物联网正在开始出现。你能看得出它才刚起步，因为我们还在使用这个笨拙的名词&物的互联网(Internet of Things)&。诸如此类的新词汇告诉你我们并不知道一件东西是什么或有什么用，就像是&无马马车&或&3D打印机&。
但关于物联网有一件事我们是知道的：它涉及到大量的传感器。当我们的计算机缩小到能被融入我们生活中的每一件小设备、工具和技术，使感知能力渗入物理对象中，报告它们的周围环境并用计算机驱动的电机、开关、杠杆、和泵作出行动，物联网就发生了。
这有点像是《杰森一家》中的愿景，你的桌子注意到你饿了，与厨房和你的计步器商议过，算计出你愿意吃什么、有什么可吃、和你应该吃什么的交集，然后咣啷咣啷地走过来。在物联网土地上的初创公司都在思考如何使我们的建筑环境的&智能&，如何集成你的身体，以及如何结合这两种现象，把你周围的世界变成近乎魔法之地，一个迪士尼《美女与野兽》&Be Our Guest&场景的高科技版本。
物联网的未来架构师们有一个共同的信念：&人&只是另一种&物&，而你通过代表他们行动、预测他们、向他们的个人网络问关于他们的重要事实，然后实时适应他们周围的世界来提供魔法。对于人类的物性假定在物联网的人类控制应用中尤为明显：防盗系统、学校行为监控、警员佩戴摄像机、假释犯电子脚铐、员工生产力跟踪器、监狱监控系统、反恐战争的摄像机、嗅探器，和大规模监控窥探。&被拘押的物的互联网&与用户的关系是敌对的&&他们是敌人，它们担负的任务就是防止被他们智胜。
对于员工、学童、旅行者、甚至是被半自治计算机当作物品控制的囚犯，无论你对公正对待他们的看法是什么，我敢打赌如果你能够支配你的物联网，你会觉得更有尊严和安全，而不是反之。
即使是在所谓的&免费的东西的互联网&，人类和计算机还是敌人。医学遥测和植入物公司设想把你身体内部运作的极端私密的事实销售给数据挖掘服务和保险公司。汽车公司把他们的车辆视为收集你的驾驶数据、交通模式、以及途经道路的可感应事实的平台，把它卖给，你猜对了，数据挖掘服务和保险公司。约翰迪尔公司认为其拖拉机是受版权保护的作品，并且它，而不是农民们，拥有车轮扭矩传感器采集的土壤密度数据(它把这个数据卖给孟山都，后者再向农民收费提供此信息)。
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但是，想象一种不同的物联网：一种人类是一等公民的物联网，较进行传感和被感知的&物&为先。
例如：物联网厂商设想的许多&基于位置&的业务。你周围的设备感知你什么时候需要去厕所、或是要一杯咖啡，或者一套新轮胎，他们会向你宣传这些服务，以及你把更多生活私密知识交给他们以后能得到的特别优惠。
今天的人们可以对监视漠不关心，但很少有人会欢迎它。无论今天对隐私的态度是什么，一般人对明天的监视只会更怀敌意。我们还远远没有达到监视峰值，但我们极其肯定已经达到了对监控漠不关心的峰值。
想象一个位置服务，其卖点是你的个人信息被安全包含在其自身环境里，只有你自己一人可以用。你可以在身上带着设备，使用他们的传感器来了解你的事情&&你什么时候吃过了，你的饮食偏好是什么，你的血糖是多少，等等，但这些设备与云毫无关系，而且他们不会把这些信息提供给任何人进行分析。
相反，当你在空间穿行时，商店、厕所、餐馆、杂货店和其他实体会发射自己的产品信息，这些将被你的个人网络看到和分析，它将根据你所设定或者它从你学习到的偏好，代表你决定是否把它们告诉你。你被展示了这些信息的事实，只有你知和你拥有的计算机们知，也&&再次地&&不会与任何人分享。
这是与脸谱网相反的模式，脸谱网拥有所有信源，并决定允许你看到哪个。而这则更像是电子邮件模式，你的系统下载别人想发给你的所有邮件，然后使用你自己的过滤器和规则来决定哪些要丢弃，哪些要显示。
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但一旦数据是你的且仅是你的&&一旦间谍软件成为我的软件&&这些考量就会大大改善。当只有你知道自己的事情时，其他人得知你生活的私密事实的隐私顾虑不再起作用。
