在新的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟環(huán)境下,，工業(yè)領域的結構演變和調(diào)整正成為新的經(jīng)濟增長動力,，特別是在作為先進制造業(yè)代表的德國提出工業(yè)4.0的概念之后,，“智能工業(yè)”與“智能生產(chǎn)正成為帶動產(chǎn)業(yè)轉型升級的重要推動力,。在這里面需要重點解決的是如何將資源,、信息,、物品和人進行互聯(lián)，這需要以信息網(wǎng)絡技術,、數(shù)字化制造技術應用為重點,，并依托傳感器技術為基礎 ， 打 造 全 面 而 先 進 的 系 統(tǒng) 架構,。下文則主要解讀在新工業(yè)發(fā)展背景下,，傳感器技術的發(fā)展原動力及應用前景。
工業(yè)用傳感器能夠測量或感知特定物體的狀態(tài)和變化,，并轉化為可傳輸,、可處理、可存的電子信號或其他形式信息,。工業(yè)用傳感器是實現(xiàn)工業(yè)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié),，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),，使設備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),，并使產(chǎn)品達到最好的質(zhì)量。甚至我們可以說,，沒有眾多質(zhì)優(yōu)價廉的工業(yè)傳感器,，就沒有現(xiàn)代化工業(yè)的生產(chǎn)體系，更別談工業(yè)4.0體系的構建,。
在工業(yè)自動控制系統(tǒng)中,，傳感器處系統(tǒng)之首，其作用相當于系統(tǒng)感受器官,，能快速,、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境考驗，是自動控制系統(tǒng)達到高水平的保證,。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測,，系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn),。比如工業(yè)機器人之所以能夠準確操作,，是因為它能夠通過各種傳感器來準確感知自身、操作對象及作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),，包括：其自身狀態(tài)信息的獲取通過內(nèi)部傳感器(位置,、位移、速度,、加速度等)來完成,，操作對象與外部環(huán)境的感知通過外部傳感器來實現(xiàn)，這個過程非常重要,，足以為機器人控制提供反饋信息,。所以,，傳感器技術在很大程度上影響和決定著工業(yè)自動控制系統(tǒng)功能的實現(xiàn)。
而在智能制造業(yè)的未來,，對人機交互技術,、機器視覺技術都有更高的要求，這些都必須要依靠傳感器技術來實現(xiàn),。相對于傳統(tǒng)制造工業(yè),，以智能工廠為代表的未來智能制造業(yè)是一種理想的生產(chǎn)系統(tǒng)，能夠智能編輯產(chǎn)品特性,、成本,、物流管理、安全,、信賴性,、時間以及可持續(xù)性等要素。而信息技術與傳感技術,，則是支撐工業(yè)智能化的重要支點,。如今，作為現(xiàn)代信息技術的重要支柱之一的傳感器技術,，已成為工業(yè)領域在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點。
伴隨著半導體器件技術和集成電路技術的快速發(fā)展,，各種先進的傳感器產(chǎn)品被越來越多地應用于工業(yè)控制的各個領域,。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，預計未來五年,，國內(nèi)傳感器市場平均銷售增長率將達31%,。本土傳感器需求規(guī)模快速增長的主要動力來自于工業(yè)電子設備和汽車電子,、通信電子,、消費電子和專用電子設備等。工業(yè)電子設備則是電子信息產(chǎn)業(yè)中增長最快的行業(yè),，也是傳感器應用最多的領域,，如測量各種工藝變量、電子特性和物理量,，以及傳統(tǒng)的運動/定位等,。
如何依靠科技創(chuàng)新的力量，搶占制造業(yè)新的制高點,，這是很多廠商都在思考的問題,。而由于某些工業(yè)控制領域的技術難度較大，諸如控制區(qū)域測點分散,、轉動和旋轉場合較難測量,、有毒有害危險場合檢測維護非常困難,、復雜環(huán)境下敷設電纜成本高昂和長距離傳輸信號衰減嚴重等，使得無線傳感器網(wǎng)絡走進我們的視野,。
