該智能傳感器光學(xué)檢測部分,具有自校準(zhǔn)回路,系統(tǒng)具有自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理能力,傳感器節(jié)點(diǎn)所采集到的血氧飽和度數(shù)據(jù)以及心電信號(hào)數(shù)據(jù),通過肢體通信(BCC)收發(fā)器傳輸至中樞傳感器,另外,時(shí)鐘信號(hào)由中樞傳感器發(fā)送至各傳感器節(jié)點(diǎn),從而去除了各節(jié)點(diǎn)外接的片外晶振,該系統(tǒng)構(gòu)架在實(shí)現(xiàn)傳感器間雙向通信的同時(shí),提高了系統(tǒng)的集成度。
目前在可穿戴傳感器的研究中,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)自校準(zhǔn)、自動(dòng)采集、雙向通信等智能傳感器的基本功能,如何提高復(fù)雜檢測環(huán)境下多信號(hào)采集過程中的同步精度成為了研究熱點(diǎn)。
2016年,歐洲微電子研究中心(IMEC)與三星電子共同展示了一種多參數(shù)生理信號(hào)記錄平臺(tái),其內(nèi)置了并發(fā)心電(ECG)、生物阻抗(BIO-Z)、皮膚流電反應(yīng)(GSR)以及光電容積描記(PPG)脈搏波傳感器,實(shí)現(xiàn)了多參數(shù)同步采集,該系統(tǒng)可以為可穿戴電子產(chǎn)品提供更精確、更可靠以及更廣泛的健康評(píng)估。
因?yàn)槎鄠鞲衅魇褂猛恍酒M(jìn)行數(shù)據(jù)采集,使數(shù)據(jù)流之間可以實(shí)現(xiàn)高精度同步,從而為多數(shù)據(jù)之間相關(guān)性分析以及數(shù)據(jù)融合提供了基礎(chǔ)。
例如可以結(jié)合ECG和PPG數(shù)據(jù)分析脈搏到達(dá)時(shí)間,并進(jìn)一步估計(jì)血壓值;結(jié)合ECG、PPG和BIO-Z數(shù)據(jù)可以對(duì)血氧動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行更為精確的估計(jì)等。
這種多參數(shù)同步采集系統(tǒng)可以為未來的數(shù)據(jù)分析提供更為精確的時(shí)序數(shù)據(jù),為更多的生化參數(shù)估計(jì)計(jì)算提供了基礎(chǔ),是智能傳感器的研究熱點(diǎn)和未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3、智能傳感器的市場應(yīng)用
傳感器在市場應(yīng)用方面,既可以助推傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí),例如傳統(tǒng)工業(yè)的升級(jí)、傳統(tǒng)家電的智能化升級(jí);又可以對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用進(jìn)行推動(dòng),比如機(jī)器人、VR/AR(虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、無人機(jī)、智慧家庭、智慧醫(yī)療和養(yǎng)老等領(lǐng)域。
3.1 對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的助力
1)推動(dòng)傳統(tǒng)工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。
在工業(yè)領(lǐng)域,傳統(tǒng)企業(yè)面臨人力成本提高、市場需求下降等問題,傳統(tǒng)企業(yè)開始從勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化。在整個(gè)轉(zhuǎn)型中,傳感器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,助力“中國制造”轉(zhuǎn)向“中國智造”。
要提升工廠效能,需要在生產(chǎn)線上增加傳感裝置,進(jìn)行產(chǎn)品、工序的全程追蹤,同時(shí)利用機(jī)械臂、自動(dòng)導(dǎo)航車系統(tǒng)等具有傳感裝置的設(shè)備加快生產(chǎn)速度、精度,全方位提升生產(chǎn)制造效率。
2)助力家電行業(yè)的智能化升級(jí)。
近幾年,家電企業(yè)業(yè)績下滑嚴(yán)重。據(jù)工業(yè)與信息化管理部相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2015年家用電子電器產(chǎn)品的出口總金額同比下滑0.6%;家電進(jìn)口總金額同比下滑5%。
當(dāng)前,如何尋找新的增長點(diǎn)、扭轉(zhuǎn)業(yè)績下滑的局面,是家電行業(yè)面臨的一大考驗(yàn)。為此,傳統(tǒng)家電企業(yè)開始將家電進(jìn)行智能化升級(jí),相繼推出智能冰箱、智能空調(diào)、智能洗衣機(jī)、智能烤箱、掃地機(jī)器人等產(chǎn)品,滿足用戶對(duì)家用電器的個(gè)性化需求。
在智能家電的智能表現(xiàn)上,例如,智能洗衣機(jī)通過水位傳感器實(shí)現(xiàn)洗衣機(jī)的智能化;智能烤箱則會(huì)通過溫度傳感器等實(shí)現(xiàn)簡便、智能的烘焙體驗(yàn);掃地機(jī)器人通過可調(diào)位移傳感器做支撐,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能精準(zhǔn)操作。
家電產(chǎn)品種類繁多,今后對(duì)傳感器也有多樣性的需求,像運(yùn)動(dòng)類傳感器、聽覺類傳感器、視覺類傳感器、麥克風(fēng)陣列、溫度/濕度傳感器等,大家電和小家電都會(huì)用到。
因此,可定制的、參數(shù)可調(diào)的傳感器將會(huì)更加有力的支撐家電產(chǎn)品的各種應(yīng)用場景。
3)有望為手機(jī)業(yè)帶來轉(zhuǎn)機(jī)。
眾所周知,全球手機(jī)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入飽和狀態(tài)。中國智能手機(jī)市場 GFK 預(yù)測,2016 年手機(jī)市場增長僅約 3.1%。手機(jī)業(yè)能否迎來轉(zhuǎn)機(jī),很大程度上取決于傳感器的發(fā)展。
從目前智能手機(jī)的功能而言,還遠(yuǎn)未能滿足人們對(duì)手機(jī)的想象。借助傳感器,手機(jī)可以變得更加人性化、智能化。比如,嗅覺傳感器、味覺傳感器,以及實(shí)現(xiàn)真正靈敏的運(yùn)動(dòng)追蹤的磁性傳感器,都可以使手機(jī)功能更加強(qiáng)大。
可以肯定地說,當(dāng)各種類別的傳感器達(dá)到成熟時(shí),手機(jī)業(yè)將會(huì)出現(xiàn)新的發(fā)展契機(jī)。
3.2 對(duì)創(chuàng)新應(yīng)用的支撐