電子元器件行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的機遇與挑戰(zhàn)
引言
物聯(lián)網(wǎng)的提出源于1999年。當時,美國麻省理 工學院成立Auto-ID研究中心并進行RFID技術的研發(fā)。該中心在美國統(tǒng)一代碼委員會UCC支持下, 將RFID與互聯(lián)網(wǎng)結合,提出了產(chǎn)品電子代碼(EPC)解決方案。2005年,在世界電聯(lián)報告中又明確提出 了“物聯(lián)網(wǎng) ”(InternetofThings)的概念。
目前較流行的、廣泛見諸報端的物聯(lián)網(wǎng)概念稱為 “物聯(lián)網(wǎng)”(InternetofThing),指的是將各種信息傳感設備,如射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結合起來而形成的一個巨大網(wǎng)絡,其目的是讓所有的物品都與網(wǎng)絡連接在一起,以方便識別和管理。
從物聯(lián)網(wǎng)的感知端或者說傳感網(wǎng)的角度來說,物 聯(lián)網(wǎng)是隨機分布的、集成有傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的微小節(jié)點,通過自組織的方式構成的無線 網(wǎng)絡。通過物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點中內置的傳感器可探測包括 溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等物質現(xiàn)象,故可廣泛用于軍事、城市公共安全、公共安全、安全生產(chǎn)、智能交通、智能家居、環(huán)境監(jiān)控等領域。
物聯(lián)網(wǎng)的應用有三個層次,一個是傳感網(wǎng)絡,即以二維碼、RFID、讀寫器、傳感器為主,實現(xiàn)“物”的識別;二是傳輸網(wǎng)絡,即通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計算;三 是應用網(wǎng)絡,即輸入輸出控制終端,包括手機等終端。 其結構見圖1所示。
1 電子元器件在物聯(lián)網(wǎng)中的應用
物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的行業(yè)包括電子、軟件和通信行業(yè),通過電子產(chǎn)品標識感知識別相關信息,通過通信設備和服務傳導傳輸信息,最后通過計算機處理存儲信息。
物聯(lián)網(wǎng)的建立和發(fā)展將帶動新型電子信息元器件、儀器裝備如傳感器、RFID、通訊器件網(wǎng)關、路由器等無線機電產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
作為元器件行業(yè),抓住調結構、促升級、大力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的機遇才是根本。如物聯(lián)網(wǎng)、新能源、智能電網(wǎng)以及高鐵建設等,都會給元器件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供推動力。此外,智能終端的飛速發(fā)展也給相關元器件帶來極大機會,有數(shù)字顯示,到2012年,我國智能手機的市場份額將占國內手機市場的40%,將帶動 SIM卡的封裝、電聲器件、傳感器件、PCB等上游產(chǎn)業(yè)受益。
未來幾年,物聯(lián)網(wǎng)將不斷滲透到社會生活中去,包括智能交通、智能城市、環(huán)境保護、公共安全、智能電網(wǎng)等眾多領域,也將帶動電子元器件、軟件、芯片及服務等產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。根據(jù)有關研究機構的預測,到2011年,物聯(lián)網(wǎng)相關的嵌入芯片、傳感器、無線射頻的“智能 物件”數(shù)目可能超過1萬億個。在近日深圳召開的第 23屆元件百強論壇上,無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院戰(zhàn)略部的韓夏在談到“中國元件制造業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)時代的機會"時透露,上海浦東機場一期工程的35公里圍欄建設工程程,大概需要3萬多個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,而每個節(jié)點由各種 各樣傳感器及其他電子器件構成。
