赛迪：2021赛迪顾问工业智能传感器白皮书_23页_6mb

工业智能传感器白皮书总结

核心内容

工业智能传感器是工业互联网领域的重要组成部分，具有信息采集、处理、交换、存储等功能，集成了传感器、通信芯片、微处理器、驱动程序和软件算法等，是智能制造、机器人、工业互联网、车联网、无人驾驶和智慧城市等技术发展的核心支撑。

主要观点

• 工业智能传感器是工业4.0和智能制造发展的重要推动力，随着工业互联网的快速演进，其应用需求日趋细分和垂直化。
• 工业智能传感器的发展受到技术进步、市场需求和政策支持的共同推动，具有小型化、网络化、数字化、低功耗、高灵敏度和低成本等发展趋势。
• 传感器技术的演进推动了工业互联网终端的变革，也促进了工业智能传感器在多领域中的广泛应用。
• 工业智能传感器的应用场景涵盖工业现场生产过程优化、企业运营及产品优化、社会化生产资源优化配置与协同等。
• 工业智能传感器在工业互联网中扮演着关键角色，为实现数据驱动的智能决策提供了基础支持。

关键信息

1. 工业智能传感器的结构

工业智能传感器通常由传感单元、计算单元和接口单元组成，其结构形式包括：

• 模块式：将传感器、信号调理电路和总线接口微处理器组合成一个整体。
• 集成式：在同一块芯片上集成敏感元件、信号调理电路、接口电路和微处理器。
• 混合式：将传感器各环节集成在数块芯片上并封装在一个外壳中。

2. 工业智能传感器的种类

工业智能传感器按检测原理、转换方式、输出信号形式等可分为以下类型：

• 按检测现象：生物、化学、电、电磁、温度、磁性、机械运动等。
• 按转换原理：物理型、化学型、生物型。
• 按测量类型：声学、生化、电学、磁学、光学、热学、力学等。
• 按作用形式：主动型、被动型。
• 按输出信号形式：数字型、模拟型。

3. 工业智能传感器的应用领域

• 压力传感器：广泛应用于汽车、工业、航空航天、能源电力等领域。
• 液位传感器：分为接触式和非接触式，非接触式在复杂环境下更具优势。
• 温度传感器：从传统分立式发展到智能温度传感器，具有高精度、高可靠性等优势。
• 光电传感器：分为CMOS和CCD两种技术，CMOS因其低成本、低功耗而广泛应用。
• 编码器：用于测量角位移和直线位移，分为增量式和绝对式。
• 接近传感器：用于非接触式检测，市场增长稳定，欧姆龙占据主导地位。
• 超声波传感器：适用于状态监测、预测性维护，具有高稳定性、抗干扰能力。
• 加速度传感器：用于姿态检测、运动检测，需与陀螺仪、磁传感器协同使用。
• 流量传感器：涵盖气体和液体流量测量，MEMS技术推动其微型化、智能化发展。
• 视觉/图像传感器：CMOS和CCD技术分别适用于不同应用场景，如工业自动化、医疗、消费电子等。
• 磁传感器：通过磁场检测实现对电流、位置、方向等参数的测量，未来将向微型化、集成化、智能化发展。

4. 全球市场分析

• 2020年全球智能传感器市场规模达到358.1亿美元，占总体市场的22.3%。
• 美国、欧洲是主要生产基地，亚太地区（尤其是中国）增长迅速。
• 压力、液位、温度、光电、编码器、接近、超声波、流量、视觉/图像等产品类型占据市场主导。
• 应用领域集中在生命科学与健康、机械加工制造、汽车、能源电力、石油天然气等。

5. 企业布局

• 全球工业智能传感器企业主要集中在亚太地区，其中中国企业分支机构占亚太地区90%以上。
• 中国主要分布于华东（43%）、中南（25%）、华北（15%）、西南（10%）、西北（7%）等区域。
• 上海、北京、深圳是企业集中度最高的城市。

6. 发展展望与建议

• 工业智能传感器将向工业智能感知系统加速演进，形成从边缘设备到云服务的完整生态。
• 未来工业智能传感器将更加注重安全性、可靠性、智能化、低功耗等特性。
• 建议企业把握工业互联网发展趋势，加强产业链上下游合作，提升整体解决方案能力，注重新原理、新技术、新材料的研发。

产业链全景图

• 上游：核心电子元件供应商。
• 中游：传感器制造企业。
• 下游：应用于汽车制造、智慧物流、食品检测、医疗、工业自动化等。

产业生态

工业智能传感器不仅提供数据采集，还支持质量评估、资产跟踪、工人安全等，其生态系统涵盖传感、计算、通信、软件等多个环节。随着云计算、人工智能和大数据技术的深入应用，工业智能传感器将进一步提升工业运营效率和智能化水平。

未来发展方向

• 技术创新：加快新型、低成本、低功耗、高性能传感器的研发与应用。
• 生态构建：推动产业链上下游协作，完善产业生态。
• 市场拓展：关注工业互联网应用场景的拓展，推动多领域产业化应用。

产业支持

• 政府及产业载体应推动公共创新平台建设，促进产业协同发展。
• 企业需以应用需求为牵引，提升系统解决方案能力。
• 科研机构应加强新原理、新技术、新材料的研究，推动智能传感器的多功能化和多样化发展。