蘋果新一代手機(jī)iPhone6和智能手表的亮相，讓全球眾多蘋果手機(jī)的追隨者又有了一次徹夜排隊(duì)的理由。賦予蘋果手機(jī)越來越強(qiáng)大功能的，不僅是越來越強(qiáng)大的芯片，更重要的是手機(jī)上越來越多、越來越精良的傳感器。

數(shù)年前，當(dāng)喬布斯拿著蘋果手機(jī)“晃一晃”就可以讓它有所反應(yīng)的時候，手機(jī)的智能化時代真正開始了。幾年后，手機(jī)從一種通訊工具變成了一個人們離不開的伙伴。

讓手機(jī)具備這樣“魔力”的，是觸摸屏、陀螺儀、加速度計等各式各樣的傳感器。

——觸摸屏是一種電容觸摸傳感器。用于感受手機(jī)位置和運(yùn)動的，是陀螺儀和加速感應(yīng)器。當(dāng)你接電話把耳朵貼到屏幕上時，讓屏幕變暗并關(guān)閉觸摸屏的是紅外線接近傳感器。根據(jù)環(huán)境光線強(qiáng)弱自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的，是環(huán)境光傳感器。當(dāng)然，還有用于導(dǎo)航的“指南針”——磁阻傳感器，以及用光電傳感器制作的攝像頭。

在9月9日的發(fā)布會上，最大的亮點(diǎn)還是蘋果在傳感器運(yùn)用上的突破。iPhone6手機(jī)增加了集合多種傳感器的動作協(xié)感應(yīng)器，可以用來測量海拔高度的氣壓傳感器，可以實(shí)現(xiàn)指紋支付的近場通訊模塊和指紋傳感器。iWatch背后的四個環(huán)狀傳感器，原理是通過LED光照射到皮膚上形成反射，以此判斷血管的運(yùn)動、檢測佩戴者的脈搏。

不僅僅是手機(jī)，在汽車、家用電器、可穿戴設(shè)備上，以及工業(yè)自動化領(lǐng)域，越來越多的傳感器成為機(jī)器的“耳目”。

普通公眾了解甚少的是，即將給人們生活方式帶來更大變化的物聯(lián)網(wǎng)，其最核心的基礎(chǔ)技術(shù)也是傳感器。有科學(xué)家預(yù)言，傳感器將像“人體的五官”一樣，在未來充滿各個領(lǐng)域和空間。

當(dāng)下，隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的開啟，各式各樣的傳感器正成為無處不在的神經(jīng)元，全球?qū)τ趥鞲衅鞯男枨笠查_始呈現(xiàn)爆發(fā)性的增長。但是，在這一次盛宴開啟的前夜，業(yè)界又遺憾地發(fā)現(xiàn)，中國似乎又落伍了。

在德國的博世，美國的霍尼韋爾、飛思卡爾這些傳感器巨頭享受它們“厚積薄發(fā)”帶來的收益時，中國企業(yè)如何從中分一杯羹？

模仿人體五官

“傳感器就好像是人的五官。”中科院微系統(tǒng)所傳感技術(shù)聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李昕欣對記者說，人類在計算機(jī)的時代，解決了大腦的模擬問題，相當(dāng)于用0和1實(shí)現(xiàn)了信息的數(shù)字化，利用布爾邏輯解決問題；現(xiàn)在是后計算機(jī)時代，開始模擬五官。

傳感器（transducer、sensor）往往又被稱為換能器，功用是把其他信息轉(zhuǎn)換為電信號。它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求?？梢哉f，是傳感器讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。

傳感器的發(fā)展，最早是來自工業(yè)自動化的推動。

出于提高效率的目的，工業(yè)生產(chǎn)開始由中央控制室控制各個生產(chǎn)節(jié)點(diǎn)上的參量，包括流量、物位、溫度和壓力四大參數(shù)，催生了傳感器的發(fā)展。這個趨勢從上世紀(jì)70年代開始，到現(xiàn)在也是傳感器應(yīng)用最多的一種形式。

清華大學(xué)精密儀器系教授董永貴告訴記者，在傳感器這一概念“出現(xiàn)”之前，早期的測量儀器中其實(shí)就有傳感器，只不過是以整套儀器中一個部件的形式出現(xiàn)。所以，中國在1980年以前，介紹傳感器的教科書叫做“非電量的電測量”。

傳感器概念的出現(xiàn)其實(shí)是測量儀器逐步走向模塊化的結(jié)果。此后，傳感器從整套儀器系統(tǒng)中獨(dú)立出來，單獨(dú)作為一個功能器件進(jìn)行研究、生產(chǎn)、銷售。

根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，將被測信號量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。

化學(xué)傳感器則是以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器。近年來，出現(xiàn)了利用各種生物特性做成的生物型傳感器，用以檢測與識別生物體內(nèi)化學(xué)成分。

