【導讀】隨著各種傳感器逐漸成為行動裝置的標準配備，接下來的問題是他們還可能擴展在哪些領域的應用...在日前于加州舉行的年度傳感器博覽會(Sensors Expo)上，各種創(chuàng)新技術與應用如雨后春筍般涌現(xiàn)，持續(xù)在傳感器以及為其實現(xiàn)互連的網(wǎng)絡中尋找真正的市場。
智能型手機搭載可攜式雷達
在超過220多家的參展商中，我們有幸訪問到新創(chuàng)公司OmniPresense執(zhí)行長Rob Frizzell。OmniPresense可說是短距離雷達市場的先驅，Rob Frizzell則是這家自籌資金(self-funded)公司的創(chuàng)辦人之一。他說：“沒有人把雷達看得像傳感器一樣重要，而且，目前除了我們以外，這里只有另外一家雷達公司。”
該公司以現(xiàn)成的芯片設計了一款24GHz的雷達模塊，可直接插在智能型手機的USB上執(zhí)行。該雷達模塊的主動功耗約1.4W，可在長達5公尺的距離內追蹤個人，或追蹤汽車達10公尺。
該公司早期的目標在于為高階機器人與無人機開發(fā)避免碰撞系統(tǒng)。Frizzell指出，最近在當?shù)卦?jīng)發(fā)生無人機撞上電線而燒毀的意外，一度造成當?shù)匦^(qū)停電。
Frizzell說：“如果你花了500美元買無人機，就會希望它能修好。”Frizzell還曾經(jīng)任職60GHz新創(chuàng)公司SiBeam。
長期來看，F(xiàn)rizzell在智慧家庭和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)領域看到了各式各樣的目標市場。該公司計劃在其模塊上擴展API，以提供有關對象運動、速度與其他參數(shù)的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)應用日益廣泛的智能推論。
以動作傳感器測量撞擊力
在智能型手機的加持下，加速度計已經(jīng)廣為流行了，接下來的問題是他們還可能應用在哪里。亞德諾半導體(ADI)在此看到了資產(chǎn)追蹤方面的新應用，打造出一款可提供撞擊強度數(shù)據(jù)的新組件。
這就是ADI在今年3月推出的ADXL372動作傳感器，它可用于運動頭盔、保護軌以及高價值的包裹等各種應用，功耗僅1-20微安(uA)。
據(jù)ADI光學產(chǎn)品經(jīng)理表示，在新的用例中找出投資報酬率(ROI)是近來最主要的挑戰(zhàn)之一。例如，許多人認為監(jiān)控空氣質量是智能城市的熱門應用，但政府有時會擔心這樣的部署可能只是透露出富裕地區(qū)的空氣質量比貧困地區(qū)更好的訊息。
Rohm從芯片跨入系統(tǒng)
預計在今年底，羅姆(Rohm)將利用傳感器推動其系統(tǒng)業(yè)務。該公司旗下Lapis Semiconductor日前打造出一款環(huán)境傳感器，計劃在興起中的精密農業(yè)領域占據(jù)一席之地。該智能裝置嵌入了該公司的溫度/濕度/pH值傳感器、控制器板以及900MHz收發(fā)器。
無線IoT：LPWA vs.蜂巢式技術
微芯科技(Microchip)與一家新創(chuàng)公司連手展示一款電子捕鼠器，其中內建了微芯的LoRa模塊(上圖)，以及Sigfox網(wǎng)絡(下圖)的ATA8520模塊。意法半導體(ST)則與村田(Murata)共同展示一款電路板，它采用了以ST芯片實現(xiàn)的LoRa和Sigfox網(wǎng)絡。
各種產(chǎn)品展示顯示供貨商仍普遍看好低功率廣域(LPWA)技術。盡管目前的量仍低(僅數(shù)千單位)，但業(yè)界對于新興領域的興趣十分濃厚，而還有一些抱持觀望態(tài)度的人則高談部署數(shù)百萬臺的計劃。確實，在ST展位上的一位Sigfox代表就表示，目前雖然有高達1,900萬的預訂，但他并不會對實際的部署發(fā)表意見。
這位來自Sigfox的代表說，Sigfox網(wǎng)絡由于干擾較低，因而容量較LoRa更高。此外，其廣播模式也比依靠點對點連接的LoRa網(wǎng)絡更穩(wěn)定可靠。
LoRa則聲稱擁有更大的生態(tài)系統(tǒng)，以及更開放的商業(yè)模式，而且目前已經(jīng)有多家網(wǎng)絡供貨商都部署了這項技術。相形之下，Sigfox以一種受控管的網(wǎng)絡運行，因此，這無疑是一場蜂巢式網(wǎng)絡與Wi-Fi網(wǎng)絡的經(jīng)典之戰(zhàn)。