当你生病时，你选择让你的医生看到你的病历，从中得出推论&&甚至授权她与试图治愈你的病症的研究同事们分享。在这里你做主，而不是首先把你当成一件东西其次才是一个人的制造商。
从主题公园到智慧城市到医疗技术到工作效率优化，不是把人类仅仅当成数据点看待，而是有原生智慧、个人价值和尊严的人，就会开启转型改变世界的整个可能性。
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你可能喜欢物联网时代传感器低成本化发展的思考[图]
摘要：在对物联网产业的内涵、体系结构进行系统阐述和分析基础上，阐述了与物联网的关系以及传感器在物联网中的战略意义，分析了传感器技术的低成本化发展方向，并提出了一些低成本化措施。关键词：物联网；体系架构；传感器；低成本0 引言物联网号称是继、通信之后的信息产业第三次浪潮，有研究机构预计，10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的技市场，其产业要比大30倍。物联网是全球信息产业的发展趋势之一，也是我国&十二五&规划的重点发展方向。目前，国家正在大力发展物联网产业，年为物联网导入期，在主导领域实现物物互联；2015年到2020年为成长期，物联网将实现半智能化：2020年之后为发展期，物联网将全面实现智能化。预计到2015年的市场规模就会超过2 000亿元，2025年将达到7 500亿元，年增长率超过30％，市场前景将超过计算机、互联网、通讯等市场。1 物联网的体系架构按照国际联盟()的定义，物联网主要解决物到物(Thing to Thing，T2T)、人到物(Human to Thing，H2T)、人列人(Human to Human，H2H)之间的互连。物联网产业链可以细分为标识、感知、处理、信息传送、控制管理五个环节，每个环节的关键技术分别为、传感器、智能芯片和电信的无线传输网络。物联网的体系架构包括三个层次：一个是感知网络，即以、RFID、传感器为主来实现&物&的识别；二是传输网络，即通过现有的互联网、广电网、通信网或者下一代互联网，实现数据的传输和计算；三是应用网络，也就是各种应用服务，包括输入输出控制终端以及等终端。感知层是实现物联网全面感知的基础，包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、、传感器和M2M终端、传感器网络和传感器等。要解决的重点问题是感知和识别物体，采集和捕获信息，要突破的方向是具备更敏感、更全面的感知能力，解决低功耗、小型化和低成本的问题。物联网感知层的技术结构特征如表1所列。网络层主要用于实现更加广泛的互联功能，它能够把感知到的信息无障碍、高可靠、高安全性地进行传送，但它需要传感器网络与技术、互联网技术相。各种通信网络与互联网形成的融合网络，被普遍认为是最成熟的部分，除网络传输之外，还包括网络的管理中心和信息中心，用以提升对信息的传输和运营能力，也是物联网成为的基础设施。有待突破的方向是向下与感知层的结合，向上与应用层的结合。表2所列是物联网传输层的技术结构特征。应用层主要包含应用支撑平台子层和应用服务子层，是将物联网技术与行业专业技术相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，用于提供物物互联的丰富应用。物联过应用层最终实现信息技术与行业的深度融合，对国民经济和社会发展具有广泛影响。现在的关键问题在于信息的社会化共享、开发利用以及信息安全的保障。2 传感器的地位及应用传感器是信息感知和传递的源头、是信息能量的转换器，是一项使能技术。社会正在成长，社会网络化正在普及，信息产业已成为国民经济的支柱产业，传感产业不仅成为新兴战略产业的热点和制高点，还给传统产业带来&绿色或生态革命&。人类为实现智慧地球、数字城市、低碳经济等智能产业等雄心勃勃愿景，要建立人／物互联网，就需要巨量的传感器来知晓和掌控海量信息。传感器产业虽受几次全球宏观经济危机或疲软连累，增速有起伏，但其仍是持续增长的&朝阳&产业。几十年来，&东方不亮西方亮&，产业整体平均增长速度在10％以上，据预测，未来10年，传感器需求市场的规模将超万亿，年平均增长速度超50％，70亿人人均1 000支传感器。