物联网发展推助传感器应用七十二变

  行动装置应用成熟 智慧家电加速跟进

  随着行动装置中的感测器应用发展日益成熟,消费者的需求开始慢慢扩张,现在智慧家电亦开始加速感测器的相关应用。

  苏振隆表示,目前湿度感测器应用于家电类产品居多,例如除湿机与智慧冰箱都须要感应空气中的湿度高低。现阶段若是环境太过潮湿,手机可以提醒使用者应开启除湿机。但在进入物联网的时代后,使用者希望物品可以自动化,所以未来将感测器加入机器中,将可做到湿度提高时除湿机会自动运作;而冰箱也须自动侦测空间内湿度才得以做出湿度控制,以防食物产生脱水现象。

  奥地利微电子台湾区总经理李定翰表示,智慧照明可藉由感测热能,自动感应使用者进出状态,确实地开启或是关闭灯泡电源,以便做到真正的节能。

  苏振隆补充,湿度感测器也可以应用于汽车的雨刷,若是下雨或是有液体喷溅到车窗上,感测器可以自动启动雨刷,排出挡风玻璃上的液体。

  奥地利微电子(ams)台湾区总经理李定翰(图3)表示,智慧电灯(Smart Lighting)可藉由感测热能,自动感应使用者进出室内的状态,确实地开启或是关闭灯泡电源,以便做到真正的节能;相较之下,以往利用红外线感应物体的经过来决定电灯开起的设计,则容易因为物体长时间未有移动,而自己熄灭。

  掌握心率/血氧/血压 光学式生物感测器“看透”你

  光学式生物讯号感测器(Biosensor)需求飙涨。近年来,消费者开始注重自身生理健康,一般穿戴式装置中简单的计步与睡眠监测功能早已不能满足使用者需求,透过不同波长的发光二极体(LED)照射在皮肤上来测量心率、血压及血氧等生理数值才是穿戴式装置的发展趋势。

  李定翰表示,近年来资讯科技(IT)大厂开始跨领域购并医疗与生物相关的厂商,原因是看好未来光学式生物讯号感测器的需求会持续上升。

  据了解,手机市场已经趋近饱和,所以穿戴式的应用将会是此类感测器的成长方向;再加上今年初苹果智慧手表(Apple Watch)上市以来,带动了一股穿戴式的风潮。各家厂商开始推出内建光学式生物讯号感测器的手表/腕带式的装置,让消费者可透过萤幕或是搭配的行动应用程式(APP),来监测自身的身体状况。

  光学式生物讯号感测器是透过光照在使用者的皮肤上,光线被人体中的组织、骨骼与血管吸收、打散及反射,感测器则是侦测这些反射光来收集数据。常见的红光波长(850~940nm)不适合手表/腕型装置使用,因手腕不像指尖与耳部有血量丰沛的微血管;绿光波长(525nm)、黄光波长(590nm)是目前市面上常见的解决方案。

  确保长时间运作 低功耗成感测器发展重点

  不论是何种应用层面,“低功耗”皆为感测器的重要发展趋势。举例来说,穿戴式装置受到体积与重量的限制,其微控制器(MCU)与MEMS感测器等元件开发商,纷纷推出超低功耗、小体积、高精确度,以及高整合度的解决方案。

  亚德诺(ADI)半导体亚太区MEMS市场经理赵延辉表示,2015年开始手机市场成长趋缓,未来感测器的应用发展应朝向低功耗与小尺寸的穿戴式市场迈进。

  据了解,大部分的穿戴式装置感测器需要极低功耗,原因是为因应消费者的便利性需求;因为穿戴式产品需要长时间待机,以备使用者随时可唤醒使用其功能;而智慧手表则须要一天充电一次,这对大部分的使用者来说便利性偏低。

  另一方面,若是应用于智慧家庭(Smart Home)中,安装于燃气表的感测器,须要长时间监测何时地牛翻身,方可自动切断燃气供应;但由于地震来临的不确定性,所以感测器可能需要为期5~10年的待机时间。

  据悉,极低功耗的感测器应用十分广泛,不少厂商开始推出道路周边碰撞感测器。此类感测器可安装于人烟稀少的路上,若是驾驶人在开车的过程中发生意外,感测器可自动感应环境中不正常的碰撞,可直接通报道路救援系统进行驰援。此类元件需要极低功耗,以备需要时可正常运作。

  QuickLogic产品管理资深总监Frank A. Shemansky, Jr.则认为,感测器的技术挑战是尺寸、成本,以及其性能(准确性与功率效率等)。该公司推出的感测器处理系统能以少量功耗提供比传统ARM Cortex-M4F微控制器感测器集线器(Sensor Hub)方案高出80%的运算功能。

  另一方面,Bosch Sensortec也提出未来的感测器愿景是将所有感测功能整合于同一晶片上,同时,该晶片还拥有电池足以供电,以及无线联网功能。