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1、传感器技术发展及应用你知不知道智能手机中的传感器都在干什么？由于人类的感官有限而且并不完美，人类发明出了许多人工传感器，以帮助了解周围的环境。近年来，许多传感器已经进入了我们最亲密、最心爱的小工具智能手机。今天的智能手机包含了许多类型的传感器，例如：陀螺仪、罗盘、加速度传感器、压力传感器、光传感器、温度传感器和接近传感器。这些传感器已经成为今天主流智能手机的标准配备。在不久的未来，还会加入紫外线传感器、湿度传感器等更多的传感器。智能手机用这么多传感器做什么呢？众多传感器的出现让智能手机的用户界面演变成一个真正智能、互动、能感知情境的用户界面。“情境感知” 可以定义为，能够感知用户所在的位置、时
2、间（不仅仅是当时的时间，还有工作、休闲和睡觉的时间等）和当时的活动。感知情境的能力更可以细分为：“活动”即用户是否正在走路、跑步、打网球或是游泳等。用户位置不单单指 GPS 系统功能。它可以感知用户是在室内、室外、遮阳处、海滩、电影院、办公室、会议室、办公桌前、购物街、寂静的图书馆、躺在床上、餐厅、在健身房运动及天气的冷暖、雨天或晴天等。位置指的是手机是在口袋里、耳边、桌上还是手提包内，是直放、横放还是屏幕朝下等。手机亦可“感知”用户的生理机能，利用传感器测定用户的心跳、体温、情绪 (如叫喊、发笑、吹口哨)、睡觉和打鼾等。时间感知”包含感知用户的日常生活习惯：用户的起床、运动、吃早餐、开车上班
3、与行驶的路线、时间、以及其它活动直到上床睡觉。取决于用户的需求和智能手机厂商的开发，以上这些都是今天就可以实现的功能。传感器信息可以与 GPS、网络信息、用户储存到手机的信息，以及手机不断收集到的用户相关数据进行智能、自适应的整合。一旦所有这些传感器以及用户特定的、情境相关的数据进行了适当的整合，新的应用就会出现，而且其中大多数是我们目前还无法想象的。以下为目前可想象的应用：在开会时，手机会自动根据你日历中的资料，以及传感器探测到的位置（会议场所是在公司内部或外部），做如下操作：关闭铃声。当放在桌面的手机屏幕朝上，手机将关闭震动功能（手机在会议桌上震动，会影响会议的进行），仅在屏幕上显示拨打人
4、的号码。若手机放在口袋中，或屏幕向下，它就会开启震动功能。提醒会议预定的结束时间。根据手机的所在位置，会自动选择震动或显示的模式。若你有另一个行程需要赶赴其他场所，手机会估计出所需时间，提醒你结束会议，保证有充分的时间抵达下一个地点。当结束会议并将手机放到耳边时，手机会马上连接到你的语音信箱。当你在听取留言信息时，你可以用手指轻敲手机两下来挂断语音信箱并直接打给留言人，或摇晃手机来跳过此信息。当你将手机放进口袋时，手机会自动挂断电话。以上动作免除了用户须看屏幕寻找按键的麻烦。当你去餐厅用餐，把手机放在餐桌上，手机会根据声音来判定你是否离开。当手机有一段时间没有听到你的声音，它会开始震动。若你不
5、去碰它，它会持续震动，并在 30 秒后会发出非常大的铃声来引起你的注意，让你回来拿手机。若你还是没有拿手机，它会打给你设定的号码（你的配偶、朋友），通知他/她你遗失了手机，并告知目前手机的所在位置。在室外走路，温度变低气压变高，手机会提醒你可能会下雨或下雪（它也会上网查询所在地的天气），并告知最近的咖啡厅，好让你躲雨；它也会告诉你哪里能买到雨伞。手机也会提供你叫车服务公司的电话或最近的地铁站的位置。晚上当你准备开车回家，手机会记住你这几天的习惯。若你常常透过手机收听广播电台或播放音乐，手机会自动为你进行这些动作。或者，若你通常会打给你的配偶或朋友，它会为你拨打电话。手机还会查询路况，告诉你最佳