传感器的应用领域涉及机械制造、工业过程控制、汽车电子、通信、消费电子和专用设备等。在世界范围内，传感器市场增长最快的是汽车市场的需求，占第二位的是过程控制市场，前景看好的是通讯市场。汽车控制系统电子化水平的关键在于采用传感器的数量和水平。目前，一辆普通家用轿车上大约会安装几十到近百只传感器，豪华轿车传感器数量可多达200余只，种类达几十种。汽车和通信市场所用传感器约占整个市场的三分之一。图1所示是汽车控制系统中传感器的应用示意图。我国是全球白家电(包括家用空调、电冰箱和洗衣机)生产和出口大国，2009年的总产量达3亿多台，所用传感器约占市场的五分之一。传感器在医疗、环保、气象等专用电子设备中的应用增长快速，所用传感器占市场份额的15％左右。在物联网系统中，用于对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论哪种方式，它都是物联网中的感知和输入部分，用来进行各种数据信息的采集和简单的加工处理，并通过固有协议，将数据信息传送给物联网终端处理。如通过RFID进行标签号码的读取，通过GPS得到物体位置信息，通过图像感知器得到图片或图像，通过环境传感器取得环境温湿度等参数。传感器属于物联网中的传感网络层，它作为物联网的最基本一层，具有十分重要的作用。因此，传感网络层中传感器的精度是应用中重点要考虑的一个实际参数。在物联网的大概念下，_一个泛在的物联网系统，随着参照物的不同，传感器可以是一个&大&的&智能物件&，它可以是一个机器人、一台机床、一列火车，甚至是一个卫星或太空。虽然物联刚的产业供应链包括传感器和芯片供应商、应用设备提供商、网络运营及服务提供商、软件与应用开发商和系统集成商，但是，作为金字塔的塔座，传感器仍将会是整个链条需求总量最大和最基础的环节。因此，&传感器是物联网技术的支撑、应用的支撑和未来泛在网的支撑，传感器感知了物体的信息，RFID赋予它电子编码，传感网到物联网的演变是信息技术发展的阶段表征。&由于涉及领域面广，涵盖范围大，对于中国物联网产业进行准确的估计和预测是相当困难的。从目前与物联网的几个重要相关的细分市场(传感器市场、RFID市场、M2M市场等)的发展状况，可以对整体的未来有一个初步的粗略判断。图2所示是对年物联网产业三大细分市场规模的预测。由图可见，中国物联网整体产业在2015年的市场规模将超过2 000亿元，2025年将达到7 500亿元，年增长率超过30％。到2050年，传感器将在生活中无处不在。3 传感器技术对物联网发展的意义就目前我国对于物联网相关技术的成熟度来看，通信技术和计算机数据处理技术相对成熟，而传感技术平台的搭建却相对比较薄弱，因此，发展传感器技术不仅是我国实现物联网核心技术的关键，也是全面发展战略目标的关键。在物联网构建初期，在大量基础设备生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到质量标准。因此，可以说，没有优良的传感器技术，现代化生产也就失去了基础；没有传感器技术支持，物联网构造也将失去基础。传感器的性能决定物联网性能。传感器是物联网中获得信息的唯一手段和途径，传感器采集信息的准确、可靠、实时将直接影响到控制节点对信息的处理与传输。传感器的特性、可靠性、实时性、抗干扰性等性能，对物联网应用系统的性能起到举足轻重的作用。传感器升级可以加速网络升级，传感器技术的升级换代将提升网络的升级换代。当信息采集用第一代模拟传感器时，会产生第一代传感器网络；当信息采集仍用第一代模拟传感器，控制站之间采用数字通信时，会产生第二代传感器网络；当信息采集采用第二代数字传感器或第三代智能传感器时，控制和通信采用全数字化技术，从而将产生第三代传感器网络；当信息采集采用第四代网络化智能传感器时，就产生了物联网。传感器产业化决定着物联网市场的应用前景。未来10年，物联网将有上万亿元的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。