物聯(lián)網(wǎng)將把元器件行業(yè)帶入寬廣的“藍?!?,據(jù)測算,到2015年接入互聯(lián)網(wǎng)的嵌入式設備將達到150 億臺,而每臺設備都具有智能化的功能,并帶有芯片和操作平臺,能實現(xiàn)與其他設備間的無縫通信和數(shù)據(jù)交換。
傳感器是電子信息裝備制造業(yè)中的基礎類產(chǎn)品, 是重點發(fā)展的新型電子元器件中的特種元器件,處于物聯(lián)網(wǎng)的感知層,是物聯(lián)網(wǎng)應用最為廣泛的元器件。表1所列是物聯(lián)網(wǎng)中應用的傳感器。
一切都似乎回到一張“網(wǎng)”上,而元器件就是我們 精心編織這張網(wǎng)中所必需的節(jié)點。
2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)應用
針對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,西安創(chuàng)聯(lián)電氣及時調整 產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)品結構,在做好傳統(tǒng)產(chǎn)品的同時,大力 培養(yǎng)發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)品及配套基礎產(chǎn)品,從現(xiàn)有產(chǎn) 品及所屬的領域來看,在物聯(lián)網(wǎng)方面的應用產(chǎn)品主要 有:氣體報警器、超聲電機、射頻連接器、光纖及光纖連接器、厚膜混合電路、射頻電源模塊、位移傳感器、陶瓷壓力傳感器及電子漿料、基礎元器件的配套等,可為物聯(lián)網(wǎng)的設備、連接與通信等整機行業(yè)提供很好的配套支撐服務。
2.1 感知層應用
傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)最基礎的連接和管理對象,是感知層的核心。它是把各種非電量轉換成電量的裝置。物聯(lián)網(wǎng)關注的是傳感器的實際應用,比如氣體報警器,特別是有害氣體報警器,在安防系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代的作用。
現(xiàn)以西安創(chuàng)聯(lián)電氣生產(chǎn)的HX8000-16氣體檢測 報警控制器的應用為例來進行說明。由于可燃氣體的泄漏而引發(fā)的火災、爆炸等事故時有發(fā)生,給人民的生命財產(chǎn)造成了極大的損失,所以,對可燃氣體泄漏進行檢測報警,防患于未然,是減少事故,避免損失的積極措施。
HX8000-16氣體檢測報警控制器是用于監(jiān)測可燃氣體泄漏的燃氣安全裝置,主要由HX-I氣體檢測 報警儀.HX16-I變送器和其他附加設備組成,可同 時檢測十六個監(jiān)測點(可要求進行擴展)的可燃氣體 濃度。變送器安裝在有可能發(fā)生可燃氣體泄露的場 所(即需要監(jiān)測的現(xiàn)場),控制器則安裝在監(jiān)控中心或 值班室。變送器實時監(jiān)測現(xiàn)場空氣中可燃氣體的濃 度并把數(shù)據(jù)信號送往控制器進行處理,當發(fā)生可燃氣 體泄漏且其濃度達到控制器設定的報警濃度時,控制 器開始發(fā)出聲、光報警以提示工作人員采取相應的安 全措施,同時啟動相關的聯(lián)動設備,以避免發(fā)生事故, 保障安全生產(chǎn)。
本裝置適用于可燃氣體的使用和儲存場所,包括工業(yè)與民用建筑、石油化工、冶金、交通、鍋爐房等領域。
2.2 傳輸層
光纜由于采用緊套設計、芳綸加強,故其強度高、柔軟、彎曲性好,損耗低、頻帶寬、易擴容、通訊容量大、保密性能好、體積小重量輕,適用于局域網(wǎng)、短距離、長距離的專用通訊網(wǎng)和計算機通訊網(wǎng)等數(shù)據(jù)和圖
像的傳輸。光纖活動連接器采用推拉式結構、連接取 卸快速、連接可靠,適用于光纖接入網(wǎng)、光纖CATV、 光纖局域網(wǎng)、各類光纖通信系統(tǒng)。
