孫崑泉：傳感器技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和影響

      10月28日消息，2010中國國際物聯(lián)網(wǎng)（傳感網(wǎng)）大會(huì)今日在江蘇無錫召開，大會(huì)主題是“迎接智能時(shí)代”。 

      

      以下是村田中國區(qū)副總裁孫崑泉演講實(shí)錄：

      孫崑泉：大家好，今天非常高興跟大家分享一下傳感器技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和影響。我想說，大概在座很多同事還有不太了解村田公司。村田公司是一家日本公司，總部設(shè)在日本的京都，它是全球最大的電子器件供應(yīng)商。這個(gè)概念我不需要用量化解釋。比如說你今天打開任何手機(jī)，低端或者是高端的，或者你打開任何筆記本的電腦，打開任何Nobel，你會(huì)發(fā)現(xiàn)有很大的比例，5%、10%我不能給它定量都是由村田公司出來的。大家現(xiàn)在要問了，你這個(gè)電子器件究竟包括了哪些東西？包括了無元其間、無線晶聚模塊，當(dāng)然也有我們今天在這兒討論的傳感器。

      我談傳感器之前，首先先跟大家談一下物聯(lián)網(wǎng)的一些簡單的東西?；ヂ?lián)網(wǎng)已經(jīng)在我們當(dāng)中起了巨大的作用，大家從今天上午剛才的演講的當(dāng)中都聽到，它是我們生活當(dāng)中不可缺少的一部分。它是解決了人和人之間的糾紛。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸走入了我們的生活，它解決的是人和物、物和物之間的糾紛。

      人們又要問了，物和物之間怎么溝通呢？第一個(gè)問題，你怎么能感知到物的存在，能夠采集到物質(zhì)的性質(zhì)、物質(zhì)的信息，從而產(chǎn)生有線或者是無線的方式，通過網(wǎng)絡(luò)的傳輸。當(dāng)然了網(wǎng)絡(luò)的傳輸，網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)的中國電信或者是中國移動(dòng)都談的是網(wǎng)絡(luò)層面。我這邊不談網(wǎng)絡(luò)層面，我只是說把原始信息采集過來，通過短距離無線接受器傳到網(wǎng)絡(luò)上去。

      關(guān)于對(duì)信息的采集大家也看到很多，一部分通過FID。FID是什么概念呢？它是一個(gè)無源概念，它是被動(dòng)的概念。你把信息輸入到FID，然后貼到感興趣的物體上，然后進(jìn)行跟蹤，然后用讀碼器把信息讀出來，再傳到信息中心。傳感器不一樣，它是感知到你信息的變化和這些信息的存在。這些信息的變化是瞬息萬變的，我認(rèn)為可以把它定義成有為的。

      今天我在討論傳感器之前，我想簡單把物聯(lián)網(wǎng)按照我們感興趣的領(lǐng)域，給簡單地說一下。按照我們的定義，因?yàn)檫@個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域始終在改，包羅萬象。比如說有智能電腦，有智能醫(yī)療，智能工業(yè)，智能大樓，還有物流。傳感器技術(shù)實(shí)際上物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵物件之一。在硬件上實(shí)際上是很少的一部分，他都是服務(wù)的。但是你沒有這么很小一部分的硬件去感知原始的信息，你沒辦法實(shí)現(xiàn)。那也就是說，傳感網(wǎng)技術(shù)實(shí)際上使物聯(lián)網(wǎng)成為了可能。

      既然我們說傳感器技術(shù)采集原始的信息，因此把傳感器一些最基本的概念、最基本的材料、最基本的技術(shù)和最基本的應(yīng)用跟大家說一下，這樣就是說，我今天在這里發(fā)言，跟以下發(fā)言有所不同的地方。不管怎么樣，我走到最底層，怎么采集原始的數(shù)據(jù)。 

