Может я сильно зря отказываюсь от 1-wire, i2c, T10 и иже с ними? Чем аргументирую — ethernet универсальнее.

не забываем, что как минимум I2C должен иметь не более 400pF шину, а это 2-3 метра всего. Он хорош, если несколько датчиков нужно подключить к контроллеру. Либо ставить усилитель шины.
3,5к рублей — не так много, учитывая схемотехнику, защиты и проч. У самого дороже будет (если только конечно времени вагон есть).
Протокол — хорош SNMP, особенно из-за трапов. А если SNMPv3 заюзать, то и с защитой вопрос практически снят.

ульмарт и прочие маркеты. в рик-компьютерс несколько лет назад наблюдал как складские рабочие проходили из помещения в помещение и «пикали» на считывателях добро, которое собирали по очередному заказу.
По моему, далеко еще до роботов.

Армы есть 176HLQFP — AM1705 у TI, у Atmel есть… но это все самый нижний класс из ARM'ов, не богатые функционалом.

можно на 3d принтере (насчет прозрачного цвета не знаю) — предложений в инете куча. Можно сходить в ближайший завод, за пол литра токаря Васю попросить болванку сделать. Потом залить силиконовым компаундом для отливки. И из пластика отлить сколько угодно экземпляров.