‧ 傳感器技術是讓萬物變得智慧的關鍵

來源： C114通信網

萬物互聯和跨界融合的時代已經到來，物聯網正以前所未有的速度蓬勃興起，給世界帶來改變，並賦予傳統企業、科技企業、電信服務商在內的生態圈，各方以無限想像空間，而傳感器技術正是讓萬物變得智慧的關鍵。

「人類世界就是一個模擬的感知世界，人通過視聽、觸摸來感知，而物體則通過傳感器。我們工作的中心就是感知和回饋。」意法半導體事業部副總裁兼大眾市場MEMS和類比產品部總經理Andrea Onetti對記者說。

作為電子元器件微型機電系統（MEMS）領域的主要領導者，意法半導體（ST）擁有開發物聯網產品所需的全部傳感器以及其它組件，同時還提供軟體開發工具，以此來簡化開發者的工作，降低這個行業的進入門檻。

聚焦物聯網最核心

物聯網以其可預期的，數十上百倍於行動通信的連接規模、萬億級的市場容量，吸引來自各行業各領域的企業競相投入。

預計，到2020年全球物聯網市場規模將達8300億美元，物聯網連接設備將達500億，其中基於蜂窩網路的物聯網連接設備也將達到5.7億；對岸中國華為的「千億連接」說認為，到2025年全球將有1000億個連接，其中90%以上與物聯網有關；來自Gartner的預測則顯示，今年全球使用中的物聯網設備將達64億個，而這一數字到2020年則將增長至208億個。

在對岸中國，物聯網更是被寫進了「十三五」規劃之中。中國物聯網研究發展中心預計，到2020年中國物聯網產業規模將達到2萬億，預測期內複合年成長率達22%。

「傳感器是物聯網架構中的核心，也是決定物聯網產業發展速度的重要因素之一。」

Onetti說，儘管物聯網應用將是個長尾市場，產品形式多樣、涵蓋的產業鏈非常長，但從最核心的技術實現層面來看，無非就是傳感和回饋、通信連接和料數據處理。在意法看來，從智慧城市到智慧家居、智慧泊車、智慧工業，智慧產業即是建立在各類傳感器之上。

智慧城市概念是基於對周圍環境的感知，和對城市重要基礎設施的和即時控制，讓智慧城市的運行實現事半功倍，市民及其「智慧物品」是兩個重要的參與者。

比如在在使用智慧傳感器節點進行升級改造後，路燈等基礎設施，可提供交通流量監測、氣象監測、覆蓋面更大的治安監視等新的市政服務；智慧泊車幫助駕駛員迅速找到停車位，讓城市更高效地管理停車場，借助埋在路邊的汽車檢測傳感器、雷達偵測和攝影機輔助的自動停車系統，停車場管理企業還可更好地控制車位的使用，提供更靈活的收費方式。

從工業發展之路來看，今天迎來的第四次工業革命大量應用資訊實體系統（CPS）、通信、物聯網和集中式決策技術，傳感器帶來了更安全的工作環境、升級的人機協同、更高效的生產和運行，並有效減少工業垃圾。

個人健康領域，環境傳感器提供溫度、濕度和光照實時監測，慣性傳感器模塊和壓力傳感器完成運動量監測和定位，模擬傳感器監測心臟情況；與之接近的醫療領域，壓力傳感器可以進行青光眼診斷，慣性傳感器模組通過活動量監測，幫助老年痴呆症、肥胖症或睡眠障礙患者康復，化學傳感器和下致動器帶來了糖尿病血糖監測和胰島素注射的便利。

作為智慧產品第一波浪潮，可穿戴設備所使用的傳感器也越來越多，從最初智慧提供簡單的計步和跟蹤功能，到如今最新的智慧手環/手錶將計步、緊急呼叫、熱量、心率、位置距離、鍛鍊類型、睡眠質量、爬樓層數、音樂控制等融為一體。而在Onetti看來，這並非終點，未來會有更多的功能，通過更多傳感器來實現，驅動對這個世界的感知加深。

三步模式降低行業門檻

在傳感器領域，意法半導體是業界公認的領導者，得益於「投入早、技術好、產能高」，在所有供應商中出貨量位居第一。值得一提的是，意法的6軸慣性傳感器模組LSM6DS3在不到一年時間裡，即銷量超過1億件，創下行業紀錄。

「意法的最大優勢就是我們可以做到低功耗、低功耗、低功耗。」Onetti笑稱，重要的事情要講三遍。同時，能夠幫助開發者降低成本，這並非以低價實現，而是在相同或略高價格下，提供遠勝市場整體水平的性能。

他介紹說，為降低行業門檻、豐富物聯網業態，意法半導體面向設備開發者提供了「三步走」的快速開發步驟。第一步提供完全覆蓋物聯網產品基本要素，和共同訴求的硬體模組，第二步提供開發應用所需的全部軟體，第三步提供快捷、經濟的原型設計及開發工具，從而幫助開發者快速從無到有，將產品推向市場，使之可以將精力投入在如何做出更好的產品以及商業創新上。

硬體上，這家公司為物聯網設備開發者，提供了一套整體解決方案，包含傳感器、微控制器和儲存器、超低功耗通信技術、模擬信號和混合信號元件、電源/能源管理。

The Components of IoT: Building an IoT Ecosystem

「基本上所有的物聯網設備開發商都是我們的客戶，很少有說完全不用意法產品的。因為只有我們能夠提供物聯網設備所需的全部傳感器和微執行器。」

Onetti表示，意法產品瞄準現有和新興應用市場，不斷推陳出新。其今年發佈的新一代6軸MEMS慣性傳感器模組LSM6DSL和LSM6DSM，即在上一代產品基礎上，功耗降低功耗降低了50%、陀螺儀噪聲降低了50%，並在引腳和封裝上與之兼容。

環境傳感器方面，意法半導體已經推出了世界最小的微型封裝壓力傳感器，2015年壓力傳感器銷量超1億顆；推出世界首顆紫外指數(UVI)直接數位輸出傳感器，現已被可穿戴設備採用；並在智慧家居項目內整合溫度傳感器與濕度傳感器。

軟體上，這家公司提供開發應用所需的全部軟體，從例程、中間件到預打包的應用軟體，其價格亦相當親民，使開發者能夠從零開始編寫應用代碼：「我們的開放式軟體擴展庫，可以使客戶很輕鬆在其上進行二次開發，像運動和手勢辨識有Open.MEMS運動軟體庫、行人航位有推算軟體和整體解決方案、聲學處理有Open.Audio聲學軟體庫。比如基於行人航位推算（PDR），客戶就可以拓展很多新的應用領域。」

原型設計和開發上，開發者將可以從意法半導體的STM32開放式開發環境充分獲益。該環境支持從原型設計（應用測試軟體）、實體產品（現場測試）到最終產品（商用軟體）的整個流程，快速、靈活、經濟地將開發者創意變成產品、推向市場。