談到蜂巢式技術，Verizon的代表指出，營運商至今已部署了數(shù)千個LTE-M模塊。該公司期望在2018年底開始提供的后續(xù)窄頻IoT(NB-IoT)模塊可望降價至10+美元，約較10美元的LoRa / Sigfox模塊稍高。
Verizon的代表說，蜂巢式營運商正積極地為數(shù)據(jù)服務定價。過去每月花費數(shù)十美元的服務，如今，根據(jù)數(shù)據(jù)量和使用情況，每年僅需花費數(shù)十美元。
模塊供貨商NimbeLink則將資產(chǎn)追蹤視為最成熟的IoT市場之一。該公司正為其蜂巢式模塊提供堅固的塑料外殼，讓用戶可在今年稍晚開始導入不同的封裝與堆棧中。
NimbeLink執(zhí)行長兼共同創(chuàng)辦人Scott Schwalbe表示：“我們每天都會聽到有人說希望追蹤每一項資產(chǎn)都是免費的。”
法國電信營運商Orange已在法國和其他地區(qū)部署LoRa網(wǎng)絡。該公司的一位技術主管在會中表示，Orange的理想客戶包括那些幫忙找回遺失行李的公司，因為Orange的服務支持優(yōu)質的內部與外部連接性。
智慧手表靠身體發(fā)熱運作
加州新創(chuàng)公司Matrix Industries展示一款獨特的熱電產(chǎn)生器，采用硅材料取代較昂貴且具毒性的碲化鉍。該公司的首款商用產(chǎn)品是搭載電子墨水顯示器的基本款智慧手表，最特別之處在于它是靠使用者手腕產(chǎn)生的熱而驅動的。
Matrix正加緊出貨來自Indiegogo的11,000只智能手表訂單。不過，該公司也在觀察其他可能的市場，包括石油與天然氣，因為這一類產(chǎn)品具有高達700度的溫差，可望達到數(shù)百瓦的發(fā)電能力。
該公司業(yè)務開發(fā)經(jīng)理Dave Millman表示：“我們目前先從穿戴式裝置著手，因為這是最困難的應用。”Matrix Industries是由加州理工學院的好幾位博士生連手成立的。
傳感器接口贏得最佳產(chǎn)品獎
AMS AG的智能配件通訊接口獲得了今年Sensors Expo的最佳產(chǎn)品獎(best of show award)。ACI透過采用專有協(xié)議的一條電力線，以小型主/從芯片從多個傳感器傳送數(shù)據(jù)。這一鏈路可減少頭戴式耳機內部的走線，同時還能增加更多的傳感器功能，例如在語音通話中消除噪聲、LED燈以及手勢辨識等。
心率監(jiān)測器實現(xiàn)KHz級采樣
Rohm還展示其最新的光學心率監(jiān)測器BH17926LC，內建于智慧戒指中。這款消費級裝置可支持達KHz級的采樣，輕松測量心率收縮資料。
參考設計瞄準IoT、穿戴式裝置
隨著傳感器應用普及，芯片制造商開始將更多的功能封裝于參考設計模塊上；這些參考設計是專為開發(fā)人員在設計IoT節(jié)點或穿戴式裝置而打造的。
Microchip的模塊采用其Cortex-M0 MCU、BLE、小型加密引擎，以及來自Bosch與Vishay的3個動作與環(huán)境傳感器；傳輸時功耗約5mA。
意法半導體(ST)的開發(fā)工具包包括自家的邏輯組件、傳感器以及LED驅動器。它還支援SD卡。
研究人員展示多款計劃冰山一角
有鑒于傳感器發(fā)展空間廣大，法國研究機構CEA-Leti如今已有多達30項傳感器計劃正進行中。CEA-Leti在會中展示幾款研發(fā)成果，包括現(xiàn)由Promo1D進行商用化的E-Thread纖維。
這種E-Thread纖維采用肉眼幾乎看不到的(190mm x 0.4mm x 0.4mm) MEMS組件，連接兩條可水洗的導線，可用于紡紗或編織。E-Thread芯片可用于RFID卷標、溫度傳感器或連接LED燈。
此外，Leti還展示四款采用不同技術的氣體傳感器，分別以不同的精確度為各種氣體進行偵測。該領域的產(chǎn)品價格范圍也相當廣泛，從1美元的消費裝置，到石油與天然氣公司所用的1萬美元工業(yè)級設備均囊括在內。
本文轉載自電子技術設計（原文發(fā)表于EDN姐妹刊EE Times，Susan Hong編譯）。
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