全球主流可穿戴傳感器分類及主要方案盤點

　　IHS 預期，消費者對各類可穿戴設(shè)備的強勁需求，將讓應用在可穿戴設(shè)備中的傳感器出貨量激增，預計在2013至2019年間將成長七倍；可穿戴傳感器出貨量在 2013年為6，700萬顆，2014年估計約8，500萬顆，明年可成長一倍達1.75一顆，2019年出貨量則估計為4.66億顆。而由于每款可穿戴式設(shè)備中的傳感器數(shù)量不只一顆，傳感器的種類、功能用途多種多樣，所以可穿戴傳感器的成長速度將會遠高于可穿戴設(shè)備。

　　可穿戴傳感器分類

　　1、MEMS運動傳感器

　　從2008年開始，MEMS傳感器陸續(xù)嵌入到手機、車載、穿戴、智慧家庭等各種電子設(shè)備，技術(shù)進步的同時當前面臨的問題是MEMS缺應用，即MEMS能夠做什么。本帖對MEMS器件的基本原理以及MEMS器件在各種各樣的產(chǎn)品當中的應用做個簡單的整理。

　　加速傳感器及應用

　　加速傳感器的工作原理用彈簧比喻很容易理解，震動情況彈簧有縮有伸距離會有轉(zhuǎn)變，兩端相當于電容的兩級，距離轉(zhuǎn)變電容輸出就是不一樣。當然我們在看加速傳感器的時候，它的參數(shù)第一個就是RAGE，相當于量程是多少，手機上基本是2g，現(xiàn)在MEMS的器件當中最大可以擴到8g，用在類似游戲手柄上，打網(wǎng)球的時候即使甩動輕一點也可以檢測到，但如果2g的時候根本沒有辦法識別打的近還是遠。另外一個參數(shù)就是分辨率，手機當中更多應用到的12bit，再簡單的可能是6bit，比如橫豎屏的切換。

　　加速傳感器的主要應用有哪些？

　　第一個是簡單的橫豎屏；

　　第二個是翻轉(zhuǎn)應用，最初翻轉(zhuǎn)應用是跟甩歌甩屏一起，但體驗不好很多手機里面就沒有這個功能 了；

　　第三個是計步器應用，2010年的時候日本很多手機也已經(jīng)采用，技術(shù)很成熟，比如說走500步，測 下來就是499或者501；

　　第四個是雙擊功能，設(shè)一個中間格的時間點，對兩次中斷的數(shù)據(jù)作對比，所以對雙擊是非常精確 的，比如說手環(huán)或者手表操作空間有限，可以用雙擊啟動某一應用；

　　第五個是手勢識別，檢測左右傾斜及傾斜角度，例如在家庭室內(nèi)裝潢的時候，以前就是拿一個墨 線在墻生彈，現(xiàn)在有激光水平儀，但無法確擺放的器件水平面是平的，如果用量程是4g分辨率是 12bit加速傳感器精確度就非常高。

　　第六個應用是防盜，當裝有傳感器的設(shè)備被拿起時，警報就會響；

　　第七個是FREEFALLDETECTION，例如現(xiàn)在用的筆記本如果摔下去，可能外表壞掉，但是硬盤不會 壞，因為里面有加速傳感器，瞬間會檢測到，它會讓磁頭離開磁盤。

　　第八個是檢測震動，當洗衣機擺的不正的時候，振動的時候聲音很大，傳感器可以檢測出震動頻 率，避免整個東西跟外部東西產(chǎn)生共振；最后游戲應用最典型的就是手柄，對的體感有更大的提 高。

　　磁力計原理及應用

　　磁力計檢測的是地球磁場，地球磁場在所有磁場當中是比較微弱的一環(huán)，任何帶鐵工藝的東西，包括手機當中的一些屏蔽罩，一些連接鍵包括一些卡槽都會產(chǎn)生磁場，這些磁場有可能是比地球磁場要大很多的。關(guān)于磁力器的應用最多的是地圖方向指示，GPS只能判斷所在經(jīng)緯度，有磁力器就可以知道東西南北。它還有在家庭中的應用，比如在門上加一個磁力器，它可以檢測門開關(guān)的過程當中角度，從而判斷門有沒有鎖。當然磁力器也可以定位，因為每個點的地球分布是不一樣的。

　　還有應用就是室內(nèi)定位導航，根據(jù)設(shè)定的位置目標，通過磁力器判斷你到底在哪個方向走，走路可以判斷你在室內(nèi)走來算距離，但是現(xiàn)在還沒得到規(guī)模使用，第一因為精確算法是到什么程度，第二是室內(nèi)地圖誰來提供。

　　氣壓計原理及應用

　　氣壓計內(nèi)部集成了一些高度算法可以做高度計算。最典型的應用是在三維GPS導航里面。現(xiàn)在很多城市都有高架，那你在高架上還是高架下，氣壓計精度在 30cm很容易解決這個問題（高架橋高度大于7m）。氣壓計還可以做天氣預報。其實基本上天氣預報基本上是通過累計變化來預測的，可以知道更長時間未來的天氣變化情況。

　　觸控傳感器

　　飛思卡爾MPR121的產(chǎn)品，可以用于按鍵直接開鎖。比如說手機屏幕大做一個手機套，套子上有不同按鍵，可以通過按鍵跟手機連通，這個應用也是非常有意思的。也可以做一些感知的應用，這樣的話就相當于在光線不好或者沒有辦法看清楚這個鍵盤的時候，會直接點開鍵盤。

　　傳感器廣泛應用

　　飛思卡爾在穿戴式上的方案有個相當于BLESOC加上計步器算法的應用，比如MMA9555集成所有的計步器的算法（包括像手勢識別的算法）。它的好處是這個計步器可以進一步識別你的走路、快跑、慢跑，可以計算出你的卡路里是多少。而任何時候東西有交互才會有快樂，比如朋友圈手環(huán)的PK運動里程。飛思卡爾通過各種SENSOR的融合以及相關(guān)SENSOR的一些算法可以開發(fā)出來更多的應用，接下來手環(huán)產(chǎn)品更多會帶來更多的顯示的東西，這樣飛思卡爾會有一些很多的產(chǎn)品。

　　傳感器技術(shù)在手機、穿戴及各種電子設(shè)備中的應用越來越多，隨之而來的是長待機和功耗問題。如手機整個CPU做SENSOR計算的話，它的運行是非常大的，需要獨立的協(xié)處理器SensorHub。而飛思卡爾了解處理器，也做MCU這是最大的優(yōu)勢。

　　主要功能：運動監(jiān)測、導航、娛樂、人機交互

　　國內(nèi)傳感器公司：美新半導體、明皜傳感、矽睿科技、深迪半導體、士蘭微電子、敏芯微電子等

　　典型設(shè)備：Nike+ FuelBand、Jawbone Up、Fitbit Flex、咕咚手環(huán)、Pebble、Geak Watch、InWatch、Galaxy Gear

　　生命在于運動，運動是生命中不可或缺的重要組成部分。因此，通過運動傳感器隨時隨地測量、記錄和分析人體的活動情況具有重大價值：用戶可以知道跑步步數(shù)、游泳圈數(shù)、騎車距離、能量消耗和睡眠時間等。圖2為基于運動傳感器的可穿戴設(shè)備發(fā)展歷程，從簡單的計步器到復雜的智能手表，傳感器用量“與日俱增”，運動監(jiān)測“精益求精”。

　　基于運動傳感器的可穿戴設(shè)備發(fā)展歷程
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