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无线传感器主要应用领域及发展趋势

发布日期:2020-09-17      浏览次数:106
  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,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,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着特点,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准确性和稳定性,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,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,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。
 
  3、数字化油田
 
  经济发展与社会需求的不断扩大加速着油井数量的迅速上升,油田开发整体范围也呈扩大趋势。因此,油田生产、管理与经营的智能化成为发展趋势,数字化油田应运而生。
 
  在油田的数字化过程中,无线传感器网络产品可以对油井环境和井口设备实现实时监控,将工作现场的设备状态,环境参数等重要信息传到控制中心,在必要时刻即刻发出警报并安排调度。随着无线传感器网络产品在油田的深入推广和广泛示范,数字化油田的数量也将逐渐增加,无线传感器网络产品的市场需求将呈现高速增长的态势。
 
  4、智能工业
 
  我国工业制造业正面临新一轮产业革命的契机,制造企业利用物联网技术进行改造升级的需求十分迫切,信息技术企业也在积极借助物联网技术,以其为突破口迅速向工业领域渗透。以智能化为核心的工业4.0的提出,契合了物联网技术向工业领域融合的趋势,未来市场发展潜力巨大。智能制造中的核心之一是工业过程的智能监测。
 
  将无线传感器网络技术应用到智能监测中,将有助于工业生产过程工艺的优化,同时可以提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监测的能力和水平,使得生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。随着物联网的快速发展和工业4.0的进一步推进,以智能化为核心的工业过程控制将得到快速发展,进而拉动对基于无线传感器网络技术的工业过程监测系统解决方案的市场需求。
 
  工业无线传感器网络产品飞速增长的主要原因是随着整个物联网生态环境的成熟,工业物联网也由政府主导开始慢慢发展。中国工业感测终端的数量保持着飞速增长的态势,2014年中国工业感测终端数量为7亿左右,预计伴随着中国制造2025的推行,到2020年,中国工业感测终端将突破20亿个。
 
  同时,无线通信、功耗、极端微型化(驱动力之一是MEMS传感器)以及嵌入式计算方面的发展,也促成了面向苛刻工业环境的无线传感器网络的兴起。工业无线传感器网络产品会随着“中国制造2025”的提出所带动的企业生产线改造和IT设备升级改造一直高速增长到2019年,并一直保持着上升趋势的。
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