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工业无线传感器网络产品市场应用及趋势

作者:www.cechina.cn2015.12.09阅读 1749

  个人电脑的普及奠定了互联网基础,智能手机的发展已经带我们进入移动互联网时代。现在,我们正在进入感知时代,并迎来了物联网的发展热潮。物联网中的关键技术之一就是传感器技术。我国传感器市场的四大应用领域为工业领域、汽车电子、通信电子、消费电子。无线传感器网络(Wireless Sensor NetworkCONTROL ENGINEERING China版权所有,WSN)在工业物联网应用过程中起到了枢纽的作用,负责将独立的传感器单元通过无线网络连接起来,并将各个传感器采集的数据传输汇总,以实现对空间分散范围内物理或环境状况的协作监控,进而根据这些信息进行相应的分析和处理。由此可见,感知时代的来临以及工业4.0的兴起为工业传感器和工业无线传感器网络产品发展创造了良好的发展机遇。
  一、工业物联网发展现状及发展因素
  物联网是中国战略性新兴产业的重要组成部分,蕴含着巨大的经济价值,赋予了“两化融合”更多智能化内涵,用物联网改造传统产业,必将提升传统产业的经济附加值,有力推动我国经济发展方式由生产驱动向创新驱动的转变,促进我国产业结构的调整;同时,随着物联网新技术、新产品、新应用、新服务模式的创新,也必将催生一批新兴业态,成为中国新的经济增长点。
  目前,我国物联网发展与全球同处于起步阶段,初步具备了一定的技术、产业和应用基础,呈现出良好的发展态势。据工业和信息化部数据,2014年我国整个物联网产业的销售收入达到6000亿元以上。近几年我国物联网产业发展的综合增长率达到了30%以上,充分体现了其强劲的发展势头。
  物联网是由感测终端、信息传输、处理中心和应用用户组成的网络,其技术已经进入实际应用阶段,如智能工业、智能农业、智能物流和智能交通等各领域。而工业是物联网应用的重要领域,工业物联网是通过将传感器嵌入装配到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、油气管道等各种工业设备中,实现物联网与工业过程的有机融合,从而大幅提高生产制造效率,改善产品质量,并降低产品成本和资源消耗,将传统工业提升到智能工业。
  2014年我国工业物联网规模达到1157.3亿元,在整体物联网产业中的占比约为18%。在政策的推动下,预计2020年,工业物联网在整体物联网产业中的占比将达到25%,规模将突破4500亿元。
  如今,现代化工业生产向着大型、快速、高效、低耗和环保的方向发展。随着信息技术的发展,生产的智能化和业务流程的智能化是整体智能化的前提,企业纷纷开始实施生产线的改造以及IT设备的升级改造来实现企业内部的互联网化,最终实现新一代信息技术与制造业深度融合,形成新的生产方式、产业形态和商业模式。无线传感器因为其灵活、安全、可靠、便捷以及低成本将在未来企业智能化生产中发挥特殊的作用。
  二、工业无线传感器网络产品发展现状及趋势
  工业无线传感器网络产品为系统级产品,即包括现场无线传感器、数据转发网关和监控主机等在内的整体解决方案。因具有成本低、范围大、布设灵活、移动支持等特点www.cechina.cn,工业无线传感器网络产品在力学参数检测、工业监控、智能电力、矿山安全、医疗健康、环境监测等行业的应用一直广受重视;与此同时,工业无线传感器网络产品也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。
  随着工业无线传感器网络技术的不断成熟,以及市场需求的不断提升,工业无线传感器网络产品对传统工业传感器替代效果不断提升。2014年CONTROL ENGINEERING China版权所有,我国工业无线传感器网络产品在工业传感器市场中的占比约为4.3%,规模达到6.2亿元。到2019年,我国工业无线传感器网络产品在工业传感器市场中的占比将达到为10.0%,市场规模预计达到24.2亿元,年复合增长率高达27.1%,市场前景广阔。
  从有线网络到无线网络的变化将加速无线传感器网络的成长,透过无线传感器网络可接触到比有线网路更广泛、更弹性化以及可扩展的多元应用。随着近几年无线传感器网络技术的飞速发展,越来越多的无线传感器网络产品开始投入使用。目前无线传感器网络产品主要用于检测和监测两部分市场。
  无线传感器网络产品在检测市场主要应用于国防研究、高校、专业科研及检测机构和大型装备制造几个领域。在这几个检测领域中,无线传感器网络产品相对于有线产品具有成本低,灵活性高和应用情景广等显著特点,无线替代有线已呈现未来的发展趋势。国防产品需要进行大量的试验和测试以确保产品的精确性和稳定性,因此对测试国防产品的传感器提出了高可靠性的要求。近几年,国家开始实施越来越多的国防重大工程CONTROL ENGINEERING China版权所有,并致力于自主可控,再加上更换频率高,对检测传感器的需求正在逐步扩大;如今,我国已经具有一定规模的高校数量和较为完整的人才培养体系,但与国外相比,教学设备还存在差距。同样,我国的科研院也存在着实验设备相对落后的问题。未来随着我国教育产业的发展,相关教学设备和实验设备的采购需求会快速扩大,检测传感器的市场前景较为广阔;我国正在加大检测行业的发展力度,基础设施建设如公路、铁路和桥梁等工程的检测需求在持续增长,使得专业的科研和检测机构对检测传感器的需求增加;随着智能制造的发展,我国对高端大型装备的需求也越来越多。测试装置可以有效的减少产品研发周期,提高产品质量,减低产品成本。检测传感器已经慢慢成为大型装备制造企业在产品研发过程中测试产品稳定性需求,因此检测传感器在大型装备制造领域的市场规模将呈现上升态势。
  无线传感器网络产品在监测市场主要应用于以下几个领域:
  1、工业环境监测
  工业环境的监测范围已经涉及到整个生态环境的各个方面,包括日常环境监测,如大气,水,电磁辐射和放射性监测等;同时还存在一些特殊的区域环境监测www.cechina.cn,如沙漠、高山和存在放射源等区域的监测。这些环境对传感器产品的灵活性、可靠性和安全性提出了高要求。无线传感器网络产品可以突破传统的监测方法,在满足了灵活性、可靠性和安全性的同时,为工业环境的监测降低了成本,同时也大幅度缩减了传统监测的繁琐流程,为随机性的研究数据获取提供了便利。随着人们对于工业环境的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,对无线传感器网络产品的需求将逐步扩大。
  2、智能电网
  当前,全球能源、环境、气候变化等问题日益突出,世界各国纷纷把开发利用清洁能源作为能源发展与变革的重点。智能电网如今已经成为物联网技术的重要应用之一,也是电网发展的必然趋势。智能电网通过先进的传感测量技术、通讯技术、先进的控制方法和决策支持系统技术的应用,确保电力供应的安全性、可靠性和经济性。为了使智能电网的持续运营,设备安全保障已经成为了关键问题。由于电网设备长期处于高电压、大电流等工作状态,同时面临雷雨等极端自然环境的威胁,对设备实施智能监控显得尤为重要。无线传感器网络产品可对电网设备进行远程的监控,了解设备的工作状态,并将数据传输到控制中心,对设备进行统一管理,同时实时监控也提高了维护效率。随着智能电网计划的推进,对电网设备的智能化监控需求形成了巨大的无线传感器网络产品市场。
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