传感器产业现状和产业结构思考_徐开先
2013年第9期
仪表技术与传感器
Instrument Technique and Sensor
2013
No.9
收稿日期：2013－05－20传感器产业现状和产业结构思考
徐开先，徐秋玲，刘沁
（沈阳仪表科学研究院有限公司，辽宁沈阳110043）
摘要：阐述了国内传感器产业存在的主要问题及发展现状：我国传感器的产业布局基本形成，产品门类基本齐全；传感器产品技术水平、工艺、新产品开发、应用研究比国外落后10 15年。认为随着《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》的制订，对国内传感器产业发展是重要的机遇。阐述了传感器产业结构体系及技术发展路径，对我国传感器产业的发展提出了五点建议。
关键词：传感器产业；现状；结构体系；发展建议
中图分类号：文章标识码：文章编号：1002－1841（2013）09－0001－05
Ｒeflections on Sensor Industry Status and Industry Structure
XU Kai-xian，XU Qiu-ling，LIU Qin
（Shenyang Academy of Instrumentation Science CO．，Ltd，Shenyang110043，China）
Abstract：To elaborate on the main problems and development status in domestic sensor industry：the industrial layout of the sensor in our country was basically formed，and the product categories was basically completed；level of technology，know-hows，new product development，applied research of the sensor are more than10to15years behind the foreign countries．We believe with “Speeding up the plan of action for development of sensors and intelligent instruments industry”，this is an important opportunity for the domestic sensors industry．To elaborate on the sensor industry structure system and technology development path，make five suggestions to domestic sensors industry development．
Key words：sensor industry；status
0引言
国产传感器产业存在主要问题有三：一是稳定性、可靠性、一致性差，关键基础共性技术研究长期缺失；二是产业化问题未能得到很好解决，不能规模化批量生产；三是经营模式，市场机制不活，市场推广应用难度大，难以发挥資源、人才优势。
目前，从中央到地方，从部门到企业，特别是物联网的兴起，传感器的重要性，传感器对国民经济的贡献、对国家安全的作用、对民生工程的支撑己被广泛接受和认可。但我国传感器究竟向何处去？本人认为传感器必须实现产业化。即传感器应从样品→产品→商品；政府的职能应跳出项目→关注基础→重视产业。
1传感器产业发展趋势、现状及特点
1．1国际传感器产业发展三大趋势
目前，国际上传感器产业发展呈现三大趋势：一是产业规模迅速扩大，2010年世界传感器销售额约600亿美元。物联网的兴起给传感器产业发展带来新的契机；二是创新驱动发展，采用新材料、新机理、新结构的传感器与应用研发活跃，技术水平不断提高，实现了高可靠性、高适应性、高灵敏度，并向集成化、微型化、智能化、网络化等方向发展；三是資源优化向寡头垄断结集，西门子、霍尼韦尔、ABB等欧美著名传感器企业和自动化技术跨国公司，通过国际分工协作和兼并重组，形成核心竞争力，占据高端市场并加速向中低端市场扩展。
