La situación actual y la dirección futura del desarrollo de la tecnología de sensores

Estado actual y dirección de desarrollo futuro de la tecnología de sensores

Con la creciente conciencia social sobre la protección ambiental, los sensores se han convertido en componentes clave indispensables para dicha protección, y la posición de las industrias relacionadas en mi país ha mejorado año tras año. Hoy en día, con la continua profundización de la gobernanza ambiental y el creciente auge de la protección ambiental, empresas nacionales e internacionales de sensores han entrado en el sector, y el mercado de sensores para monitoreo ambiental está a la vuelta de la esquina.

1. Materiales de sensores y tecnología de dispositivos y sus características.

Desde un punto de vista técnico, los sensores se refieren a dispositivos funcionales básicos con funciones de recopilación de información, como sensores fotoeléctricos, infrarrojos, sensibles a la fuerza, biológicos y de otro tipo. Los materiales para sensores se refieren a materiales funcionales que reflejan una respuesta altamente sensible a pequeños cambios en señales como el sonido, la luz, la electricidad, el magnetismo y el calor, así como a los materiales estructurales necesarios para su fabricación, como semiconductores, metales, materiales compuestos, etc.

La tecnología de sensores y su industria tienen las características de tecnología intensiva, colaboración multitecnológica, fuerte penetración industrial, alta integración transfronteriza, baja concentración industrial, etc.; los productos de sensores tienen muchas variedades, lotes pequeños, estructuras complejas e indicadores técnicos dispersos, las características de gran amplitud de parámetros, altos requisitos de precisión, amplios campos de aplicación, etc.; los materiales y dispositivos de sensores tienen consistencia y estabilidad, así como una alta base técnica y requisitos de sinergia.

En el campo de la tecnología de sensores, debido a factores como el nivel general de desarrollo, la fuerza técnica y la acumulación de talento, mi país ha formado una "brecha generacional" con países como Europa y Estados Unidos. La tecnología de sensores de mi país es particularmente urgente para ponerse al día.

En segundo lugar, la futura dirección del desarrollo de la tecnología de sensores

Con el desarrollo de una nueva generación de tecnologías de la información, el campo de la monitorización ambiental plantea nuevos requisitos y desafíos para los equipos de sensores. En concreto, la nueva generación de equipos de monitorización ambiental debe evolucionar en las siguientes direcciones:

1. Consumo de energía cero

En el enorme nodo de sensores IoT, no es realista cambiar la batería cada pocos meses. El sensor de "consumo cero" puede apagar por completo el circuito de adaptación, la comunicación y otros sistemas en momentos normales, y no necesita consumir energía para mantener la sensibilidad a los estímulos externos. Al recibir eventos de cambio externo (como el paso de un vehículo, una fuga de gases nocivos, un espectro específico, etc.), los circuitos de back-end se conectan para lograr una monitorización ambiental verdaderamente de "consumo cero".

2. Conexión inalámbrica bajo demanda

Otro consumo energético importante de los nodos de sensores inalámbricos en el Internet de las Cosas proviene de la comunicación inalámbrica. Por lo tanto, el uso de nuevos materiales y dispositivos para lograr una conexión inalámbrica bajo demanda, que normalmente desactiva por completo el sistema de comunicación y lo reactiva cuando es necesario, es una dirección importante para el desarrollo de sensores inalámbricos en el futuro.

3. Integración de información multidimensional

Es decir, el desarrollo puede medir múltiples parámetros de un solo escenario de aplicación al mismo tiempo y procesar los datos multidimensionales recopilados mediante computación de borde y otros métodos, con un resultado sólido con el escenario de aplicación. Como resultado, un nuevo tipo de sensor con las características de fusión multisensor e integración de sistemas puede lograr la percepción de información multidimensional por un solo sensor, lograr la integración del cálculo, el almacenamiento y la transmisión en el borde del extremo de detección, y mejorar la adaptabilidad a los escenarios y entornos de aplicación. Mejorar la confiabilidad.

4. Protocolo de red e integración

En el futuro, los sensores deberán construirse sobre una plataforma tecnológica de materiales unificada para lograr un diseño colaborativo, que se procese en una sola vez mediante dicha plataforma. Además, puede ser compatible con el proceso CMOS existente para lograr una integración en un solo chip de múltiples sensores y múltiples circuitos de lectura de señales con protocolo de red, lo que mejora considerablemente la integración de los sensores.

5. Sensores para aplicaciones especiales

Incluyen sensores de adquisición de señales fisiológicas para entornos especiales y sensores que son transparentes, flexibles, estirables, moldeables y portátiles para aplicaciones especiales.

6. Sensor de función multidetección

El sensor se ha ampliado para incorporar la nueva función de detección de gases, líquidos, infrarrojos y otra información proveniente de la percepción de magnitudes físicas unidimensionales como fuerza, calor, sonido, electricidad y magnetismo. Existen sensores que pueden percibir el calor, el dolor, la humedad, el tacto, etc., de la piel humana.

7. Inteligencia

Integra diversas funciones de sensor con procesamiento de datos, almacenamiento, comunicación bidireccional y otras funciones, y realiza control automático, detección automática, análisis automático, diagnóstico automático y otras funciones de sensores, total o parcialmente. Otra área de inteligencia es la tecnología de detección suave, es decir, la combinación de sensores inteligentes e inteligencia artificial.

Hoy en día, es muy común utilizar sistemas de monitoreo ambiental. Su calidad es decisiva para la eficiencia de la producción.

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