传感器的重点 敲黑板！划2018年传感器技术重点啦

敲黑板！划2018年传感器技术重点啦

一年一度的传感器博览会(Sensor Expo 2018)又来了！今年度的这场传感器盛会吸引了超过5,000人注册参与，还有250家以上的公司展示最新产品。相较于去年的技术展示，这些不断成长的数字显示在此物联网(IoT)发展的早期阶段，有越来越多各种不同的传感器组合陆续增加，同时也持续地吸引着人们的高度兴趣。

在今年的展会现场，我有机会拜访了美国加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego) Jacobs工程学院院长Albert Pisano。他曾经在伯克利大学(UC Berkeley)主持传感器与致动器实验室。而在此新的工作岗位，他带领的是一项专注于可穿戴设备的类似计划。

但是，Pisano说：“我们并不是要做像Fitbit那样的产品，而是对于能直接在皮肤上起化学反应的生物兼容设备感兴趣。”

Pisano介绍其研究团队正在探索中的三个关键应用案例：用于早产儿的小型、持久型组合传感器；用于老年人的连续生物传感器，以及制药公司在临床试验中置于人体中的传感器。

从技术挑战来看，这些传感器都必须提高准确度，同时降低成本、尺寸和功耗。在实验室中，一项有趣的技术是使用人体汗液中的乳酸作为供电来源，其电量足以驱动超低功率无线电。不过，这项技术还处于早期阶段，在确定如何针对个别化学的广泛差异进行校准时面临着大数据挑战。

尺寸和成本也是另一个传感器市场——资产追踪——的重要因素；这一市场据称是IoT中最热门领域之一。受惠于芯片整合以及较低功耗网络(如LTE CatM和LoRa)的带动，模块价格已经从25美元降低至平均15美元了。然而，展示该模块的工程师说，坏消息是营运商尚未普遍部署稳定的CatM网络，而LoRa还在致力于部署全球漫游。

此外，美商亚德诺(ADI)、罗姆(Rohm)和TDK等主要的参展商在过去几年来陆续收购了几家较小规模的传感器供应商，如今已经补齐了其产品组合。

在这场年度盛会的最后一天下午，最新传感器技术现场仍吸引众多人群聚集

双雷达系统提升定位精度

ADI在今年2月收购Symeo后，推出了配备57-64GHz的雷达传感器。这家总部位于德国慕尼黑的Symeo在被收购之前，一直在销售这套尺寸仅一个棒球大小的3,000美元系统，目标在于精确定位建筑工地的起重机等用途。

该公司的秘诀在于其使用现成芯片的电路板设计上支持软件执行，因而能够让两个传感器协同作业，提供超过500公尺(m)以上的5mm的定位精度，这比起单独使用一个雷达作业的定位精度更高一个数量级。

ADI尚未明确表示未来将如何以及何时开始推出Symeo的技术，但从这项技术展示在其摊位的显著位置来看，很明显该公司对它寄予厚望。

利用超音波听音检测

意法半导体(STMicroelectronics；ST)展示了一种能够拾取20Hz至80KHz信号的MEMS麦克风，可深层监听超音波频谱，以检测建筑物中的管线泄漏等故障情况。如同在Sensor Expo展场的其他传感器一样，这款低于1美元的组件目的在于将数据串流传输到执行嵌入式分析的微控制器(MCU)。

传感器嗅出产品气味

来自日本东京的新创公司Aroma Bit自诩为提供气味分析服务的数据公司。该公司专有的气体传感器技术，分别使用了35种不同的薄膜来检测气味。这种技术称为石英晶体微量天平，能够测量石英晶体谐振器的频率变化，从而确定每个区域的质量变化。

上图背景中的Aroma Coder 35Q感测盒可作为隔离气味的腔室。该新创公司迄今已编制了超过1,000种气味的数字签名。例如，展示中提供了百事可乐(Pepsi)与可口可乐(Coca-Cola)气味差异的数位描述。

磁传感器支援各种角度

TDK展示其最新的穿隧磁阻(TMR)传感器。360°角度传感器可提供0.2度以内的定位，预计将在今秋出样，其成本据称不到1美元。

新款TAD2140传感器可用于汽车动力方向盘和雨刷马达等产品，去年还取得了智能手机订单，用于手机中的相机防手震功能。该组件采用TO-6封装，整合了6个电容和1个电阻，可支持使用ICsense嵌入式DSP的数字接口。ICsense是TDK于2017年3月收购的ASIC设计公司。