6、路线。为了取悦你，它会在网站上找一则笑话念给你听。当你在路上塞车，它会读头条新闻给你，或在股市收盘时告诉你股 票投资组合的价值。当手机做提示时，你只需点头或摇头来回复是与否。你打给某人，变得非常生气，手机会听到你的吼叫，测量你的脉搏（以及你手的温度）。当你挂断电话，它会播放可以抚慰人心的音乐；告知你某一哲学家的名言或民间谚语；记住这个号码，当这个人再给你打电话时通知你。除此之外，手机还有很多可以实现的功能。只要能将所有传感器的信息智能化地加以整合，手机将不再只是一个被动的、有需求时才会使用的设备，而是会成为你活跃的伙伴。概括地说，今天的传感器技术已经成熟。智能手机和应用程序开发人员采用这项技术
7、，为用户提供比以往更加引人注目的产品互动体验，只是早晚的事情。传感器这么火，韩国也盯上了2015-02-12 13:52:06 来源：Digitimes韩国为加强在物联网(IoT)领域的竞争力，并抢占市场，应尽速培育尖端传感器相关产业。据 ET News 报导，当前韩国在物联网必备的重要技术中，在通讯技术、电视和家电等事物(Thing)方面，已具备全球化的竞争力。反观传感器的竞争力逊色于美国、日本、德国等国家，专门企业也明显不足。报导引用韩国电子零组件研究院统计资料指出，近期一般汽车搭载的传感器约 30 多种、200 多颗。相较于 1990 年代，传感器搭载量增加近 4 倍。手机搭载的传感器，
8、也比 2000年 45 颗在近期增加到 20 多颗。更多消费者对装置的便利性和安全性的要求提高，对尖端传感器的需求也迅速增加。传感器除在汽车、移动装置等既有主要产业外，在机器人、医疗装置等未来产业中，也是竞争的核心要素。业者表示，若没有精准的感测性能，无论是智能型家庭或远据医疗等，事实上都是无用之物。若多元事物都搭载大量传感器，将使精密传感器出现爆炸性的需求。传感器是辨识外在环境，并将之转换成电子讯号，让上层系统可以更轻易处理的装置。尖端传感器与半导体和纳米技术息息相关，可大幅提升感测外在环境的能力。内建资讯处理、自动校正、自我诊断、进行决策等讯号处理的智能型传感器也陆续出炉。过去单纯用来检测
9、油量、温度、排放气体的传感器，在进入 2000 年代后，用途进化为可侦测加速度、感应光线、防止冲撞、感测影像等。近来各制造厂也纷纷提升智能型防冲撞、雷达、自动驾驶感应、加速度、超音波传感器等的功能。此外，3D 视觉传感器、生物传感器等的需求也与日具增。韩国电子零组件研究院指出，微机电系统(MEMS) 传感器、 CMOS 影像传感器(CIS)、雷达系统单芯片(SoC) 等未来将主导整体传感器市场。韩国电子零组件研究院内部人员表示，传感器的原创技术相当重要，但技术的进入门槛也非常高。应在所有领域中，选出难以在短期间内创造成果，且预估将出现高成长的策略性领域，集中进行研发及事业化。以 2013 年为
10、基准，韩国在全球传感器市场的占有率仅 1.7%。美国、日本、德国的市占率达 63.0%，掌握市场主导权。韩国传感器业界人士透露，韩国的高功能尖端传感器技术力逊于先进国家，在一般通用型传感器方面，价格竞争力也明显不足。韩国政府自 2015 年起，将着手推动尖端传感器培育事业，未来 6 年间将投资 1,508 亿韩元(约 1.3 亿美元) 。除传感器产业本身外，在因应 IoT 时代的来临，也将加速展开研发。民间企业的扩大合作也相当重要，传感器具有多品项、少量生产的特性，与市场相连的策略性研发和加强生态圈，对传感器事业发展也很重要。正积极筹备 IoT 事业的三星电子(Samsung Electron
11、ics)、乐金电子(LG Electronics)、SK Telecom 等有需求的大企业，可摸索与专门传感器业者的合作方式。韩国业界也建议三星和 SK 海力士(SK Hynix)更积极发展系统芯片事业，研发具潜力的传感器。千亿传感器盛宴，为啥没有国产厂商的份？2015-02-09 14:46:20 来源：EEFOCUS分享到：标签：传感器 智能硬件 SiP 飞思卡尔智能硬件大潮涌来，让国内整个产业链都看到了光明的前景。作为智能硬件感官的传感器产业更是喜不自胜，但是庞大的千亿传感器市场国内传感器企业能吃下多少？望洋兴叹之后，我们能够做些什么？ IC 咖啡举办的一次“智能硬件与传感器对接会”活生