在大力发展物联网的同时，如果不发展传感器技术，则大量传感器势必要从国外进口，传感器市场被国外占有，不仪经济损失巨大，而且国家安全无保障。相反，如果在发展物联网的同时，从一开始就考虑传感器的同步、协调发展，也许开始需要多花费一些资金，但从长远看是十分有利的，因为这样既提升了国产传感器的制造水平，满足物联网的需求，保证r国内市场，同时还培养了一批传感技术人才，缩小了与国外在传感器方面的差距。4 传感器技术的低成本化发展思考传感器产业规模并非与信息技术的另两个支撑技术(计算机和通讯技术产业发展速度)并驾齐驱，甚至不相称。即使在MEMS传感技术成熟后，也没有达到器件鼎盛时期的速度，实际上也远没有出现&井喷&的预期。2011年，传感器的全球市场销售额约700亿美元，被寄予厚望的MEMS传感器尽管在MEMS市场独占鳌头，也未到100亿美元，贡献不到1／5，而半导体器件全球市场的销售额为3 000亿美元。除如手机等少量消费电子和汽车终端应用领域外，传感器基本还是国防、工业流程、能源勘／采、计量等&富贵&领域和命脉经济行业的专用品，在其他各类领域和行业，新的普及率也没有期待值高。既然用传感器总比不用好，为什么在许多领域普及度不如预期广泛呢?面对如此海量的需求前景，为什么产业规模增长未出现激增?有的领域没有成熟到使用新技术，是结构性调整迫切性不突出吗?价格降幅大，消减用量增长显现?是相关因素?其实这些都是次要原因，主要原因是使用成本高。有的领域用不起，传感器是奢侈品(如对家电产业、农业等)；有的行业觉得用传感器得不偿失，利润附加值不抵增加的使用成本，另外就是麻烦，也增加了售后服务成本。这类似于节能灯泡的推广应用，其5～8倍的普通灯泡价格，大大限制了平民百姓广泛的认同度。在信息化、网络化时代，人／物互联网要泛布全球和人类各个角落，传感器应降低身价，由奢侈品为通用品、消费品、日用品、耐用品。事实上，通过降低成本来提高性价比，换取用量激增的成功案例还是比较多的。美国AD公司的单轴加速度传感器价格过去为5美元，现在的三轴加速度传感器则为1美元左右，现在汽车、和游戏机已广泛大量采用，尤其是后两者，现在的用量已接近10亿只。图3所示是过去几年隔离液封压力传感器敏感器件在国内的价格降势图。传感器的综合成本分内、外成本，即传感器厂商的制造成本与直接用户的使用成本。制造成本追求传感器制造过程及结果的量产率、成品率、一致性，追求最大限度的单位材料、能源、人力的产出率；使用成本则是厂商以用户的成本为中心，这已经不是做单纯的传感器制造商，而是在卖产品的同时，还要以产品形式向用户提供传感器服务(如选型、安装、维护等)。传感器的制造过程是使用、占用、消耗资源最大的流程，主要包括敏感芯片／元件加工、封装／组装、检测／试验。敏感芯片／元件加工是低成本化最早、成熟度最高、最有量产规模效益的环节，该环节现在越来越多的种类已经成功移植半导体IC制造工艺，从而形成了独立的微机械加工技术&&MEMS工艺，这主要体现在：(1)单体微型化：边长与面积关系，材料利用率成几何增速；(2)基片大尺度化和单批基片数量增多，产出量和材料、能源、人力利用率成几何增速；(3)扁平化在非平面结构已有突破，如薄膜线圈；(4)设备仪器工艺控制能力出众超群，成品率、一致性、可靠性、寿命成数量级增长。(STM)是目前世界上最大的MEMS传感器制造厂商，2011年的产值为6亿多美元，8英寸线日产陀螺、加速度、压力、微麦的敏感芯片超过300万只，SMI公司6英寸片上压力敏感芯片24 000只，每只芯片切割后的边长尺寸为0．65 mm。中科院微系统所发明的一种名为&微创手术&专利，每只绝压敏感芯片切割后的边长尺寸小于0．5 mm，形似&芯粒&。这种工艺专利是顶面加工，无需支撑衬底材料，更易兼容IC工艺，单片平均价格在10美分以下。传感器制造的后道工序封装／组装、检测／试验占到整个传感器制造成本的70％以上。封装／组装是材料、能源、人力利用率最低制造流程，减小单件耗材量、缩短单件耗时率，多采用专用高速自动化设备，少用人工，改善工艺兼容性是这个环节降低成本的必然要求。