我国传感器产业经历了仿制和引进消化阶段，现已步入自主设计、探索创新阶段，并在高精度压力传感器、变送器用传感器、1000万吨炼油核心控制系统用传感器等领域取得了重大突破。但由于传感器在重大技术装备中所占价值量不足2%，技术攻关及产业化难度大，较重大技术装备用传感器主要有国外进口。
“十二五”期间，我国将大力培育和发展战略性新兴产业，实施智能制造科技产业化工程、科学仪器设备科技产业化工程、智能制造装备发展工程等；“工业化与信息化”深度融合，工业企业转型升级，节能减排，以及民生领域得到充分关注等为传感器产业的发展提供了广阔的市场。
1．2我国传感器产业发展的重要战略机遇期
2013年2月18日，由工业和信息化部、科技部、财政部、国家标准化管理委员会，组织制定了《加快推进传感器及智能化仪器仪表产业发展行动计划》。该计划提出了传感器、智能化仪器仪表产业发展的指导思想，总体思路，目标，具体行动即技术创新工程、产品升级工程、产业和企业转型升级工程、产业化应用工程，保障措施等重要内容。
该行动计划的发布，是我国传感器业界的利好消息，是我国首次由政府部门四部一委，对传感器和仪器仪表的产业发展传达中央的声音，也许能引发我国传感器产业发展的第二次高潮，对推动我国物联网的应用具有很好的技术支撑作用，从而迎来我国传感器发展的重要战略机遇期。
2Instrument Technique and Sensor Sep.2013
1．3
传感器产业市场
传感器是国内外公认的具有广阔发展前途的高技术产业，它的应用已经渗透到诸如工业生产、环境保护、节能减排、航空航天、海洋探测、汽车、舰船、医学诊断、生物工程、现代军事、文物保护、
灾害预测预防等人类活动的所有重要领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，
几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。图1反映了传感器产品的一些应用领域及需求量（不完全统计）
。
图1
传感器的一些应用领域及需求量
随着传感技术的发展，传感器的种类越来越多，应用也越来越广泛。据不完全统计，
目前传感器种类有12大类，42小类，
6000多品种，20000多种规格。全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势，各国竞相加速新型传感器的开发和产业化，竞争日益激烈。
据INTECHNO CONSULTING 资讯公司的市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，2010年达600亿美元以上。调查显示，
亚太地区是传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，
传感器市场上增长最快的是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，
通讯市场前景看好。我国传感器市场近几年一直持续增长，即使在国际金融危机蔓延的2008年，
我国传感器市场仍然有逆势增长20%以上的良好表现。传感器产业以其技术含量高、经济效益好、渗透能力强、
市场前景广等特点为人瞩目。2010年，我国传感器整体市场规模达到402亿元。汽车电子产品和工业控制领域是最主要的应用市场，
市场规模分别达到109亿元和90亿元，
占据了27.2%和22.4%的市场份额。排在第三的是消费电子，传感器市场规模达到83亿元，占比20.7%。图2为2005年到2010年我国传感器市场的销售情况。
据工业和信息化部发布的《物联网“十二五”发展规划》预测，2011年我国传感器年产量达24亿只，市场规模超过900亿元。2012年传感器销售额1142.7亿元，预计2013年突破1300亿元。
传感器在工业过程控制领域的应用正变得越来越广泛
。
图22010年国内传感器市场的应用领域分布
工业领域应用的传感器主要包括：各种测量工艺变量（如温度、液位、压力、流量等）传感器；测量电子特性（电流、电压等）和物理量（运动、速度、负载以及强度）传感器，以及应用广泛的接近/定位/位移传感器等。在各类传感器中，压力传感器、光电传感器、电感传感器、视觉传感器、电容传感器、超声波传感器等在工业自动化领域有着广阔的应用前景。
