傳感器技術(shù)將開啟下一個(gè)數(shù)字時(shí)代
發(fā)布時(shí)間:2018-01-26 閱覽次數(shù):2429 次
許多人認(rèn)為這些現(xiàn)象的本質(zhì)上就是數(shù)字化。畢竟,物聯(lián)網(wǎng)是一種網(wǎng)絡(luò),可在云端聚集數(shù)十億的數(shù)據(jù)點(diǎn),然后通過復(fù)雜的軟件進(jìn)行處理和分析。但這些變化的核心就是傳感器,它們是一種無處不在的器件,可測量和表征如光、熱、運(yùn)動(dòng)和聲音等物理現(xiàn)象,并將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中1和0表征錨定在現(xiàn)實(shí)世界。
盡管在硅基芯片發(fā)明之前,傳感器就以某種形式存在,但如今的傳感器為了支持?jǐn)?shù)十億新設(shè)備的擴(kuò)展,正以前所未有的速度發(fā)展著。新傳感技術(shù)正在推動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用,如用于消費(fèi)和移動(dòng)應(yīng)用的3D光學(xué)傳感技術(shù)、用于可靠的攝像頭自動(dòng)對(duì)焦及圖像校正的飛行時(shí)間(ToF)測量、用于“工業(yè)4.0”操控的高端機(jī)器視覺、用于醫(yī)療診斷的高分辨率成像,還有自動(dòng)調(diào)節(jié)建筑物、自動(dòng)/無人駕駛汽車,以及24小時(shí)個(gè)人健康監(jiān)測器。
把握整個(gè)傳感器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展,傳感器節(jié)點(diǎn)已遍布照明設(shè)備、服裝、食品包裝,甚至是置于人體內(nèi)部或嵌入皮膚中,但它們必須滿足一些具有挑戰(zhàn)性的新要求:
• 極其微型化
• 超低功耗
• 連接網(wǎng)絡(luò)的能力
• 應(yīng)用——處理信號(hào)或數(shù)據(jù)輸出
此外,這些下一代傳感器必須適用于包括照明、藥物傳輸、門鎖、公尺以及傳統(tǒng)電子器件在內(nèi)的所有類型的“事物”的制造商。許多情況下,制造商尋求的不僅僅是電容、電阻或輸出電壓不同的傳感器;他們還需要采用“即插即用型”傳感器系統(tǒng),該系統(tǒng)可以很容易地連接到網(wǎng)絡(luò),并與處理器或如智能手機(jī)等配對(duì)的主機(jī)相連。
這些為數(shù)字化轉(zhuǎn)型而設(shè)計(jì)的高性能傳感器節(jié)點(diǎn)通常由三個(gè)獨(dú)立技術(shù)層組成:
• 核心傳感器層(core sensor layer):核心傳感器層是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)象提供電子表征,如圖像、光學(xué)、環(huán)境或音頻等領(lǐng)域。
• 微型化和集成層(miniaturization and integration layer):微型化和集成層是在硅基核心傳感技術(shù)上實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)或模塊化(多芯片封裝)。這一層還提供將原始傳感器測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為線性信號(hào)流的算法,以供處理器使用。
• 系統(tǒng)技術(shù)層(system technology layer):系統(tǒng)技術(shù)層是嵌入在可連接入公用網(wǎng)絡(luò)的傳感器中的軟件,如低功耗藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth Low Energy)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wi-Fi technologies)。傳感器系統(tǒng)軟件也支持終端用戶的應(yīng)用,比如將智能腕帶中的光學(xué)傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成每分鐘心跳的測量。 在下一代傳感器系統(tǒng)中,每個(gè)技術(shù)層都包括硬件和軟件,并封裝在一體后向終端產(chǎn)品制造商提供。這些微型的聯(lián)網(wǎng)傳感器很容易集成到應(yīng)用中,因此對(duì)于這些器件的持續(xù)擴(kuò)展至關(guān)重要。