射頻別技術
在感知技術中。頻技術用于對采集點信息進行標準化處理,通過射頻識別標簽,讀寫器等設備可以實現對物聯網中的數據的控制和采集。我國的射頻識別系統在射頻標簽、讀寫器、中間件和系統集成方面已經有了完善的產業鏈,引導眾多行業發展射頻系統的“金卡工程”也已經成功了一半。此外,國家還頒布了關于射頻系統的相關法律法規和行業標準,如《中國射頻識別技術政策白皮書》和《800/900MHz頻段試運行規定》等,并將射頻技術列為了國家中長期高端科技發展重點。這表明我國的射頻系統發展已進入了良性軌道。
在高頻段和低頻段射頻技術的助推下,我國自主研發的低頻標簽已經成功應用到了非接觸IC卡,動物監測管理、視頻追溯等領域。而完全自主研發,具有高安全性的高頻射頻標簽已經在身份證、體育賽事門票和鐵路車票等領域得到了規模化的應用。
在超高頻和微波頻段的射頻芯片上,清華同方、復旦微電子和中興等企業已經研發出支持超高頻芯片的產品。在標簽封裝上,我國的技術也已相當成熟,芯片裝配、天線制作和印刷等主要環節已經擁有了大量的加工企業。我國的超高頻射頻架構如下:
我國超高頻射頻架構
智能傳感器。傳感器可以感知光、聲、熱、電、溫、壓、振動等多種不同類型的信號,為物聯網系統的處理、傳輸、反饋和分析提供最原始的數據信息。隨著物聯網開發技術的發展進步,逐漸提升傳感器的性能和功能、降低成本是推動智能傳感器發展的基礎。
我國傳感器產品的種類繁多,目前,我國差不多有近6000種傳感器產品,共有12大類,50小類。全國有差不多2000多家企業從事傳感器的研發、應用和生產,年產量達到了24億只,市場規模超過1000億元。不過,我國對于傳感芯片等高端軟件的研發一直處于起步階段,無論是研發技術、制作工藝還是材料選擇方面,基礎都相對薄弱,自主創新能力不足,產品在性能、功能甚至質量上都與發達國家有較大的差距。國內的主要工作內容也集中在低端產品上,而中高端傳感器產品多依賴進口,成為制約傳感器產業鏈發展壯大的主要阻礙。
位置感知技術
對位置的感知技術主要是通過衛星導航定位系統和無限蜂窩網絡進行定位,有時會用到感知姿態系統、陀螺儀或者加速計。目前,全球衛星導航系統處在領先水平的是美國的GPS、俄羅斯的Glonass系統和歐盟的“伽利略”系統。我國也緊隨其后,自主研發了“北斗二代”衛星導航定位系統。“北斗”衛星導航定位系統需要發射35顆衛星,比美國的GPS多出11顆。
GPS起步較早,經過長足的發展,其產業鏈已經相當完備。在導航系統芯片行業,有高通、U-blox等跨國公司,在GPS模塊領域,有Garmin、rockwell等公司。國內的很多企業也有涉及,主要分布在GPA終端、導航儀、測繪儀器等分支領域,且產業呈現細分化,完成市場最終用戶的推廣。
目前,國內有少部分企業開始涉足北斗二代射頻和基因芯片的開發,包括海格通信、華力創通、國騰電子、芯星通和時代民芯等。雖然參與北斗芯片的廠商并不少,但真正掌握高端芯片技術和軟件技術的企業寥寥無幾,產業化水平偏低、系統性能不足是其主要缺點。但隨著位置感知技術的發展,我國的定位精度很快就會提高至國際正常水平。北斗芯片系統架構如圖:
北斗芯片系統架構
圖像視頻智能分析技術
該技術就是使用計算機圖像視覺分析技術,將場景中的背景和目標分離,并監測在攝影機場景出現的目標。用戶也可以使用視頻分析功能,在不同攝像機的場景中設定不同的報警機制,一旦目標場景中出現“違規”行為,系統就會自動報警。
九十年代末,隨著計算機配置和存儲容量的不斷提高,視頻分析系統進入了一個全新的發展階段,一些國外的公司早就已經開始研發與之相關的智能產品。我國的圖像視頻分析技術相對滯后,大多數生產和研發企業還處在普通的網絡監控階段,談不上智能。在中國市場,能夠看到的智能視頻監控產品大多來自于美國、歐洲等發達國家,該領域高端產品的核心技術也為國外廠商所壟斷。
高效能微能源
微能源是指采用微機電系統技術加工而成的微小型的功能系統,主要包括微型電池和衛星發電機兩類。微型電池有燃料電池、鋰電池、太陽電池和化學電池等,微型發電機包括振動式發電機和內燃料發電機兩類。我國在微能源領域還處于起步階段,與國際水平有一定的差距。2012年以后,國家加大了對微能源領域的研發投入,中國原子能科學研究院、中國科學院大連化學物理研究所、清華大學微電子研究所和中國科學院上海微系統研究所對微能源的研發均有了突破性的進展。