“十二五”期间，随着物联网的推广应用，对传感器的需求将呈几何级数增长，传感器的重要性将会越来越引起各界重视，由此将引发传感技术的升级、传感器产品的换代、传感器生
产企业的重新洗牌，不仅能引起传感器“量”的飞跃，还能使传感器行业实现“质”的升华。1．4
传感器产业现状
我国传感技术的研究始于上世纪50年代初，
70年代生产出了一批新型敏感元件和传感器。从七五 十一五以来，国内传感器行业得到了长足发展，形成了具有一定规模的产业布局。据不完全统计，全国现有1600余家企事业单位从事传感器的研究、生产和应用开发，主要由以下三个方面组成：
（1）以传感器国家重点实验室（中科院微系统所、中科院电子所）、西安交通大学、清华大学、大连理工大学、哈尔滨工业大学、西北工业大学、国防科技大学等为代表的研发机构，重点从事传感器设计原理、
工艺技术的研发。相关技术达到国际先进水平，试制出部分样机，处于工程化前沿。
（2）以传感器国家工程研究中心（沈阳仪表科学研究院）、中电集团49所、航天704所、771所等单位为代表的科研生产型机构，重点从事传感器设计、制造工艺、产业化等研究，及产品试制和批产。在硅基传感器设计、制造工艺、产业化技术方面，具有自主知识产权的核心技术，部分成果居国内领先、国际先进水平。
（3）以宝鸡麦克、深圳精良、昆山双桥、上海威尔泰、重庆伟岸等单位为代表的生产型公司，重点从事硅压阻式传感器的封装补偿，组装变送器整机。在整机结构、补偿方面拥有部分专有技术，变送器整机水平居国内领先。其核心半导体MEMS 芯片全部为美国或德国成品进口。
据中国电子元件行业协会对会员单位的统计，
2006年 2010年敏感元件及传感器行业的销售收入年均增长21.4%。行业主要指标见表1。
第9期徐开先等：传感器产业现状和产业结构思考3
表12006年 2010年敏感元件及传感器行业主要指标
年份销售收入/亿元企业数/个产品产量/亿只
200697.4311617.77
2007104.8211120.93
2008136.311424.1
2009144.215446.6
2010212148—
注：数据来源于中国电子元件行业协会。
1.5当前中国大陆MEMS生产研发之现状
截至2012年末，据不完全统计的国内以已建成建或由IC 转型进行MEMS半导体硅压阻芯片代工生产的生产线约20余条，使用的硅片为4 8英寸硅。布局分布主要集中四个地区。
（1）以上海、无锡、苏州、南京为代表的长三角区MEMS芯片产业代工集群。其中主要包括上海SMICS（中芯国际）8英寸生产线（IC转产）；上海ASMC（先进半导体）集中于6 8英寸生产线代工及一条非标5英寸生产线代工；上海深迪半导体、上海花红宏利等原专注于IC集成电路产业的大佬和集团，硅片集中于6 8英寸生产线，产品覆盖压力、Gyro Sensor、加速度及OEM产业代工和后道切割封装。
中科院上海微系统所、中科院苏州纳米技术及纳米仿生所、无锡上润上华、无锡NanoMEMS、无锡元创华芯微电子、无锡敏芯（MEMSensing）、南京Intelisensor及南京中电集团55所等，主要集中于MEMS硅基压力传感器芯片设计、硅基MEMS 压力器件、硅加速度器件及麦克风研发及OEM代工。硅片研究工艺基本上基于6英寸为主。长江中下游硅基MEMS研发及代工生产线约10余条。
（2）以北京、石家庄为基地的MEMS研发产业带。主要包括以北大微纳米中心、北京微电子所等研究机构为背景的北京青鸟元芯、以航天科技集团为首的北京时代民芯科技有限公司、石家庄中电集团第十三研究所及其下属的河北美泰电子科技有限公司。已经投入正式研发生产的硅基MEMS生产线，覆盖4 6英寸硅片。北京民芯及河北美泰已经正式开展MEMS 代工及封装业务，可投入的硅基MEMS生产线为2 4条。
（3）西南地区以成都和重庆为新兴的MEMS硅基生产研发、代工基地。主要包括原渝德科技（重庆）有限公司，现经股权变更转制为中航（重庆）微电子有限公司（Sky Silion），拥有6 8英寸生产线，现归属中航工业集团，重点针对MEMS代工和生产；成都原中芯国际成都分厂，现更名为德州仪器半导体制造（成都）公司，拥有8英寸生产能力，全面进行MEMS代加工业务。