無線傳感器網(wǎng)絡是微電子技術,、無線通信技術、分布式計算等信息技術發(fā)展和融合的產(chǎn)物,。它由大量集成有傳感器,、數(shù)據(jù)處理單元和無線通信模塊的傳感器節(jié)點組成，通過無線信道相連,，自組織地構成網(wǎng)絡系統(tǒng),。無線傳感器網(wǎng)絡具有低能耗、低成本,、易使用和泛在感知等特性,，使傳統(tǒng)實踐中因成本等因素未能實現(xiàn)在線檢測的某些重要工業(yè)過程參數(shù)的測量成為可能，并能夠借此實施優(yōu)化控制,、提高產(chǎn)品質(zhì)量,、降低能效、減少維護運行成本,。此外,，無線傳感器網(wǎng)絡易于拓展升級，能夠有效減少二次投資,，提高經(jīng)濟效益,。這些先天優(yōu)勢使得無線傳感器網(wǎng)絡具有十分廣闊的應用前景。
無線傳感器網(wǎng)絡在國防軍事,、工業(yè)生產(chǎn),、環(huán)境監(jiān)測、災害預警等眾多領域有著廣泛的應用前景,。特別是在一些傳感器節(jié)點位置需要隨機布置的工業(yè)應用場合中,，無線傳感器網(wǎng)絡正快速增長，眾多工業(yè)企業(yè)開始采用諸如基于Zigbee和UWB等無線技術的典型無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng),，應用在檢測,、監(jiān)視等工業(yè)過程控制方面。
在工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡中,，許多具有通信和信息處理能力的傳感器節(jié)點通過無線的方式組網(wǎng)連接,，并相互協(xié)作，共同完成對目標信息的采集和監(jiān)測等任務,。這種網(wǎng)絡能夠實時感知傳感器節(jié)點分布區(qū)域內(nèi)的各種監(jiān)測對象的信息,，并將信息傳遞給遠端用戶。有助于工業(yè)生產(chǎn)過程工藝的優(yōu)化,，幫助提高生產(chǎn)線過程檢測,、實時參數(shù)采集,、生產(chǎn)設備監(jiān)控、材料消耗監(jiān)測的能力和水平,，使得生產(chǎn)過程的智能監(jiān)控,、智能控制、智能診斷,、智能決策,、智能維護水平不斷提高。
比如鋼鐵企業(yè)應用各種傳感器和通信網(wǎng)絡,，在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)對加工產(chǎn)品的寬度,、厚度、溫度的實時監(jiān)控,，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量,，優(yōu)化生產(chǎn)流程。環(huán)保監(jiān)測部門利用無線傳感器網(wǎng)絡與環(huán)保設備的融合實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關鍵指標的實時監(jiān)控,。在重點排污企業(yè)排污口安裝無線感設備,，不僅可以實時監(jiān)測企業(yè)排污數(shù)據(jù)，而且可以遠程關閉排污口,，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生,。工業(yè)安全生產(chǎn)管理把感應器嵌入和裝備到礦山設備、油氣管道,、礦工設備中,，可以感知危險環(huán)境中工作人員、設備機器,、周邊環(huán)境等方面的安全狀態(tài)信息，將現(xiàn)有分散,、獨立,、單一的網(wǎng)絡監(jiān)管平臺提升為系統(tǒng)、開放,、多元的綜合網(wǎng)絡監(jiān)管平臺,，實現(xiàn)實時感知、準確辨識,、快捷響應,、有效控制。
無線傳感器網(wǎng)絡作為現(xiàn)代信息技術發(fā)展的新一輪制高點,，正在工業(yè)領域廣泛滲透和應用,，并與未來先進制造技術相結合，正形成新的智能化的制造體系---泛在制造信息處理技術,。這一體系是建立在泛在感知網(wǎng)絡技術基礎之上,，并服務于智能制造體系,，為制造中的設計、設備,、過程,、管理和商務提供無處不在的網(wǎng)絡服務。盡管目前面向未來智能制造的泛在網(wǎng)絡技術發(fā)展還處于初始階段,。但是隨著工業(yè)無線傳感器網(wǎng)絡技術的提升,、工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這一制造體系亦在不斷發(fā)展和完善之中,。