欢迎来到西安泰恒电子有限公司!

新闻动态

当前位置:网站首页 >> 新闻动态 >> 行业新闻

一文看懂传感器如何改变我们生活!

发表时间:2018-06-01 15:37:58    浏览量:448

到2020年,将有数百亿的数据传输设备连接到互联网上。他们已经改变了我们的生活和工作方式。

IBM的Almaden实验室是技术人员的圣地。在圣何塞南部的一座山上的700多英亩的草地上,科学家们已经申请了数千项专利。他们赢得了图灵和诺贝尔奖。大约60年前,他们开创了第一个庞大的磁盘驱动器。从那时起,他们就一直在不断推动小型化再小型化,所以现在即使是最小的设备也能收集和存储数据。

 

今天,Big Blue正在把这种微小的技术应用到工作中,开发一种多用途的气体传感器,可以帮助机场检测和跟踪生化威胁,确定你冰箱里的牛排是否已经损坏,甚至仅仅通过分析你的呼吸就能诊断出各种疾病。

像这样的传感器正在推动一种相对新的科技趋势--物联网。从本质上说,这个令人尴尬的流行语中提到的"事物"是嵌入了传感器的机器,它们收集、存储和分析数据。而且由于它们都与互联网相连,他们可以上传数据进行进一步的处理,下载更新的软件,并且能被远程控制。

 

国际研究公司Gartner估计,到去年年底,有38亿人在智能汽车、烟雾探测器、门锁、工业机器人、街灯、心脏监测器、火车、风力涡轮机、甚至网管和烤箱中联网。Gartner估计,到2020年,这些智能设备将有250亿部,将少量的数据传输到云端和彼此之间。思科即将离任的首席执行官约翰•钱伯斯(John Chambers)大胆地宣布,未来5年内将有500亿部联网设备上市,总市值将达到19万亿美元。在这个领域的另一个领导者,西门子,已经说过这些聪明的东西开始为第四次工业革命提供动力(在蒸汽、电力和有线计算机之后)。

 

当然,其中一些是炒热的。在最新的科技潮流中,总会有一定程度的炒作。还记得射频识别标签吗?他们将改变世界。

 

我们和这个美丽新世界之间是存在一些技术障碍的。

 

首先是语言障碍。智能家居设备--这是互联网上比较发达的领域之一--目前使用的是无线语言的Babel,这取决于制造商。你家的恒温器和暖通空调系统可以在蓝牙、冰箱和咖啡机、Z-Wave的锁和百叶窗以及WiFi的烟雾探测器上进行通信。另外,理解这些机器产生的数据--更不用说找到存储giga-, tera-, exa-甚至zettabytes的空间--这是一个巨大的挑战。安全问题一直是人们关注的焦点。一位IT专家最近演示了他如何能轻易地侵入一个无线电频率控制的胰岛素泵,并远程给一个糖尿病人注射致命剂量。其他专家声称,如果黑客有动机的话,他们可能会使用智能汽车上的软件来控制他们的速度、刹车和转向。

 

但技术上的挑战,尽管令人望而生畏,但却比法律、社会和监管部门更让内部人士担忧。因为这些传感器嵌入的机器将极大地增加我们能发现的彼此之间的信息,它们可能会导致所谓的"老大"和"小弟"的问题。

首先,谁拥有这些数据?你的健身追踪器收集的个人信息是否属于你或制造商?执法人员是否能够在刑事调查中获取车辆数据?车主们会希望他们的车在每一次车祸后自动提醒当局和保险公司吗?

 

新的cisco制造的传感器可以在矿工佩戴时探测到威胁生命的气体。其他人可以感觉到,如果工人(比方说,在油田或大型建筑工地)正在移动或仍然可能受伤。但他们也可以帮助雇主准确地确定员工的工作时间和地点。

 

即使面临如此棘手的问题,这些智能机器已经在改变各种领域,如医疗保健和制造业、城市规划、交通和发电、农业和家庭管理。这些设备本身可能是微型的,但它们在我们的生活和工作方式上造成了巨大的变化。

 

家庭和办公

冰箱会在牛奶洒落的时候发信息提醒我们;我们躺在床上就能够打开咖啡机……类似的很多事情都将在未来十年或十年以上实现。尽管智能家电在过去几年里一直主宰着拉斯维加斯的消费电子产品展(CES),但尚未出现任何单一产品或主导品牌。RNR市场研究公司估计去年这个市场价值200亿美元,内部人士将这个快速增长的市场描述为一个充满活力且混乱的市场。

Nest恒温器是迄今为止最具突破性的产品,尤其是在节省功耗省电方面。 由于设计简洁,界面比现有的可编程温度调节器简单,并且有来自谷歌的支持(谷歌在2013年给予32亿美元的启动资金),Nest在加拿大,英国和美国一直备受关注。恒温器更多的是控制你家的能耗,而不是被你家的电器、灯具、电视机、电脑音响套装所消耗。 Nest声称其设备可以通过熟悉用户的日常使用习惯,然后自己进行编程设置,并让用户可以通过手机来进行控制家用电器。 这样一来,可以为用户节省20%的电能。

