分子、生物、传感电子技术发展趋势解读

随着传感技术、数字技术、互联网技术和现场总线技术的快速发展，采用新材料、新机理、新技术的传感器实现了高灵敏度、高适应性、高可靠性，并向嵌入式、微型化、模块化、智能化、集成化、网络化方向发展。

1、传感器新材料的研发

材料研发是传感器技术的重要基础，新型材料是传感器技术升级的重要支撑。敏感材料可用以提高精确度和响应速度，已成为传感器材料研发领域的一个热点。在敏感材料中，陶瓷材料、有机材料发展很快，在精密调配化学成分的基础上，得到对某一种或某几种气体具有识别功能的敏感材料，用于制成新型气体传感器。高分子有机敏感材料也是具有应用潜力的新型敏感材料，可制成热敏、光敏、气敏、湿敏、力敏、离子敏和生物敏等传感器。美国NRC公司开发出纳米ZrO2气体传感器，用于控制机动车辆尾气的排放，在净化环境方面有比较广阔的应用前景。纳米技术不仅为传感器提供了良好的敏感材料，而且为传感器制作提供了许多新颖的构思和方法。采用纳米材料制作的传感器，具有庞大的界面，能提供大量的气体通道，导通电阻很小，有利于传感器向微型化发展。

2、基于MEMS的传感器微型化

微机电系统（MEMS）技术的发展是传感器微型化的基础，利用微电子机械加工技术将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置封装在同一芯片上，具有体积小、价格便宜、可靠性高等特点，并且可以明显提高系统测试精度。采用MEMS技术可以制作检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器。除传统产品外，不断涌现的新产品如地磁传感器的规模化应用也成为整体MEMS传感器市场的一大亮点。另外，在产品形态上，一些MEMS传感器产品已经从原来单独的芯片向模块和系统解决方案升级，以加快产品上市进程和应用推广。

3、智能传感器的普及

智能传感器是集成有传感器、带有微处理器、具有信息监测与处理功能的器件或装置。从上述定义可以看出，智能传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物，具有测量、存贮、通信、控制等功能，其特点是高精度、高可靠性、高信噪比、高自适应性、高性价比。智能传感器一般主要由主传感器、辅助传感器及微机硬件系统三大部分构成。智能传感器已普遍应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。近年来，智能化传感器开始同人工智能相结合，创造出各种基于模糊推理、人工神经网络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器，称为软传感器技术，已经在家用电器方面得到利用。未来智能传感器将集成更多功能，具有更广阔的应用。

4、无线传感网络的发展

过去几年，全球无线传感器网络技术的发展和应用取得了很大的进展。在家庭自动化、工业自动化、楼宇控制、智能计量和电源管理市场等市场尤为显著。无线传感器作为无线传感器网络中的节点部分，已成为近几年人们关注的焦点，这一领域被称为微尘技术。目前微尘技术的研究工作是在英特尔与加利福尼亚州大学伯克利分校联合主导下进行的，它们成功创建了全功能传感器，可以执行计算、检测与通信等功能。同时，无线传感器网络的标准制订工作进展迅速，大大减少了智能传感器和无线传感器网络的复杂性。例如，国际电机及电子学工程师联合会（IEEE）的1451工作组（IEEE1451）建立了一个智能传感器即插即用（plug-and-play）的标准，使所有符合标准的传感器能和其他仪器和系统一起工作。