12、生的变成了国产传感器的批斗大会，这次活动的目地是让智能设备厂商说一说他们对智能硬件里传感器的要求，然后传感器厂商再展示一下自己传感器产品，最终促成上下游之间的合作。但是国产传感器企业要么就没有相关产品，要么就是精度、稳定性等性能满足不了要求。三十功名尘与土,八千里路云和月参加这次会议的智能硬件厂商带来了很多产品，如云狐时代的三防手机，这个产品集成了重力传感器、陀螺仪、位置传感器/接近传感器、光纤传感器、气压传感器、NFC 传感器、温度传感器、超灵敏触控传感器、声波传感器、图像传感器、加速度传感器等等。几乎集成了所有目前所能想得到的传感器。但是当被问到这些传感器的来源时，获得的答案是飞思卡尔、霍
13、尼韦尔、欧姆龙等等。在几十家供应商名单里却没有一家中国传感器企业！图 1 云狐时代三防手机当被问及为什么不适用国产传感器时，云狐时代的参会人员无奈地表示：“这些产品 60%是出口的，对传感器的要求很高。”言下之意是国产的传感器的质量得不到认可，用国产传感器很难说服国外的消费者。经过近 30 年的发展国产传感器的进步大家都看得到，但是基础能力缺乏，创新能力弱的状况并没有得到扭转。目前国内传感器企业有 1800 家左右，全球大概 6000 家左右。占了将近三分之一，传感器种类也比较齐全了，可是仔细研究之后，你会发现都是跟着别人的脚步走。中高档传感器 100%的进口，例如：位置传感器国内还停留在 3
14、 轴层面，6 轴以上全部是国外厂商的产品。在低端传感器方面，精度做的不够细。以气压传感器为例，它是四轴飞行器悬停高度的关键性器件，它的精度决定飞行器的悬停精度。国外好的气压传感器精度在一米以内，可是国产的做的好的也要在 2 米以上。所以不但在高端传感器方面我们要跟上前进的步伐，在基础传感器方面也要下大功夫。不能觉得别人有了我们也有就行了，有也要有最好的。这样才能有竞争力，才能拿到盛宴的入场券！工欲善其事，必先利其器。EDA 一直是国内的弱项，市场一直被国外巨头所垄断。设计工具的短板也在一定程度上限制了国内传感器发展（不光是传感器行业，电子设计的各个行业都是如此），用着别人的工具，也会很大程度上
15、限制着你必须要跟着别人走。所以想走出自己的路，就必须有自己的“鞋”，EDA 工具就是那双鞋。另外一个问题是国产传感器的后续支持不到位，以飞思卡尔的 MMA8452 加速度传感器为例，国内有传感器厂商的加速度传感器的精度和灵敏都已经达到 MMA8452 的水品。可是如果用国产的话，智能硬件厂商还要花时间去开发传感器的应用，然后还要进行系统调试，产品开发周期明显加长，这对更新周期本来就很短的消费电子类产品来说是致命的硬伤！而如果用飞思卡尔 MMA8452，就可以直接使用飞思卡尔成熟的解决方案，大大缩短产品周期。所以除了硬件方面的核心技术的开发和攻坚，结合硬件的系统解决方案的完善和提升还是有很多事情
16、可以做的!SIP 是方向目前传感器的应用不再局限于提供简单的环境参数，还要有自动调零、自校准、自标定等基本功能。在基本功能之外也要承担原本处理器所承担的一些任务(为任务日益繁重的处理器减压)，要拥有逻辑判断和信息处理能力，能够对被测信号进行信号调理或处理。为了达到这样的要求，将 MCU 和传感器进行整合是传感器产品发展的趋势。图 2 传感器与 MCU 整合示意由于传感器使用的 MEMS 工艺和 MCU 制程有差异，想要 SOC 化，将它们整合到半导体技术上比较困难。相对而言，SIP 方案更加可行。然而，传感器很多的应用场景要求它处在常开状态。所以常开状态和低功耗之间的矛盾是 MCU 与传感器结合过程中不得不面对的问题。全球摩天大楼的竞争就是尖端科技的竞争，尤其是安全技术。目前全球最高的阿联酋迪拜的“迪拜塔”（828 米）在建造阶段为了降低建筑物规格的误差，首次采用了人工卫星进行测量。迪拜塔施工时，人工卫星每一小时就传送回建筑现场的定位数据，该数据可以确认大楼的垂直误差，使摩天大楼拔地而起。nt