（4）以沈阳、哈尔滨为代表的东北地区硅基MEMS研究基地。中电集团49所正在引进建设硅基MEMS标准生产线用于特种军工生产；国机集团沈阳仪表科学研究院结合国家传感器工程研究中心拥有完整的4英寸硅基MEMS压力芯片生产线，用于研发和生产；罕王微电子（辽宁）有限公司于2011年开始投资20亿建立全新的基于8英寸的硅基MEMS产业基地。东北地区已有和在建硅基MEMS生产线约为3 4条。
综上所述，目前我国传感器的产业布局基本形成，产品门类基本齐全。经过科技攻关，敏感元件和传感器技术有了长足进步，产品的设计、制造、应用水平普遍提高，在关键工艺、可靠性、产品开发等方面均有不同程度的突破和创新。中低档产品基本满足市场需求。但总体上，我国传感器产品技术水平、工艺、新产品开发、应用研究比国外落后10 15年。高端产品领域，如石油化工、轿车等产业以及国家重大工程所使用的关键传感器基本依赖进口。核心技术及关键元器件、高档芯片还处于研究层次、产业化步伐还处于起步阶段。
1．6传感器产业特点
基础面广，依附性强。是指传感技术的发展依附于敏感机理、敏感材料、工艺技术、工艺装备、检测技术等。敏感机理千差万别，敏感材料多种多样，工艺技术层出不穷，工艺装备各有千秋，检测技术大相径庭。没有上述五块基石支持，传感技术发展难以为继。
技术密集，攻关难度大。传感器是多学科、多技术的综合，特别是智能传感器，除涉及传感技术外，还涉及IC技术、计算机技术、无线通信技术等。传感器是多种高技术的综合，因此，传感器产业也是人才密集型产业。
投资密集，投资强度高。传感器除在产品研发过程中需资金投入外，在工艺装备、封装、测试设备等方面的投资也很高，尤其是在工程化研究以及实现规模化生产时，要求的投资强度更高。
产品规格多，产业应用分散。传感器产品门类和品种规格繁多，据不完全统计有12大类，42小类，6000多品种，20000多种规格。其应用渗透到国民经济各行业。传感器技术基本上属于应用技术，其市场开发多依赖于各产业应用的支撑，也即发展传感器技术要以市场为导向，实际需求为牵引。
2传感器产业结构体系及技术发展路径
2．1传感器产业结构体系
从传感器产业结构体系如图3所示。从图3中可看出：要发展传感器产业与传感器产品、传感器市场、传感器商业模式、基础条件和专业人才有关。对传感器而言并非任何产品均要产业化，传感器产品产业化是有条件的
。
图3传感器产业结构体系图
2．2传感器产业发展的基本原则
按照“协调发展、分类指导、資源优化、重在创新、突破瓶颈、市场优先”的方针，合理布局传感器产业，其基本原则是：以市场需求为牵引、以实现产业化为目标、以产品创新为主线、以共性技术研发和公共服务平台建设为支撑、推动产业行态从
4Instrument Technique and Sensor Sep.2013
“生产型制造”向“服务型制造”的转变。
2．3传感器产业要协调发展
从国家级层面应协调处理：统筹规划我国传感器产业规划
和产业布局，注重与国家科技重大专项和重大工程的衔接；加
强政府各部门如发改委、科技部、工信部、财政部、国标委、各地
方政府之间的沟通与协调；整合现有资源，突出重点，通过政策
和资金支持，推动“官产学研用”的协同创新。
发挥企业的主体地位和作用，按照产业链和创新链进行整
体部署，着力提升提供解决方案的能力，实现传感器产品微小
型化、数字智能化、模块化、网络化、提升产品价值链。
推动行业结构调整，以重点产业园区为依托，形成龙头企
业与“小而精、精而专、专而强”中小企业相结合的产业发展模
式。
加强标准、检测、装备、公共服务平台建没，发挥标准对产
业的支撑作用。
积极创造良好的市场环境，鼓励支持采用国产传感器。
对传感器制造部门，传感器产业协调发展应考虑：传感器
产业应与具体的传感器产品、应用市场、传感器营销的商业模
式、传感器人才等产业元素综合协调考虑；应考虑工艺和工艺
装备、产品与应用、规模与人才、继承与创新、行业与标准协调
发展。
2．4传感器产业技术发展路径
