传感器是实现工业物联网与工业4.0不可或缺的关键要素，而随着工业4.0概念不断往前推进，市场对传感器方案的需求也跟着出现改变，并促使相关芯片业者做出对应的布局动作。
整体来说，工业用传感器市场目前有两个最值得关注的趋势，其一是传感器本身的演进，其二则是感测节点与后端可编程逻辑控制器(PLC)、工业计算机的联机技术。 在传感器端，传感器的智能化，甚至朝边缘运算的方向发展，已经是产业共识。 但在联机部分，虽然已有领导厂商主推IO-Link标准，盼实现传感器联机标准的统一，但目前看来，在亚太市场尚未展现其一统天下的气势。
工业感测需求多元 高完成度方案受欢迎
亚德诺(ADI)亚洲区工业自动化事业部市场经理张鹏(图1)表示，相较于消费性电子产品制造商多半以采购传感器芯片为主，对感测技术有需求的工业应用客户，多半偏好可以直接使用，完成度更高的感测设备，只有芯片是无法满足其需求的。 对芯片制造商而言，这意味着要耕耘工业感测市场，必须要提供完成度更高的解决方案，同时对系统层级的知识也要有一定掌握。
图1 亚德诺亚洲区工业自动化事业部市场经理张鹏表示，工业感测技术种类繁多，且软件客制化的需求高。
除了对产品的完成度要求更高外，相较于消费性产品，工业用感测技术的种类也更加多元。 以马达应用为例，温度、振动、红外线是相当常见感测需求，但如果是协作机器人的马达，则相关系统还会搭载红外线影像传感器、雷射传感器等不可见光传感器，以便在作业人员靠近机器手臂时，能实时降低马达转速，让机器手臂的运作速度降到安全范围。
事实上，光是协作机器人，就有很多新兴的传感器需求。 除了可见/不可见光传感器之外，也有厂商采用触觉皮肤等新的感测技术，来提高机器手臂的安全性。 其他跟机器人相关的感测技术还有扭矩、力量等，这些感测技术都要反馈到马达，让系统得以调整马达的输出。
智能算法加持 感测应用省又快
除了硬件面，在软件方面，工业感测应用的要求也跟一般消费性应用不同。 在工业领域，很多传感器除了芯片之外，还需要搭配专门的算法，并且直接在传感器透过微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)进行数据处理，形成所谓的「智能传感器」。
智能传感器受到客户青睐，主要原因有二，一是节省数据传输的带宽需求，二则是提高系统的反应速度。 传统的传感器只负责不断搜集外界数据，并且将数据向后传送，但这种作法在工业应用中不见得理想，因为数据传输会占用大量带宽，导致工业物联网的布建跟持有成本增加。
而且，在绝大多数情况下，传感器所搜集到的原始数据对用户的价值其实不大，因为用户真正关心的往往是异常状态发生时的数据。 因此，传感器若能在前端直接完成数据处理，只在有必要的时候才将数据向后台传送，将可为工厂客户省下可观的成本。
直接在传感器端完成数据处理，除了省带宽之外，还可以带来加快系统反应时间的好处。 若将所有数据都传上云端处理，等云端跑出结果，再对现场设备下达对应的控制命令，时间往往已经拖太久了，不符合工业应用对实时性的要求。 因此，工业感测节点必须具备一定程度的数据处理、储存能力，才能在生产现场针对状况作出第一时间的反应。
在资通讯业界，雾运算(Fog Computing)或是边缘运算(Edge Computing)的概念，在最近一两年经常被提起，但工业应用的智能感测节点，其实就是这个概念的实践。
IO-Link试图统一传感器传输接口
在工业4.0的发展过程中，以开放标准取代封闭标准，实现各厂牌设备的数据互联互通，是势在必行的趋势，但由于工业设备在过去是封闭市场，许多大厂都会自行定义专属的数据传输标准，因此相关标准化的推动，将是一项浩大工程。
单就感测节点与PLC、工业计算机互联而言，目前市场上就存在许多互不相通的标准，而伴随着工业4.0的概念发酵，感测节点到PLC、工业计算机的传输接口，也到了必须革新的时刻。
图2 意法半导体工业营销部经理Guiseppe Di Stefano指出，锁定传感器连接应用的IO-Link标准，可解决现场总线不能互通所造成的种种问题。
意法半导体工业营销部经理Guiseppe Di Stefano(图2)表示，目前传感器跟PLC互联，主要是仰赖各种现场总线(Field Bus)技术，但这些总线的标准非常分歧，存在许多PLC业者自己定义的封闭规格，因此设备互通互联的障碍相当严重。
有鉴于此，许多任务业设备大厂开始针对感测节点推动一项名为IO-Link的开放标准，其中，欧洲厂商采用的速度较快，像是西门子(Siemens)、博世(Bosch)的PLC，都已经开始支持IO-Link，亚洲PLC供货商的导入速度则相对缓慢，仅三菱电机(Mitsubishi Electric)的PLC已经支持。
IO-Link是一种设计简单的接口，其通讯协议基于IEC 61131-9开放标准，是一种点对点串行通讯技术，物理上则采用应用广泛的三芯传感器电缆，允许用户利用最少的组件建构相对便宜的传感器系统。 由于IO-Link通讯协议非常简单，使得该类传感器在控制和自动化市场的普及速度成长很快。 IO-Link可用于之前不论是模拟或数字传感器的应用，并且能够提供更多的信息，每个传感器也具有更高的可配置性。
目前已有一百多家组件制造商陆续导入IO-Link标准在其相关零组件上，范围从简单的驱动程序、收发器到微控制器(MCU)。 此外，有数个制造商也整合IO-Link到自家的系统或网络控制器。
不过，张鹏在中国与台湾市场上，却看到不太一样市场发展景象。 张鹏表示，像IO-Link这种开放标准，其最大的价值是解决跨厂牌设备互联互通的问题。 但如果客户的系统构成很单纯，或是规模不大，IO-Link所能带来的价值就比较难以凸显出来。 在中国市场上，很多本土业者对于导入IO-Link，目前的态度仍比较保守，这是可能的原因之一。