西安創(chuàng)聯(lián)電氣公司是我國研制、生產(chǎn)電連接器的 大型骨干企業(yè)之一,是我國軍用射頻同軸連接器的核 心企業(yè),是電連接器行業(yè)協(xié)會副理事長單位。主要產(chǎn) 品包括射頻連接器、圓型連接器、矩形連接器、印制電 路連接器、集成電路插座、板形插頭座、接線端子專用 連接器、電纜組件等。公司緊跟市場發(fā)展,積極開發(fā) 物聯(lián)網(wǎng)應用的集成化電子元器件和基于M2M無線 射頻技術傳輸網(wǎng)絡應用的新型高頻傳輸電子接插件。 先后研制出射頻開關、無線傳輸模塊用射頻電纜等產(chǎn) 品。同時也積極參與通信終端設備企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)技 術的新品開發(fā),先后參與武漢凡谷的RFID項目研 制、華為與中國聯(lián)通推出的首款車載移動智能3G終 端的射頻連接器開發(fā)、華為賽門鐵克的無線路由器開 發(fā)等等。公司正在不斷通過新品開發(fā),緊跟物聯(lián)網(wǎng)市 場發(fā)展,準確把握市場動態(tài),形成新的市場增長點,同 時也為企業(yè)的不斷發(fā)展注入了活力。公司是我國混 合集成電路研發(fā)與生產(chǎn)的大型支柱企業(yè)和中國混合 集成電路行業(yè)協(xié)會理事長單位。主導產(chǎn)品有室內分 步無源器件系列產(chǎn)品、干線放大器系列產(chǎn)品、軍用射 頻微波系列產(chǎn)品、厚膜混合集成電路類系列產(chǎn)品等六 大類,是華為、中興通訊、大唐電信、虹信、京信、長虹、海信、TCL、康佳等企業(yè)的主要供應商,其產(chǎn)品可廣 泛應用于無線終端的連接,在物聯(lián)網(wǎng)中的傳輸層發(fā)揮 著巨大的作用。
2.3 控制應用層
超聲電機是國內近幾年發(fā)展起來的一種新型的 直接驅動型電機,是利用壓電陶瓷的逆壓電效應產(chǎn)生的超聲振動,它可將材料的微觀變形通過機械共振放大和摩擦耦合轉換成轉子的宏觀運動。由于超聲電機具有功率密度大、低速大扭矩、無電磁噪聲、電磁兼容性好、、斷電自鎖等特性,而且易實現(xiàn)小型化和多樣化,故將廣泛應用于自動庫房卷閘門、大棚蔬菜自動保溫簾、自動感應出入門、數(shù)碼相機伸縮鏡頭等領域。
今后,結合物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將加強傳感器、敏感材料及其它相關配套產(chǎn)品的研究和攻關,深入研究批量生產(chǎn)技術、測試技術和可靠性技術,加強技術創(chuàng)新、優(yōu)化產(chǎn)品結構、提升企業(yè)產(chǎn)品的技術競爭力,使已經(jīng)具備現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化基礎的產(chǎn)品在不久將來成為市場的寵兒。
3 結語
電子元器件及其組件屬于電子信息產(chǎn)業(yè)的中間 產(chǎn)品,介于電子整機行業(yè)和原材料行業(yè)之間,其發(fā)展 的快慢、所達到的技術水平和生產(chǎn)規(guī)模,直接影響著 整個電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且對發(fā)展信息技術,改 造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),提高現(xiàn)代化裝備水平,促進科技進步都具有重要意義。
未來的10?20年,將是我國新型電子元器件技術得到全面、協(xié)調、持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略機遇期,也是我國電子元器件產(chǎn)業(yè)必須緊緊抓住時機,并且可以大有作為的重要發(fā)展期。因而,需要加快科研成果的轉化,加快新型電子元器件特別是傳感器的產(chǎn)業(yè)化,迅速提高國產(chǎn)化市場占有率,縮小與發(fā)達國家的差距。
電子元器件企業(yè)只有不斷創(chuàng)新,才能滿足整機企 業(yè)日新月異的需求;必須抓住新興產(chǎn)業(yè)的機遇,才是根本;必須秉承配好套、服好務的宗旨,積極發(fā)揮好元器 件配套企業(yè)的優(yōu)勢,才能在新興產(chǎn)業(yè)得到更大的發(fā)展。