流程工业用传感器（温度、压力、流量、液位、成份等几大热工参量）+离散工业用传感器（光电传感器、接近传感器、视觉传感器）→MEMS微机电系统，传感器制备工艺引入→SoC（Sys-tem on Chip），片上系统，单片集成传感器→无线通信和低功耗嵌入式技木的引入→无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Networks）→智能传感器iSensor→物联网IoT（Internet of Things）
2．5传感器产业链
从传感器研发、设计、制造、销售流程分析，传感器（以硅基传感器为例）产业链基本上如图4所示。
由图4可见，传感器产品多依赖于检测仪表和自动控制系统的应用，才能体现出它的高附加效益并形成现实市场。
3我国传感器产业发展思考
3．1加强可靠性设计是提高传感器产品可靠性的前提可靠性设计是传感器产品设计中不可忽视的重要设计参数之一。目前国产传感器存在的主要问题之一是产品的可靠性、一致性、稳定性差，与国外同类产品相比要低一个数量级。产品的可靠性是设计出来的、制造出来的、使用和管理出来的。首先产品的可靠性是设计出来的，产品的可靠性指标必须与功能性指标，在设计时一起被确定。设计程序是：确定可靠性指标→建立可靠性模型→可靠性分配→可靠性分析→可靠性予测→可靠性设计和评估→试制产品可靠性试验→设计改进。
可靠性设计的原则是：简单+成熟。
3．2要根本上改变我国传感器的落后面貌，应该从芯片起步当前我国传感器产业发展的思路有二：
图4传感器产业链图
其一是：核心器件敏感芯体（芯片经封装后的组件）由国外引进。国内只做后道工序，即组装、调试、测试、应用。这一思路的优点是：投资少、风险小、见效快、标志意义大。缺点是：传感器核心技术不掌握、利润大头由国外赚取、国内市场占有率越高国外赚得越多、对国家安全存在隐患、对国内传感器技术升级不利……
其二是：从核心器件敏感芯片开始起步。即从传感器芯片设计开始、芯片工艺、封装、测试……等等。这一思路问题是：投资强度大、技术难度大、经济风险大、市场见效慢、领导决策难、时间跨度长。优点是：能真正掌握传感器核心技术、技术上不受致于国外、无安全隐患、培养自已的传感器人才、从长远看经济效益能逐步显现。
有无第三条路可走，或分类指导，不搞一刀切，具体传感器产品具体分析，也不失为一种可选之路。
但目前，基于硅基MEMS技术的硅基压力传感器及系列产品生产厂家（包括合资公司），90%以上为引进“芯片”进行后道工序生产。基本上没有核心技术，同时由于硅基MEMS技术的特殊性，国外MEMS芯片提供公司，对于国内MEMS硅基敏感芯片的关键需求和技术要求基本上无法同步实现，导致国内MEMS传感器生产企业要提前投入芯片采购或严重受国外公司、企业的限制和掣肘，导致企业生产无法顺利进行，更谈不上核心技术的掌控。
3．3走出具有中国特色的传感器“封装”之路
硅基MEMS压力传感器芯片的生产基于半导体生产全套
第9期徐开先等：传感器产业现状和产业结构思考5
工艺，但由于其自身的特性和应用环境的不同，不完全等同于IC工艺流程，特别在封装工艺上。其本质区别有三点：（1）为满足硅基MEMS压力传感器敏感芯片最大体现其压阻效应特性，要求阻容器件的制造分布位置及形成的膜片，在感受测试压力时最大体现压阻效应，为此必须引入双面光刻定位工艺和相应装备；
（2）为形成硅基MEMS压力传感器感压膜片，其膜片的制备必须采用各向异性腐蚀方式完成，为此要增加IC及常规半导体工艺中没有的湿法刻蚀技术。
（3）为保证硅基MEMS压力传感器膜片的成膜质量和测试的精度、产品的一致性，所选取的硅材料必须为双面抛光、厚度均匀的硅片材料，为此必须采用双面抛硅片、并引入阳极键合工艺和相应装备。
由此可见，MEMS硅基传感器的制作与封装与集成电路的制作与封装有其共性的特点，也有其特殊性的本质差别。不可简单套用、“克隆”集成电路的制作工艺，特别是封装技术，但可借鉴IC及半导体制作的良好工艺规范。目前包括台湾TSMC （台积电）、韩国三星半导体、国内中芯国际、华虹宏力等IC界强者将已有集成电路专用封装线改产MEMS代工，就是基于MEMS产业的良好前景，及相对兼容的半导体工艺进行的产业转型。但国内转型IC厂家针对传感器敏感芯片制备和封装工艺技术的研究有待进一步加强。
传感器封装对传感器性能，特别是可靠性、稳定性、一致性有举足轻重的作用。国内应重视传感器的封装结构、封装工艺、封装材抖、封装设备等封装关键问题的研究与投入，据介绍传感器的封装成本占传感器成本的70%左右；加强对传感器封装标准的制订，先易后难、重点突破、先军后民。