 

其他的产品更多的是在新奇。今年的CES展的一大亮点是Tagg,Tagg可以远程追踪你的狗或猫的位置的。3月,亚马逊宣布推出一款品牌按钮,你可以在自己的房子周围贴一圈,让你可以随手来订购洗衣粉和手纸等生活用品。还有布拉德(Brad),一个聪明而又有需要的烤面包机,在他的网络中与其他的烤面包机进行检查对比,看看他们有多少动作,如果他觉得被忽略了,就会自己动起来提醒你。

有一些传统的公司提供完整的解决方案。总部位于新泽西的Crestron公司建立了定制的系统,客户可以从他们的平板电脑上管理他们的安全、能源使用、照明、暖通空调和娱乐系统。而英格索兰最近开始在Nexia品牌下提供一套廉价的家庭控制产品。

 

当然还有苹果。它已经宣布了HomeKit的发布,该平台希望智能家居领域的开发者可以使用它来创建设备控制应用程序。其目的是为该行业提供一个网关,一种通用语言。苹果公司通常只在具有巨大潜力的市场上投资,而RNR的数据显示,到2020年,智能住宅市场可能会增长到600亿美元。

 

办公大楼也发生了变化。都是针对最低限度的效率和员工的方便。例如,思科从四个地点控制了全球300座建筑的核心功能,包括气候、电力使用和安全。该公司预计,当一位高管开车进入车库时,会自动发出信号,让电梯来接她,并打开她办公室的灯。

 

拥有复杂的内部控制气候的建筑已经变得更加普遍。例如,曼尼托巴水电(Manitoba Hydro)的新摩天大楼有一个巨大的天然湿润器--一个潮湿的房间,几层楼高,充满了热带植物,还有一个与管道相连的水,这些管道可以在整个建筑中输送潮湿的空气。系统知道什么时候打开和关闭百叶窗,或者让阳光进来(从免费的太阳热中获益)或者保持它。

 

城市

如今,世界上一半以上的人口居住在城市中心,到2050年,几乎三分之二的人将居住在城市中心,这意味着有25亿的城市居民将在城市居住、使用和运输。对于今天的城市来说,这是一个噩梦般的场景,因为交通、雾霾、犯罪、堆满垃圾的垃圾桶以及低效率的照明,占了城市电力预算的四分之一到一半。但目前正在测试的技术将帮助未来的城市更好地应对即将到来的移民问题。

制造业

位于宾夕法尼亚州约克市的哈雷-戴维森摩托车厂建于1973年,是典型的流水线操作。但六年前,它得到了思科的高科技更新。现在,一系列与所谓的制造执行系统相连的传感器,从工厂的地板上收集数据,以查明任何问题。当发现后面的挡泥板阻碍了这个过程时,管理人员改变了布局,使零件直接流向生产线,而不是手工收集和移动。在另一个房间里,传感器可以分辨出空气流动、湿度是否最佳,并在必要时对其进行修正。这个系统并不便宜。

一位分析师称,将一个制造执行系统安装到单个工厂的成本在50万美元到100万美元之间。但是根据SAP(提供哈雷工厂的软件),工厂现在可以多生产出25%的自行车,工人减少30%。它可以在短短6个小时内完成交付,而不是在21天内交付1700辆自行车。

在德国,西门子的安伯格工厂每年生产近1200万台可编程逻辑控制器。(PLC是一个交换机,可以控制各种各样的系统,如游船、滑雪缆车和组装线。)在整个制造和装配过程中嵌入的微型传感器帮助公司几乎消除了缺陷:它声称其PLCs是完美的99.99885%的时间。

更大的"可视性"--从传感器到智能手机和平板电脑的即时信息--也使得机器的停机时间大大减少,因为经理们可以在爆炸之前发现瓶颈和现有的或即将到来的维修问题。埃森哲最近报告说,物联网技术可以将平均维修费用削减12%,维修费用减少30%,停工时间减少70%。它还可以通过智能能源管理系统节省电力成本,这是工厂的主要开支之一。电价会自动纳入机器的工作时间表,允许工厂避免价格高峰。

通用电气(GE)董事长杰夫•伊梅尔特(Jeff Immelt)曾经说过的:"如果你昨晚作为一家实业公司去睡觉,你将会在今天早上醒来,成为一家软件和分析公司。"

交通

新款特斯拉电动轿车的零售价为7万美元。此外,它还能在不到4秒的时间内以每小时100公里的速度让人羡慕,它能在一次充电中达到435克。如果你的果汁喝得很低,汽车的导航系统会把你带到最近的充电站。埃龙·马斯克(Elon Musk)的最新一代汽车配备了自动驾驶仪(Autopilot),它使用了摄像头、雷达和360度声纳传感器的组合,自动驾驶在开阔的道路上,在停停的交通中,不仅能找到,还能找到平行的停车位。这款相机还可以读取速度限制,并警告司机减速。远离你的车道和司机的座位。

