确性，以便于医生了解重症患者动脉血液中氧含量的高低，从而判断生命体征，多用于呼吸机、救护氧舱、麻醉剂、以及住院隔离区环境监测等。

光电传感器：工作基础是光电效应，具有灵敏度高、可靠性好、防干扰能力强的优点，可用于医疗滴速测量，又或用于可穿戴设备测量体征信号中来测量脉搏波等数据。

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发展趋势

图|来源于网络

传感器的发展经历了三个阶段，1950-1969年的固体型传感器，1969-1990年的结构型传感器，1990至今的智能传感器，随着人工智能、物联网等新兴产业的快速发展，对传感器的集约智能提出了更高的要求。多传感功能与数据处理融合的智能化、MEMS传感器技术结合的微型化、无线传感技术应用的可移动化是未来发展的热点领域。

互联网小常识：交换机与网桥的主要区别是主要功能都采用硬件完成，端口最多128（网桥24）。

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