3．4解决“有品无芯”是目前突破传感器产业难点的关键之举我国传感器产品，近年来虽有长足进步，但关键核心技术尚未攻克，特别是高端产品，往往“有品无芯”。2011年我国压力变送器销售量为90万台，其中高精度智能变送器为50万台，但核心芯片传感器均为国外掌控。车用传感器的专用芯片，几乎100%来自国外。我国有很多芯片设计公司，但没有一家专用传感器芯片设计、生产企业。
解决“有品无芯”，就是要解决传感器产品的“产业化生产”问题。主要体现在：批量生产工艺是否稳定并固化，从而实现规模生产效应；质量控制能力提升能否得到保证，可靠性、一致性是否可控，从而提高产品之成品率；高效的生产、工艺、检验、测试装备是否配套，充分利用，从而提高生产效率；品种、规格是否齐全，满足市场应用配套率。
3．5解决传感器“市场应用、推广难”的问题是实施传感器产业化的重要保征
传感器行业，本质上讲是一个服务性行业，其技术和效益的显示度，主要由其应用的产品来表征，取决于服务对象和应用领域。传感器本身涉及学科多、技术难度大、制备工艺长、装备要求高、应用领域广。所以首先要研究传感器推广、应用的商业模式，研究传感器研制部门、生产企生、应用单位的利益分割，催生“集成制造商”问世，形成一体化的集成制造供应商。其次应发挥政府的主导作用，采取某些优惠政策，特别是首台套传感器在重大基础设施项目上的应用，鼓励国产传感器的推广、应用等。
3．6传感器是物联网的重要支撑技术之一，是制约物联网发展的“瓶颈”
传感器是物联网的重要组成部分，信息的感知、采集和处理都需有传感器来完成，而这种传感器并非是传统意义上的传感器，必须是智能传感器。感知技术通过多种传感器、ＲFID、二维码、定位、地理识别系统、多媒体信息等数据采集技术，实现外部世界信息的感知与识别。而我国的MEMS技术尚处于发展初期，真正实用的能大规模批量生产的传感器基本没有，芯片主要靠进口。而智能传感器的芯片设计和制备工艺，国内尚未真正开展这方面的工作，只是在考虑和规划之中。核心技术和基础能力缺乏，创新能力弱，中高挡传感器几乎100%从国外进口，90%芯片依赖国外。一些共性关键技术尚未真正突破，设计技术、可靠性技术、封装技术、装备技术都存在较大差距。这些都制约了物联网的应用和发展。
物联网将给传感器和传感技术的发展带来先所未有的机遇和平台，特别是将催生MEMS技术和IC技术的深度融合、产业升级和行业重组。
从物联网的定义，物联网的特征，物联网的应用环境，目前影响物联网发展和市场应用的“瓶颈”是传感器和传感技术，对传感器的要求是：必须是智能传感器、低功耗、小型化、规模生产、低成本、用得住……而这些问题解决，从技术上讲必须将MEMS技术和IC技术融合，解决设计技术、工艺技术、封装技术、接口技术等诸多问题的相融性；从政府管理和行业规划必须解决传感器行业和IC行业的重组、联合等体制、机制问题，而这在中国是一个十分困难之事。但也给传感器的发展带来极好的契机。
物联网的标准化工作已经起步，但缺乏有效的统筹协调和顶层设计。物联网的标准化工作得到业界的普遍重视，各个行业、各标准化组织都在组建物联网标准工作组，开展物联网相关标准的制定工作。从目前情况看，全国至少有近二十个有关物联网的标准在不同部门、不同标淮化组织之间展开，但物联网标准化工作存在一系列深层次矛盾，表现在：一是缺乏顶层设计，对物联网整体的标准需求认识不清，对物联网各个关键要素在国际标准、国家标准、行业标准、地区标准中如何统筹、分层考虑尚缺乏规律性认识，缺乏国家级层面的协调和统筹设计；二是国内各标准化组织之间缺乏必要的协调机制，甚至存在一定的竞争关系，这将导致不同标准化组织制定的标准可能存在一定的矛盾和冲突，造成资源浪费，产业发展和应用推广成本增高，难以达到标准化应起的作用，难以实现物联网（下转第27页）
第9期袁宝红等：基于FPGA 和LabVIEW 的USB 数据采集与传输系统
27
的LabVIEW 软件不仅为快速开发USB 数据传输系统提供了便捷性，
而且这种图形化编程语言在工程中的不断应用也为文中所提的数据采集与传输系统提供了广阔的契机。参考文献：
［1］吴振宇，常玉保，冯林．基于FPGA 和USB2．0的高速数据采集系