塑料传感器嘉惠截肢患者

英国的PST Sensors展示在软性塑料基板上整合传感器的最新进展。这项设计专为用于义肢内部而开发，透过蓝牙监测并回报义肢内部的温度、湿度等动态——这些因素可能会影响截肢患者因糖尿病而进一步恶化。

该传感器将于今秋用于英国国家健康服务中心(National Health Service)进行试验。PST Sensors目前正在开发第二代产品，预计明年发表这款可编织于袜子的传感器产品。

Alps多样化传感器

日本阿尔卑斯电气株式会社(Alps Electric)展示其传感器组合(下图)，这同时也可作为传感器领域应用多样化的一个指标。该公司并未在活动中发表新芯片，而是与网关供应商、美国云端运算软件供应商Mode连手展示使用其模块开发的端对端物联网解决方案。

Thales追逐IMU中间市场

法国Thales Group旗下美国分公司正尝试利用其最新的NavChip2，为其六轴惯性测量单元(IMU)开辟新的中间市场。该模块采用现成芯片，以高达16G和2,000度/秒的速度，提供每小时低于5度的定位漂移精确度。其目标在于以较低成本为汽车、无人机和机器人提供1,300美元的子系统。

以低功率侦测电流

罗姆(ROHM)则展示一款微型的非接触式电流传感器，采用磁偏置测量通过电路板的电流。相较于目前采用电阻的途径，这款不到1美元的组件大幅降低了功耗与热。

升级触控与安全性

微芯科技(Microchip Technology)展示一款增强型电容式触控传感器，可嵌入于其新型的32位MCU——SAM L10和L11。该公司声称这些芯片是首款支持Arm TrustZone硬件安全技术的Arm Cortex-M23 MCU。在该MCU内部的触控传感器能够平行撷取4个信号，而且比该公司现有的嵌入式传感器具备更佳的抗噪声与抗湿度性能。

编译：Susan Hong

本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载

传感器技术未来发展的四大重点领域有哪些？

随着材料科学、纳米技术、微电子等领域前沿技术的突破以及经济社会发展的需求，四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。

一、可穿戴式应用

据美国ABI调查公司预测，2017年可穿戴式传感器的数量将会达到1.6亿。以谷歌眼镜为代表的可穿戴设备是最受关注的硬件创新。谷歌眼镜内置多达10余种的传感器，包括陀螺仪传感器、加速度传感器、磁力传感器、线性加速传感器等，实现了一些传统终端无法实现的功能，如使用者仅需眨一眨眼睛就可完成拍照。

二、无人驾驶

在该领域，谷歌公司的无人驾驶车辆项目开发取得了重要成果，通过车内安装的照相机、雷达传感器和激光测距仪，以每秒20次的间隔，生成汽车周边区域的实时路况信息，并利用人工智能软件进行分析，预测相关路况未来动向，同时结合谷歌地图来进行道路导航。奥迪、奔驰、宝马和福特等全球汽车巨头均已展开无人驾驶技术研发，有的车型已接近量产。

三、医护和健康监测

国内外众多医疗研究机构，包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。

气体流量传感器AFM3000系列

如奥松电子气体流量传感器AFM3000系列是专为呼吸机设计，可精确测量空气、氧气和其他非侵蚀性气体流量。该款传感器采取独特的风道设计，确保传感器中的流动体压损极低，可适用于各种苛刻的应用场景。

AFM3000系列流量传感器具有体积小、重量轻、读数直观清晰、可靠性高、低压损等诸多优点，广泛应用医疗器械、环境监测、实验室等多个领域。

四、工业控制

2012年，GE公司在《工业互联网：突破智慧与机器的界限》报告中提出，通过智能传感器将人机连接，并结合软件和大数据分析，可以突破物理和材料科学的限制，并将改变世界的运行方式。报告同时指出，美国通过部署工业互联网，各行业可实现1%的效率提升，15年内能源行业将节省1%的燃料(约660亿美元)。2013年1月，GE在纽约一家电池生产企业共安装了1万多个传感器，用于监测生产时的温度、能源消耗和气压等数据，而工厂的管理人员可以通过iPad获取这些数据，从而对生产进行监督。

未来，这四大领域可能成为传感器技术未来发展的重点。

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