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傳感器技術(shù)將開啟下一個(gè)數(shù)字時(shí)代
專欄：行業(yè)資訊
發(fā)布日期：2017-12-05
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聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的爆發(fā)式增長(zhǎng)使得傳感器成為數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分 。據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道 ，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的下一階段已經(jīng)到來(lái)，該階段利用不斷進(jìn)步的傳感器連接著數(shù)十億設(shè)備及物體來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和傳輸，可觸及網(wǎng)絡(luò)最邊緣 。新一波創(chuàng)新浪潮將數(shù)字智能化擴(kuò)展到了如個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)等專用設(shè)備之外的其它領(lǐng)域 。如果某設(shè)備的功耗性能優(yōu)異 ，它就可成為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）或如聯(lián)網(wǎng)汽車、可穿戴技術(shù) 、智能建筑及城市等任意自動(dòng)...
聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的爆發(fā)式增長(zhǎng)使得傳感器成為數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。 據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的下一階段已經(jīng)到來(lái)，該階段利用不斷進(jìn)步的傳感器連接著數(shù)十億設(shè)備及物體來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和傳輸，可觸及網(wǎng)絡(luò)最邊緣。 新一波創(chuàng)新浪潮將數(shù)字智能化擴(kuò)展到了如個(gè)人電腦、平板電腦和智能手機(jī)等專用設(shè)備之外的其它領(lǐng)域。如果某設(shè)備的功耗性能優(yōu)異，它就可成為物聯(lián)網(wǎng)（IoT）或如聯(lián)網(wǎng)汽車、可穿戴技術(shù)、智能建筑及城市等任意自動(dòng)化系統(tǒng)中的智能聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。 許多人認(rèn)為這些現(xiàn)象的本質(zhì)上就是數(shù)字化。畢竟，物聯(lián)網(wǎng)是一種網(wǎng)絡(luò)，可在云端聚集數(shù)十億的數(shù)據(jù)點(diǎn)，然后通過復(fù)雜的軟件進(jìn)行處理和分析。但這些變化的核心就是傳感器，它們是一種無(wú)處不在的器件，可測(cè)量和表征如光、熱、運(yùn)動(dòng)和聲音等物理現(xiàn)象，并將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中1和0表征錨定在現(xiàn)實(shí)世界。 盡管在硅基芯片發(fā)明之前，傳感器就以某種形式存在，但如今的傳感器為了支持?jǐn)?shù)十億新設(shè)備的擴(kuò)展，正以前所未有的速度發(fā)展著。新傳感技術(shù)正在推動(dòng)創(chuàng)新應(yīng)用，如用于消費(fèi)和移動(dòng)應(yīng)用的3D光學(xué)傳感技術(shù) 把握整個(gè)傳感器系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，傳感器節(jié)點(diǎn)已遍布照明設(shè)備、服裝、食品包裝，甚至是置于人體內(nèi)部或嵌入皮膚中，但它們必須滿足一些具有挑戰(zhàn)性的新要求： ˙極其微型化 ˙超低功耗 ˙連接網(wǎng)絡(luò)的能力 ˙應(yīng)用——處理信號(hào)或數(shù)據(jù)輸出 此外，這些下一代傳感器必須適用于包括照明、藥物傳輸、門鎖、公尺以及傳統(tǒng)電子器件在內(nèi)的所有類型的“事物”的制造商。許多情況下，制造商尋求的不僅僅是電容、電阻或輸出電壓不同的傳感器；他們還需要采用“即插即用型”傳感器系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以很容易地連接到網(wǎng)絡(luò)，并與處理器或如智能手機(jī)等配對(duì)的主機(jī)相連。 這些為數(shù)字化轉(zhuǎn)型而設(shè)計(jì)的高性能傳感器節(jié)點(diǎn)通常由三個(gè)獨(dú)立技術(shù)層組成： ˙核心傳感器層（core sensor layer）：核心傳感器層是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界現(xiàn)象提供電子表征，如圖像、光學(xué)、環(huán)境或音頻等領(lǐng)域。 ˙微型化和集成層（miniaturization and integration layer）：微型化和集成層是在硅基核心傳感技術(shù)上實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)或模塊化（多芯片封裝）。這一層還提供將原始傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為線性信號(hào)流的算法，以供處理器使用。 ˙系統(tǒng)技術(shù)層（system technology layer）：系統(tǒng)技術(shù)層是嵌入在可連接入公用網(wǎng)絡(luò)的傳感器中的軟件，如低功耗藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth Low Energy）和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Wi-Fi technologies）。傳感器系統(tǒng)軟件也支持終端用戶的應(yīng)用，比如將智能腕帶中的光學(xué)傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成每分鐘心跳的測(cè)量。 在下一代傳感器系統(tǒng)中 打破性能界限 數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅僅是將更多傳感器嵌入更多類型設(shè)備的問題 以下是一些新應(yīng)用中使用傳感器引起革命性變化的案例： 新型XYZ顏色傳感器芯片（New XYZ color sensor chips）： 手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦等擁有新型XYZ顏色傳感器芯片可“看到”光的顏色 多光譜和超高光譜傳感器集成電路（Multi-spectral and hyper-spectral sensor ICs）： 多光譜和超高光譜傳感器集成電路是一種實(shí)驗(yàn)室級(jí)的芯片級(jí)光譜測(cè)量?jī)x。借助它們，有望首次出現(xiàn)準(zhǔn)確的食品顏色檢測(cè)及質(zhì)量分析。憑借光譜傳感器芯片，移動(dòng)設(shè)備的顏色分析功能還將改變工廠和醫(yī)院的檢測(cè)和質(zhì)量分析流程。CMOS圖像傳感器也在包括機(jī)器視覺在內(nèi)的工業(yè)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了重要用途。 有源噪聲消除技術(shù)（Active noise cancellation，ANC）： 有源噪聲消除技術(shù)（ANC）正在帶有集成傳感器/放大器解決方案的創(chuàng)新型音頻頭戴式耳機(jī)設(shè)計(jì)中采用。頭戴式耳機(jī)制造商首次在內(nèi)耳式耳機(jī)和無(wú)線耳機(jī)中采用ANC 芯片級(jí)3D成像系統(tǒng)（3D imaging systems-on-a-chip）： 芯片級(jí)3D成像系統(tǒng)承諾將改變虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的應(yīng)用 可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境（Sustainability and the environment）： 從為測(cè)量而生的超精確流量傳感器 醫(yī)療診斷和監(jiān)測(cè)（Medical diagnostics and monitoring）： 醫(yī)療診斷和監(jiān)測(cè)是通過超精確數(shù)字成像設(shè)備在醫(yī)院進(jìn)行計(jì)算機(jī)斷層掃描 傳感器——數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心 在個(gè)人電腦（PC）時(shí)代 僅在最近，以下情況才有可能發(fā)生：將心臟監(jiān)測(cè)器置于可7天24小時(shí)佩戴的腕帶中 那么，接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么呢 |
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