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2006，27（6）：125－126．［2］崔俊杰，郭宏．基于FPGA 的实时数据采集与远程传输系统设计．
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测量技术，
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计．仪表技术与传感器，
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［EB /OL ］．［2007－11－09］．http ：//www．wch．cn /download /list．asp ？id =13．
［9］萧世文．USB2．0硬件设计．北京：清华大学出版社，2002．［10］陈锡辉，张银鸿．LabVIEW 8．20程序设计从入门到精通．北京：
清华大学出版社，
2007．作者简介：袁宝红（1988—），硕士研究生，主要研究方向为模式识别与
智能系统。E-
mail ：baohong_yuan@163．com （上接第5页）的规模经济效益。
物联网用传感器的难点在于产业化，能大规模批量生产，性能稳宪，有很高的性价比，功耗低且成本低廉。要全面达到上述要求的传统型传感器是很难做到的。因此必须从根本上改变传统传感器的设计理念、
制造理念和应用理念，而智能传感器或系统是发展我国物联网的必有之道。
物联网的应用仍处于起步阶段，要取得显著经济效益还有艰难的、很长的路要走全球范围内物联网大规模应用条件尚不具备。存在三大方面制约：一是物联网大多数领域的核心技术尚在发展之中，
距产业化应用有较大距离，特别是传感器网络，基本不具备大规模产业化应用的条件；二是从物联网核心架构到各层的技术体制与产品接口大多未实现标准化；三是技术和产业化的发展不足又导致物联网应用成本很高，
从产品、技术、网络到解决方案都缺乏足够的经济性，加之物联网本身所具备的应用跨度大、需求长尾化、产业分散度高、产业链长和技术集成性高的特点，从经济成本到时间成本都难以短时间内大规模启动市场。
从商业模式来看，目前全球发展物联网业务大多数由政府来推动，由政府来“买单”，依靠这种模式近期要实现所谓的“万亿”
级市场是不现实的，也是不可能的。物联网要想真正发展起来，其商业模式必须从政府驱动模式转向市场驱动模式。物联网的核心是服务，而目前市场的关注点还在物联网的技术和硬件上檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪殏
殏
殏
殏
。
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（上接第14页）
表2
精确度试验测量数据
约定真值/（?）
测量值/（?）绝对误差/（?）
相对误差/（%）
5
4．956－0．049
－0．88
2019．965－0．035－0．184545．0440．0440．106060．0460．0460．0790
90．038
0．038
0．04
?90?，精度0.07?）的测量值作为约定真值（限于条件没能采用更高精度的仪表比对），同时使用文中的试验装置测量，两者的比对数据列于表2，为分析方便，测量值保留小数点后3位。结果显示，该试验装置基本可以达到0．1?的测量精度。5
结束语
（1）文中设计的传感器把角位移量直接转换为数字量，无
须使用线性放大器、A /D 转换器等，有效地克服了时漂、温漂、非线性等造成的误差，所以电路简单、调整简单、制作难度低、稳定性好，是一种真数字式传感器，长期使用无须标定和校验。
（2）测量过程无须使被测体机械状态回零，是一种无接触位置式传感器，与光栅传感器比较具有一定特点。（3）造价低（100元内），总体性价比高。
（4）试验装置仅为简单加工而成，若经精密加工，并采用高质量驱动电机和高稳定驱动电源，预计可以明显提高测量精度。参考文献：
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等方面的研究。E-
mail ：hehuabin@21cn．com