      中間我們看一下，中間圓圈代表制作傳感器的材料及其工藝。這個(gè)材料用手指壓一下就產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，或者你使一個(gè)電信號(hào)它可以做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然我們可以用相應(yīng)的硅工藝。中間這一部分作為傳感器的材料。用這些材料我們可以做出最外圈所有傳感器的產(chǎn)品。順帶說一下，傳感器的產(chǎn)品遠(yuǎn)不止我在這里羅列，因?yàn)樗泻芏?，如果列出來，大家因?yàn)樘喽愫苛?。我們用這些傳感器用來感知中間橘黃色的物理量，這就是我們用傳感器去做的事情。 

      舉個(gè)最簡單的例子，最上方是超聲波傳感器，它主要是用量測距離的。超聲波傳感器有很多的利用，大家都說開車，后邊有一個(gè)物體滴滴響了，后邊有一個(gè)人過了也滴滴響了，這就是傳感器。

      最右下方叫做磁性傳感器，它在很多地方都有應(yīng)用。這個(gè)器件是用來檢測你開關(guān)的狀態(tài)。我們的手機(jī)打開之后是開了還是關(guān)了，它能檢測出來。我們家的電冰箱、洗衣機(jī)開了還是關(guān)了，它都能檢測出來。最有用是在安全檢測系統(tǒng)上。家里都有窗戶，開了窗，會(huì)發(fā)一個(gè)信號(hào)，你的窗戶開了，馬上告訴你的控制系統(tǒng)，窗戶開了，你意識(shí)到?jīng)]有。

      這里面給大家介紹了傳感器的技術(shù)。

      這些是說的具體一點(diǎn)他的利用。

      第一個(gè)利用紅外傳感器，它用來做環(huán)保電視，目前索尼已經(jīng)把這個(gè)叫做紅外傳感器應(yīng)用在他電視上，我記得在國慶節(jié)，也就是說在這個(gè)月初，海爾也把這個(gè)用在他的電視上。它的原理是什么呢？我在看電視，如果我走了，三分鐘沒有移動(dòng)，他檢測不到人體的存在，電視自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)省了能源。同時(shí)這個(gè)電視里還有光傳感器，它可以感知到周圍光亮度的信息，從而傳遞給電視，電視可以調(diào)節(jié)它的亮度。當(dāng)然你從節(jié)能角度說，它是否節(jié)能呢，也未必。但是對(duì)眼睛舒適程度，它是有很大好處的。

      右邊是智能空調(diào)，也裝了紅外傳感器，只要檢測到我進(jìn)了屋，我身體發(fā)出的紅外線被他檢測到，他就把風(fēng)速、風(fēng)向調(diào)整為存在的風(fēng)向，這樣又可以舒適，又可以達(dá)到節(jié)能。傳感器目前按我們所知道的，最大的應(yīng)用是在汽車上。一個(gè)豪華汽車上大概有超過兩百個(gè)傳感器。一般汽車上，也有幾十個(gè)。

      我就不把這些傳感器一一羅列了。溫度傳感器，我們汽車?yán)镞厹囟日{(diào)高一點(diǎn)，比如說調(diào)到27、28度，冬天調(diào)到20度。你靠溫度傳感器進(jìn)行調(diào)控。

      這里面用的最多，特別使在中國，那就是超聲波傳感器。它發(fā)生的超聲波碰大墻，根據(jù)這個(gè)光送到墻那邊反射回來，它有時(shí)間，你就知道距離遠(yuǎn)近。這里面告訴你的是傳感器的檢測意義。大家都看到這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)最后要變成什么呢？就是說無處不在。這個(gè)無處不在誰去檢測？誰去采集這個(gè)信息呢？那就是要通過傳感器去采集，也就是說，傳感器要無處不在。要想做到傳感器無處不在，要對(duì)傳感器這個(gè)產(chǎn)業(yè)提出很大的要求。

