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          智能傳感器可以應用的場景有哪一些


          智能傳感器可以應用的場景有哪一些

          21世紀的信息化時代一定程度上屬于傳感器,而進入到智能化的年代之后,傳感器前面自然而然也需要加上“智能”二字。

          一、智能手機

          智能手機之所以智能,離不開各種各樣的智能傳感器。現在智能手機中比較常見的智能傳感器有距離傳感器、光線傳感器、重力傳感器、指紋識別傳感器、圖像傳感器、三軸陀螺儀和電子羅盤等。

          比如指紋識別傳感器可以采集指紋數據,然后進行快速分析與認證,免去繁瑣的密碼操作,快速解鎖。

          二、人工智能/機器人

          傳感器是人工智能最基礎的硬件,類似于人類的感覺獲取器官。大量的傳感器即可實現“感知+控制”,而家庭自動化=感知+控制,這種層面的信息交互與人機交互,還多需人的參與。而人工智能將人類的邏輯大腦賦予機器,實現“感知+思考+執行”,最終上升到這種層次。

          例如,家里的空調不單單依靠溫濕度傳感器進行自我調節,還可以通過家庭成員的識別來自動選擇模式,比如風向的調節,針對小孩、老人溫度的調節。這些新技術將帶來無限大的想象空間,再結合機器增強學習的算法,將提供深度體驗。

          還有智能機器人使用的關鍵硬件包括驅動器、減速器和傳感器等,智能傳感器作為機器人的“五官”,在采集外界信息數據上發揮著重要作用。

          三、AR/VR

          虛擬現實中的傳感設備主要包括兩部分:一部分用于人機交互而穿戴于操作者身上的立體頭盔顯示器、數據手套、數據衣等,另一部分是用于正確感知而設置在現實環境中的各種視覺、聽覺、觸覺、力覺等。

          實現AR/VR,提高用戶體驗,需要用到大量用于追蹤動作的傳感器。比如FOV深度傳感器、攝像頭、陀螺儀、加速計、磁力計和近距離傳感器等。當前,每家VR硬件廠商都在使用自己的技術,索尼使用PlayStation攝像頭作為定位追蹤器,而Vive和Oculus也在使用自己的技術。

          四、無人機

          無人機是當下非常流行的智能硬件,其智能飛控系統的實現需要用到各種智能傳感器,包括IMU、MEMS加速度計、電流傳感器、傾角傳感器和發動機進氣流量傳感器等。

          IMU結合GPS是無人機維持方向和飛行路徑的關鍵。隨著無人機智能化的發展,方向和路徑控制是重要的空中交通管理規則。IMU采用的多軸磁傳感器,在本質上都是精準度極高的小型指南針,通過感知方向將數據傳輸至中央處理器,從而指示方向和速度。

          而MEMS加速度計用于確定無人機的位置和飛行姿態;電流傳感器可用于監測和優化電能消耗,確保無人機內部電池充電和電機故障檢測系統的安全;傾角傳感器能夠測量細微的運動變化,應用于移動程序,作為無人機的陀螺儀補償,集成陀螺儀和加速度計,為飛行控制系統提供保持水平飛行的數據;流量傳感器可以有效地監測電力無人機燃氣發動機的微小空氣流速。

          五、智能穿戴

          傳感器在可穿戴設備中起到至關重要的作用。因為可穿戴設備最基本的功能就是通過傳感器實現運動傳感。

          以小米手環為例,就用到了ADI的MEMS加速度和心率傳感器來實現運動和心率監測;AppleWatch內部除了MEMS加速度計、陀螺儀、MEMS麥克風,還有使用脈搏傳感器。

          六、智能家居

          傳感器是智能家居控制系統實現控制的基礎,隨著技術的發展,越來越多的傳感器被用到智能家居系統中。

          智能家居傳感器是家居中的“眼鼻耳”,因為智能家居首先離不開對居住環境“人性化”的數據采集,也就是說把家居環境中的各種物理量、化學量、生物量轉化為可測量的電信號裝置與元件。

          智能家居領域需要使用傳感器來測量、分析與控制系統設置,家中使用的智能設備涉及位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制、環境監測、安防感應等傳感器等技術。

          七、智能汽車/自動駕駛

          車聯網是物聯網發展的重大領域,智能汽車是車聯網的核心,正處于高速發展中。在智能汽車時代,主動安全技術成為備受關注的新興領域,需要改進現有的主動安全系統,比如側翻(rollover)與穩定性控制(ESC),這就需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測車身姿態。語音將成為人與智能汽車的重要交互方式,MEMS麥克風將迎來發展新機遇。

          MEMS傳感器在汽車領域還有很多應用,包括安全氣囊(應用于正面防撞氣囊的高g值加速度計和用于側面氣囊的壓力傳感器)、汽車發動機(應用于檢測進氣量的進氣歧管絕對壓力傳感器和流量傳感器)等。

          而自動駕駛技術的興起,也進一步推動了MEMS傳感器進入汽車。雖然GPS接收器可以計算自身位置和速度,但在GPS信號較差的地方(地下車庫、隧道)和信號受到干擾的時候,汽車的導航會受到影響,這對自動駕駛來說是致命的缺陷。利用MEMS陀螺儀和加速度計獲取速度和位置(角速度和角位置),車輛任何細微的動作和傾斜姿態,都被轉化為數字信號,通過總線,傳遞給行車電腦。即便在最快的車速狀態下,MEMS的精度和反應速度也能夠適應。得益于硅體微加工、晶片鍵合等技術的發展,精度已經上升到0.01。

          八、智慧工業

          智能工廠利用物聯網技術加強信息管理和服務,掌握產銷流程、提高生產過程的可控性、減少生產線上人工的干預、及時正確地采集生產線數據,以合理的安排生產計劃與生產進度,并優化供應鏈。在工業生產領域,傳感器應用非常廣泛,工業生產各個環節都需要傳感器進行監測,并把數據反饋給控制中心,以便對出現異常節點進行及時干預,保證工業生產正常進行。業界普遍認為,新一代的智能傳感器是智能工業的“心臟”,它讓產品生產流程持續運行,并讓工作人員遠離生產線和設備,保證人身安全和健康。

          MEMS讓傳感器小型化、智能化,MEMS傳感器將在智慧工業時代大有可為。MEMS溫度、濕度傳感器可用于環境條件的檢測,MEMS加速度計可以用來監測工業設備的振動和旋轉速度。高精度的MEMS加速度計和陀螺儀可以為工業機器人的導航和轉動提供精確的位置信息。

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