在董永貴看來，嚴(yán)格來說傳感器不算是一個單純的學(xué)科方向，因?yàn)楦鱾€學(xué)科都有研究傳感器的。依據(jù)新發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象、化學(xué)效應(yīng)制造的新的傳感器，實(shí)際上是對別的專業(yè)基礎(chǔ)研究成果的二次開發(fā)。

他說，伴隨電子電路技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的測量問題集中到了傳感器這一環(huán)節(jié)上。最終，傳感器的性能決定了整套測量儀器的性能。“這是傳感器發(fā)展最重要的推動力。”

“模擬人的五官”，只是傳感器的一個比較形象的說法。傳感器技術(shù)發(fā)展相對成熟的，還是工業(yè)測量中經(jīng)常用到的如力、加速度、壓力、溫度等物理量。對于真實(shí)人的感覺，包括視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺，從傳感器的角度來看，大部分不是很成熟。

“視覺、聽覺可認(rèn)為是物理量，相對好一些，觸覺就比較差一些，至于嗅覺及味覺，由于涉及到生物化學(xué)量的測量，工作機(jī)理比較復(fù)雜，遠(yuǎn)未達(dá)到技術(shù)成熟的階段。”他說。

傳感器的市場，其實(shí)是由應(yīng)用推動的。比如，化學(xué)工業(yè)中，壓力、流量傳感器市場相當(dāng)大；汽車工業(yè)中，轉(zhuǎn)速、加速度等傳感器市場非常大?；谖㈦娮訖C(jī)械系統(tǒng)（MEMS）的加速度傳感器現(xiàn)在技術(shù)較為成熟，對汽車工業(yè)的需求拉動功不可沒。

MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystems）是指可批量制作的，集微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器、通信等于一體的微型器件或系統(tǒng)。它體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高，適于批量化生產(chǎn)，易于集成和實(shí)現(xiàn)智能化，同時也能實(shí)現(xiàn)某些傳統(tǒng)機(jī)械傳感器所不能實(shí)現(xiàn)的功能。

谷歌已經(jīng)花費(fèi)了五年的時間來研發(fā)無人駕駛汽車。這些汽車上已經(jīng)沒有了加速踏板、剎車踏板和后視鏡，而是通過內(nèi)部的傳感器和車載電腦來控制汽車的運(yùn)行。

在各類傳感器的幫助下，過去屬于人與人之間的互聯(lián)網(wǎng)，延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間。

1999年，在美國召開的移動計算和網(wǎng)絡(luò)國際會議就提出，“傳感網(wǎng)是下一個世紀(jì)人類面臨的又一個發(fā)展機(jī)遇”；2003年，美國《技術(shù)評論》提出傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將是未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首。

2005年國際電信聯(lián)盟（ITU）發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。該報告指出，無所不在的“物聯(lián)網(wǎng)”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過因特網(wǎng)主動進(jìn)行交換。射頻識別技術(shù)（RFID）、傳感器技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。

美國權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測，到2020年，世界上物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)，跟人與人通信的業(yè)務(wù)相比，將達(dá)到30比1，因此，“物聯(lián)網(wǎng)”被稱為是下一個萬億級的通信業(yè)務(wù)。

“以前是我們找客戶去推薦M2M（機(jī)器對機(jī)器）業(yè)務(wù)，現(xiàn)在是客戶來找我們，是否能夠提供合適的解決方案。”美國電話電報公司（AT&T）商業(yè)解決方案M2M業(yè)務(wù)開發(fā)部門業(yè)務(wù)總監(jiān)肖恩·霍蘭（SeanHoran）告訴財新記者。

M2M就是把物與物聯(lián)系起來，以達(dá)到人與物、物與物的實(shí)時交流，是物聯(lián)網(wǎng)的最直接實(shí)現(xiàn)方式。

M2M技術(shù)，可以在運(yùn)輸過程中確保昂貴貨物的安全，可以為運(yùn)輸中的冷藏貨柜監(jiān)測位置和溫度，可以遠(yuǎn)程診斷發(fā)動機(jī)的狀態(tài)，車主還可以實(shí)時接受導(dǎo)航和交通信息。

根據(jù)AT&T的評估，到2020年，全球M2M的連接數(shù)量將達(dá)到500億。實(shí)際上，隨著M2M解決方案的日漸成熟，通信、傳感設(shè)備成本的下降，物聯(lián)網(wǎng)將逐步滲入各個行業(yè)。

汽車、機(jī)械、大型設(shè)備等機(jī)器的全球互聯(lián)，利用新的分析技術(shù)和商業(yè)智能解決方案，可以從海量數(shù)據(jù)中抽取出更多有價值的信息，也可以為客戶提供更多的增值服務(wù)。

“物聯(lián)網(wǎng)最核心、最基礎(chǔ)的就是傳感器。”中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心主任葉甜春對記者說，沒有傳感器就沒有辦法讓機(jī)器自動感知信息。正是因?yàn)橛辛藗鞲衅骷尤刖W(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的概念才被提出來。