传感器的前世今生:由模仿到模拟
业上的高端传感器,最终将应用到智能终端上。
"很多传感器过去是用在飞机上的,现在用到了手机上,比如加速度传感器、磁力计、气压计、陀螺仪。"张毅说,随着iPhone 6和iWatch上实现了气压计的应用,压力传感器的市场被打开了,未来会有大幅度上升,未来五年会有10亿美元以上的增量。
有了气压计,人们所在之处的海拔高度就可以被精确识别;用于室内导航的话,就可以进行楼层识别;在为汽车导航的时候,就可以分辨汽车是在在高架上还是高架下,而且随着气压计更多的进入移动终端,就可以让每个人都成为气象终端,进行个性化的气象预报。
随着材料科学的进步,人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器,光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器,用陶瓷制成压力传感器。
高小龙说,如今我们会看到传感器集成更多智能,并且需要更加紧密地将传感器与单片机和数字网络产品相互集成。传感器需要更多的分层智能,以便解决电力保存、安全性和连接性问题。随着即将来临的物联网应用浪潮,传感器系统会变得更加复杂、更具背景和环境感知能力。"幸运的是,我们所有身在其中的人将会感觉更加有趣。"
李昕欣介绍,从现在传感器的能力来说,有些地方还达不到五官的能力,但是有些能力能够超过,比如监测爆炸物的传感器。从传感器的发展趋势上看,需要解决功耗、体积、造价和寿命问题,让传感器越来越小,越来越便宜,功耗越来越低,每个人都可以有、可以大量占有。
现在博世、意法半导体、霍尼韦尔、飞思卡尔、日立等传统的电子制造业巨头,都把传感器作为未来业务的主要增长点,目前MEMS传感器年产值在200亿美元左右,但增长十分迅猛。
"现在很多公司都对传感器感兴趣,最重要的是如何设计一种产品,如何让用户接受传感器所带来的服务。"他说。
"每年20%的工业自动化的传感器的更换,这不是最伟大的市场。"他说,最伟大是历史上从来没有的市场,谁也没想到陀螺仪可以用到手机里,原来根本不敢有这个奢望。但是苹果就实现了,这才是更加宝贵的第一桶金。
"武装到牙齿"
今年以来,全球几大消费电子巨头纷纷发力抢占以智能眼镜及智能手表为代表的可穿戴设备市场。
在本轮可穿戴设备的追逐热潮中,传感器已然成为可穿戴设备产业链上最重要的组成部分。
2014年初,谷歌宣布,正在研发一款血糖监测隐形眼镜,通过使用微型血糖传感器和无线发送器,依靠对人的眼泪分析就能监测出体内血糖浓度,可让患者摆脱对血糖仪的依赖。英特尔公司也宣布耗资1亿美元收购Basis Science公司,该公司的传感器技术可以监测心率、血流量和散热量。
9月初,芬兰赫尔辛基的睡眠传感器公司Beddit宣布最新一轮融资获800万美元。
这家公司的传感器,就是通过穿戴者心脏收缩力检测个人的心跳,用胸壁运动探测呼吸的节律。胸带测量使用者就寝时间、起床时间、睡眠时间,检测心率、睡眠质量和呼吸运动,包括打鼾。
常见的可穿戴式物理传感器产品,包括可以监测心率的智能手机与智能手表,更加精确测量心率和心血管指标的胸带式传感器,放在跑鞋或鞋垫上,测量运动节奏、速度和距离的计步器。在不断发展的电子元件与新服装材料的推动下,传感器开始与服装集成,被应用到身体撞击检测、生物信号监控、生物力学监控和生物反馈等方面。
随着非植入式电化学和生物传感器的发展,可穿戴式传感器可以利用对眼泪、唾液、汗液,以及皮肤组织液等体液的检测来填补实时监测体内疾病及药效的空白。
谷歌的血糖监测隐形眼镜,就是通过泪液与血液间葡萄糖含量的相关性,应用于糖尿病的监测和管理。
过去镶嵌在假牙上的唾液传感器,现在已改进成了在牙齿上的图腾,并与远程无线数据传输相结合,实时反映人体情绪、激素、营养和代谢的情况。
此外,汗液、皮肤组织液、甚至尿液中也都有可以反映人体健康状况的物质。针对这些指标,大大小小的公司都在研发各种既轻小又精准的传感器,为实时检测人体健康状况创造了条件。
今年7月底,售价仅79元的小米手环颠覆了手环市场。小米生态链产品总监夏勇峰对财新记者说,这已经是手环的成本价格。
小米手环最主要的成本来自蓝牙芯片和加速度传感器,可以实现手机解锁、运动量监测、睡眠质量监测等功能。其中来自美国ADI亚德诺半导体的加速度传感器,号称是最低功耗的运动传感器、最省电的军用运动传感器。据该公司介绍,在美国的军用头盔上,也用了三颗同样的传感器。
加速度传感器在进入消费电子市场之前,实际上已被广泛应用于汽
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