      第一成本，如果貴了，沒人買得起就無處不在。第二個(gè)是響應(yīng)時(shí)間。第三個(gè)是精確。你采集到的信息，一定要精確。如果你不精確，到控制中心、數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，得出的就是亂碼，不是亂碼，是有用的碼，但是比亂碼還難做。第四可靠性。我一個(gè)傳感器發(fā)射到東北，冬天零下好幾十度，你傳感器還能活下去嗎？所以對(duì)傳感器可靠性提出非常高的要求。我們談信息處理，信息處理采集原始數(shù)據(jù)是對(duì)的，我們就保證原始數(shù)據(jù)是對(duì)的。

     現(xiàn)在我們?cè)趺茨茏龅竭@些，并把它做到無處不在？我們要做小型化。其中一個(gè)是微系統(tǒng)技術(shù)，另外一個(gè)是納米技術(shù)。我們?cè)诤芏嗥髽I(yè)需要采集不光是某一方面的信息，是很多方面的信息，我們需要很多的傳感器給它放在多傳感器系統(tǒng)里面。再一個(gè)是智能傳感器，剛才已經(jīng)談了云計(jì)算，云計(jì)算量太大了，原始的數(shù)據(jù)送到研究中心去進(jìn)行這種計(jì)算，運(yùn)算量特別大。世界上萬世萬物采集到的信息，都輸入到計(jì)算機(jī)里面去，可能沒讓它進(jìn)入。

      怎么辦呢？我們?cè)趥鞲衅鞯耐瑫r(shí)，我們芯片把必要的信息進(jìn)行處理，然后送給網(wǎng)絡(luò)那些他需要簡單進(jìn)行硬性處理的信息。說了這么多，信息要送出去要采用什么方式呢？要采用無線通訊方式。如果我們把我們的傳感器放在供電供不上的，我們今天可以用低能耗的來源去做這件事情。但是電池你要估算。一個(gè)研究方法是能量自給性，讓我們的傳感器和無線傳輸系統(tǒng)始終處于工作狀態(tài)。

      第二張幻燈片里提到智能電網(wǎng)。智能電網(wǎng)在這一張圖上你看是把電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)，還有無處不在的傳感監(jiān)控系統(tǒng)都給放在一起。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)一些有效控制。這里面有很多電力的專家，我不是電力專家，所以我不再多說這方面的東西。

     今天我想多說的，在這張圖里講的智能家庭。智能家庭我們看這張圖里面有智能電表、蓄電池，中間兩個(gè)是空調(diào)機(jī)還有家電。這個(gè)空調(diào)機(jī)我不知道大家有法國統(tǒng)計(jì)過?？照{(diào)機(jī)它要耗用家庭里的60%到70%的電，其他只耗30%的電。我們有沒有解決方案，在空調(diào)機(jī)的右上邊。

      這是典型的例子，你看洗衣房有洗衣機(jī)耗電，左邊是洗手間，右邊是廚房，臥室里還有空調(diào)、電視在耗電。我們想辦法怎么達(dá)到節(jié)能的目的。我們用這個(gè)叫Zigbee，就是承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的無線的這么一個(gè)模塊，把它放在家庭耗能比較厲害的這些地方，然后感知到你耗能的情況，然后傳回網(wǎng)絡(luò)控制中心，最終由網(wǎng)絡(luò)決定如何節(jié)能。整個(gè)電網(wǎng)是根據(jù)它最大電能的消耗來設(shè)置的。比如說早晨五點(diǎn)到九點(diǎn)，冬天的時(shí)候他是最大的油耗，然后在夏天的時(shí)候是五點(diǎn)到六點(diǎn)，他耗能是最保準(zhǔn)的。整個(gè)電網(wǎng)的設(shè)計(jì)，一定要滿足高峰耗電量。如果我們跟電網(wǎng)簽了一個(gè)系統(tǒng)，在早晨的時(shí)候，你每十分鐘你就關(guān)掉你家這個(gè)空調(diào)，我們就會(huì)節(jié)省10%。十分鐘和一分鐘你感覺不出差距。在夏天用空調(diào)最高峰的時(shí)候，每十分鐘你關(guān)掉一分鐘，所以有了這個(gè)才是正確的方法。怎么關(guān)呢？這個(gè)電力公司一定要采集到最原始的信息。

