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傳感器趨勢(shì)之一:傳感器融合

2020-07-16 13:49 傳感器專家網(wǎng)

導(dǎo)讀:隨著越來(lái)越多的半導(dǎo)體供應(yīng)商將傳感器接口集成到其片上系統(tǒng)(SoC)中,采用傳感器融合技術(shù)的系統(tǒng)有了顯著增長(zhǎng)。

由于智能設(shè)備的爆炸性增長(zhǎng),傳感器現(xiàn)在幾乎無(wú)處不在。在許多應(yīng)用程序中都具有讀取和解釋環(huán)境條件(例如壓力,溫度和接近度)的能力。先進(jìn)的傳感器應(yīng)用程序結(jié)合了來(lái)自多個(gè)來(lái)源的傳感器數(shù)據(jù),以提供更高級(jí)別的功能。這種做法稱為傳感器融合。結(jié)合使用加速度計(jì),陀螺儀和磁力計(jì)(羅盤(pán))來(lái)創(chuàng)建精確的運(yùn)動(dòng)傳感器是傳感器融合的主要示例。

傳感器融合算法的復(fù)雜性不斷提高,需要額外的處理能力和軟件開(kāi)銷。為了減少對(duì)應(yīng)用處理器的影響,傳感器功能由片外協(xié)處理器以及集成的片上子系統(tǒng)處理。

隨著越來(lái)越多的半導(dǎo)體供應(yīng)商將傳感器接口集成到其片上系統(tǒng)(SoC)中,采用傳感器融合技術(shù)的系統(tǒng)有了顯著增長(zhǎng)。盡管智能手機(jī)中的運(yùn)動(dòng)感測(cè)是傳感器融合實(shí)現(xiàn)的最常見(jiàn)示例,但這些功能也已集成到許多不同的應(yīng)用程序中,例如在汽車,消費(fèi)電子和數(shù)字家庭市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)的那些應(yīng)用程序。

隨著人們對(duì)跟蹤其個(gè)人健康和/或健身目標(biāo)的興趣日益濃厚,可穿戴設(shè)備正變得越來(lái)越受歡迎。從測(cè)量心率和睡眠模式到跟蹤步數(shù)和更高級(jí)的鍛煉監(jiān)控,人們使用可穿戴設(shè)備記錄的個(gè)人活動(dòng)范圍是天文數(shù)字。這些產(chǎn)品每年售出數(shù)千萬(wàn)。實(shí)際上,這些類型的設(shè)備的出貨量估計(jì)每年達(dá)到3億個(gè)(BI Intelligence的“全球可穿戴設(shè)備單位出貨量”)。

當(dāng)今的可穿戴設(shè)備大多會(huì)計(jì)算一維測(cè)量值,例如計(jì)算卡路里或行駛里程。通過(guò)組合多個(gè)傳感器,可以創(chuàng)建和分析更加準(zhǔn)確的活動(dòng)圖片。傳感器軟件公司已經(jīng)在展示可以提供與身體各個(gè)部位的角度,速度和位置有關(guān)的數(shù)據(jù)的技術(shù),這些數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)傳達(dá)給移動(dòng)設(shè)備。傳感器硬件和軟件算法的這種復(fù)雜組合將成為下一代可穿戴設(shè)備的主流功能。

傳感器融合的另一個(gè)有趣進(jìn)展涉及位置。自GPS成為主流技術(shù)以來(lái),就已經(jīng)存在創(chuàng)建地理圍欄或虛擬邊界的概念。例如,可以在您的家庭或企業(yè)周圍動(dòng)態(tài)創(chuàng)建地理圍欄,并與基于位置的設(shè)備(如智能手機(jī))結(jié)合使用,以使其變得有用。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)入或離開(kāi)地理圍欄區(qū)域時(shí),可以將指示事件已經(jīng)發(fā)生的通知發(fā)送到設(shè)備(或其他地方)。

現(xiàn)在,此通信概念得到了增強(qiáng),可以根據(jù)位置生成針對(duì)目標(biāo)移動(dòng)設(shè)備的特定消息傳遞。例如,地理圍欄使商店可以知道您何時(shí)到達(dá)商店的特定區(qū)域,并通知您該區(qū)域的銷售商品。

可以根據(jù)常規(guī)位置啟用或禁用功能和應(yīng)用程序。將“粗粒度” GPS數(shù)據(jù)與更多“細(xì)粒度”室內(nèi)定位協(xié)議(例如藍(lán)牙低功耗(LE)或近場(chǎng)通信(NFC))相結(jié)合,可使供應(yīng)商為購(gòu)物者提供更多定制化的體驗(yàn)。

傳感器功能的基本概念(讀取和解釋壓力,溫度和接近度等環(huán)境條件)正在不斷完善和增強(qiáng)。如今,正在構(gòu)建更復(fù)雜的傳感器融合應(yīng)用程序,以提供更高階的功能,例如基于位置的營(yíng)銷和高級(jí)適應(yīng)性監(jiān)控。

滿足這種新的傳感器功能水平所需的處理性能呈指數(shù)增長(zhǎng)。為了滿足這些處理要求,設(shè)計(jì)人員正在構(gòu)建片外和片上傳感器集線器,以最大程度地減少對(duì)主機(jī)處理器的影響。性能,面積和能源消耗繼續(xù)定義系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。