传感器的使用成本对市场依附极大，涵盖了产品的选型成本、供货周期、用户产能能力、商业信誉、使用成本、维护成本等方面，但可以通过提供打包、交钥匙的服务方案，具有核心芯片、主导产品的自主可控能力，主导产品实施适度库存生产、强化新产品设计能力，缩短设计周期，提高设计正确率以及高性价比产业技术来得到解决。5 结语在国家大力推动工业化与信息化两化融合的大背景下，物联网将是工业乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。一旦物联网大规模普及，无数的物品需要加装更加小巧和智能的传感器，用于动物、植物、机器等物品的传感器与电子标签及配套的接口装置数量将大大超过目前的手机数量。仅就消费电子传感器而言，目前平均市场价格为1美元，10年后将降到0．5美元，7万亿支需求将展示超万亿美元的市场机遇。因此，中国传感器产业要为能分切全球市场大&蛋糕&准备好&切刀&，为站在靠前位置做好准备。
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你可能喜欢物联网思考：如果人是传感器，而不是被感知对象会怎样？
# 这是后赛博朋克作家撰写专栏文章对物联网的思考。论点是脸谱网的物联网模式是个噩梦：你的设备是公司派来收集你数据的间谍，并且决定从中推导出什么信息和反馈给你什么。但是还有另一种模式：物体由你拥有，代表你监测你的生活，自己保管数据。当一家公司想要与你的网络和数据互动，它向你的网络发出消息，而你的网络决定是否理睬。你是由物联网所服务的人类，而不是被一堆设备管理和牟利的东西。
物联网正在开始出现。你能看得出它才刚起步，因为我们还在使用这个笨拙的名词“物的互联网(Internet of Things)”。诸如此类的新词汇告诉你我们并不知道一件东西是什么或有什么用，就像是“无马马车”或“3D打印机”。
但关于物联网有一件事我们是知道的：它涉及到大量的传感器。当我们的计算机缩小到能被融入我们生活中的每一件小设备、工具和技术，使感知能力渗入物理对象中，报告它们的周围环境并用计算机驱动的电机、开关、杠杆、和泵作出行动，物联网就发生了。
这有点像是《》中的愿景，你的桌子注意到你饿了，与厨房和你的计步器商议过，算计出你愿意吃什么、有什么可吃、和你应该吃什么的交集，然后咣啷咣啷地走过来。在物联网土地上的初创公司都在思考如何使我们的建筑环境的“智能”，如何集成你的身体，以及如何结合这两种现象，把你周围的世界变成近乎魔法之地，一个迪士尼《美女与野兽》“”场景的高科技版本。
物联网的未来架构师们有一个共同的信念：“人”只是另一种“物”，而你通过代表他们行动、预测他们、向他们的个人网络问关于他们的重要事实，然后实时适应他们周围的世界来提供魔法。对于人类的物性假定在物联网的人类控制应用中尤为明显：防盗系统、学校行为监控、警员佩戴摄像机、假释犯电子脚铐、员工生产力跟踪器、监狱监控系统、反恐战争的摄像机、嗅探器，和大规模监控窥探。“被拘押的物的互联网”与用户的关系是敌对的——他们是敌人，它们担负的任务就是防止被他们智胜。
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即使是在所谓的“免费的东西的互联网”，人类和计算机还是敌人。医学遥测和植入物公司设想把你身体内部运作的极端私密的事实销售给数据挖掘服务和保险公司。汽车公司把他们的车辆视为收集你的驾驶数据、交通模式、以及途经道路的可感应事实的平台，把它卖给，你猜对了，数据挖掘服务和保险公司。公司认为其拖拉机是受版权保护的作品，并且它，而不是农民们，拥有车轮扭矩传感器采集的土壤密度数据(它把这个数据卖给孟山都，后者再向农民收费提供此信息)。
今天，风险投资者们对物联网的推销已经不感兴趣，除非它带了一个“生态系统”——一个应用市场和封闭渠道的附加组件和部件，它可以设置其利润率，保证持续的收入来源。这些设备正继承着喷墨打印机和视频游戏主机市场最糟糕的部分：耗材、软件，和替换部件都由原始制造商设置高价，使用技术对策防止第三方侵入其领土，也就是你的钱包。
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