      這是從空調(diào)的角度。這個(gè)是家電。這里面有電視機(jī)，有計(jì)算機(jī)，然后有洗衣機(jī)。我們?cè)诿恳粋€(gè)這個(gè)電器上面都裝了無線模塊，然后給一個(gè)最原始的信息，然后給控制單元，然后發(fā)給控制中心，從而達(dá)到控制效果。剛才那兩張圖片，我們把無線模塊裝在空調(diào)、通風(fēng)上，既然它實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，我六點(diǎn)鐘回家，我五點(diǎn)鐘就把它設(shè)置一下。這個(gè)是可以實(shí)現(xiàn)的。另外家里面要條件好一點(diǎn)，否則他沒辦法利用非常難操作的系統(tǒng)。給你一個(gè)電話，你在網(wǎng)上把手機(jī)設(shè)置好，這些都是可以的。

     剛才說了很多，我說我們把所有這些溫度的信息、濕度的信息、亮度的信息，我們都送給各個(gè)單元，各個(gè)單元送給網(wǎng)絡(luò)中心，它是通過什么去做的，實(shí)際上村田提供了這么一個(gè)解決方案，也就是說無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，所有采集到的信息，都通過這個(gè)結(jié)點(diǎn)，獲得3G、4G以及其他網(wǎng)絡(luò)上去。簡單說了一下，這里面盡量讓它的技術(shù)成份越低越好，它包括了一個(gè)藍(lán)牙芯片，也可以用Zigbee芯片，同時(shí)可以用MCU芯片，剩下你就是把你愿意用的傳感器加進(jìn)去，從而形成多傳感器，它有無線傳輸?shù)墓δ堋＿@個(gè)解決方案已經(jīng)在美國寫字樓的公司里應(yīng)用進(jìn)去了。如果你們?cè)敢獾脑?，可以跟你們分享一下這方面的信息。

      智能醫(yī)療，我們可以用傳感器可以把心電圖的信息，血壓、血糖、脈搏，以及你走路的信息，傳給你的網(wǎng)關(guān)，這個(gè)網(wǎng)關(guān)，這個(gè)手機(jī)其實(shí)是從別的地方得來的圖象，并不是我給諾基亞做的廣告。另外傳感器是智能藥片。這個(gè)藥片吃到肚子里不會(huì)化，它在肚子里能感覺出你PH值，然后傳到你手機(jī)里面，從而跟醫(yī)院護(hù)士中心聯(lián)系，這個(gè)是在治療領(lǐng)域上的應(yīng)用。

      另外我只想在這里跟大家分享RFID市場的信息。到2015年，整個(gè)物體的標(biāo)簽要有一萬個(gè)億。你想象一下，物聯(lián)網(wǎng)到那時(shí)候真的是有點(diǎn)無處不在了。別的我就不愿意多說了。

      最后我想談一下智能工業(yè)控制。機(jī)器人是智能工業(yè)控制當(dāng)中的一部分。村田用他最先進(jìn)的傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)和二次能源技術(shù)，做出一個(gè)村田頑童，并評(píng)為21世紀(jì)最好的發(fā)明。他可以直行，可以倒退，可以站立不停，還可以騎自行車。他還可以走S型的獨(dú)木橋。兩年之后他的妹妹村田婉童騎著獨(dú)輪車。前不久在世博會(huì)做的表演。

      傳感器采集到的信息通過無線傳輸?shù)姆绞剿偷骄W(wǎng)絡(luò)上，最終我們要實(shí)現(xiàn)環(huán)保。

      結(jié)束語：村田用其最先進(jìn)的傳感器及無線通信技術(shù)，全力支持中國物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。謝謝大家。