而且特斯拉的情况一直在变好,多亏了内部联网软件,它向公司的工程师发送了源源不断的数据。自汽车发布以来,程序员们已经对软件进行了几次升级,以提高软件的范围,使其能够在其他车辆处于盲点时警告驾驶员,并在另一辆车接近时自动将高光束调暗。

所有这些都是说,你的汽车是静止的,它的功能在销售点,正在快速地后退。梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)等老牌公司也将推出智能汽车。在硅谷的研究中心,一个工程师和程序员团队正在完善一个模型,该模型可以与智能手机交互,收集你的约会信息,并提出到达目的地的路线,并显示实时交通信息。今年5月,Freightliner(戴姆勒公司的子公司,与奔驰公司一起)获得了世界上第一辆机器人卡车的内华达州牌照,该公司已经在该州道路上进行了15,000公里的测试(尽管是与一名操作员一起驾驶)。

研究公司高德纳(Gartner)估计,到2020年,全球道路上的联网汽车将达到2.5亿辆,其中许多汽车能够自动驾驶。每年有800万起交通事故,130万起撞车事故;思科公司的Smart联网车辆部门已经提出,自动驾驶汽车可以消除多达85%的正面碰撞。他们也可以帮助缓解交通,因为他们可以相互交流他们的位置,因此比人类驾驶的车辆更接近。交通专家称之为"连"包装更多的汽车到相同的道路太空可能帮助拯救司机至少900亿小时的他们现在每年花在堵塞,产生了2.2亿吨的碳排量和浪费了至少1万亿美元的燃料成本和生产力损失。

航空航天

航空工业一直迟迟不采用新技术--例如,美国的空中交通管制系统,仍然运行于上世纪70年代建造的摇摇摇摇的计算机基础设施。从某种程度上来说,这是可以理解的:当我们谈论3万英尺高的大型移动设备时,技术故障的后果是非常可怕的。

但事实是,这种技术可以防止像德国之翼(Germanwings)这样的悲剧发生--一名不安的副驾驶锁定了机长,并故意飞进了法国的航空公司--已经存在了,这使得它变得更加毫无意义。飞机早就装备了传感器,可以收集燃料效率、高度、位置和维修问题的数据。但这些数据通常只是在飞机着陆后才进行处理。随着连接和数据处理软件的进步,没有理由不能发送和解析中飞行。同样的技术也可以用来在危机情况下覆盖飞行员,比如德国之翼,或者更频繁地加载每架飞机的位置--这将极大地帮助马航370航班的搜寻工作。

但变化正在慢慢到来。飞机引擎中的传感器现在可以通过测量喷气式发动机的排气温度来检测和分离出发展中的问题,在飞机还在空中的时候,就可以与飞行员和地面人员进行交流。

在效率方面,通用电气开发了一种工具,可以测量燃油的使用,并巧妙地移动机翼的襟翼(包括其他东西),以减少不必要的阻力。这项技术帮助意大利航空公司在一年内减少了1%的燃料消耗。由于全行业的燃料支出每年徘徊在300亿美元左右,即使是如此小的节省也很可观。

铁路行业也正在慢慢走向现代化。英国的网络铁路公司和Cisco公司正在安装传感器,并在轨道旁边安装传感器,以通知中央指挥中心,如果他们需要维修,或者受到附近山体滑坡或洪水的威胁。这将减少目前用于铁路检查的约130万小时。

纽约的通勤者们用互联网来感谢短途通勤。该市的Canarsie地铁线最近安装了siemens轨道和火车,它可以精确定位比老式自动闭塞信号系统更精确的位置(它使用了trackside灯来告诉列车在通过定点时停止和前进)。因为智能轨道知道火车的确切位置,这就意味着火车之间的间隔不需要那么大,可以让更多的列车在繁忙的航线上运行,每小时26次,而不是15次。

航运也参与进来了。德国在二战后的经济奇迹中,德国主要的港口城市汉堡-能勒,近年来面临着几个与此有关的问题。每天抵达港口的550辆卡车中,有许多都在等待船只驶入港口的长队中闲置了数小时,或者停泊在港口附近的居民区,因为港口地区的港口很少。每年有1万艘船在那里卸货,经常发生的情况是太多的船只同时到达,堵塞了相对较小的港口。考虑到其地理位置的历史悠久,人口密度高,扩张并没有出现。现在,多亏了思科和SAP的一个项目,这些船只和900万个集装箱通过港口传送(并不断更新)他们的准确到达时间,所以卡车可以安排及时的接送和货运。卡车司机甚至可以远程预订泊车位,这样他们就不会开车四处寻找停车位或堵塞城市的其他地方。

医疗

旨在帮助婴儿潮一代居住的技术越来越繁荣。这并不令人意外,近15%的加拿大人现在65岁或更老,这一比例预计在20年内将上升到23%。新一代的传感器可以判断住在家里的病人病情是否恶化,并立即与他们的医疗团队沟通。

能源

农业

尽管我们可能拥有普通家庭农场的田园风光,但农民一直都是技术的早期采用者--毕竟,任何能帮助他们从土地上获得的微薄生计的东西都是一件好事。