为什么可穿戴电子设备需要新一代高集成的智能传感器解决方案?

上网时间: 2014年08月29日? 作者:Rob Johannigman,市场营销总监,奥地利微电子? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:智能传感器解决方案? 高集成智能传感器? 可穿戴电子设备?

将传感器输出转变为有意义的应用

可穿戴传感设备生产的挑战在于在实验室中验证过的技术需在又小又热、又脏又有很多电子噪声的实际应用环境中实现。这就考验了模拟集成电路制造商的能力,并对他们提出了要求:

·更高的集成度和小型化

·更低的能耗

·更高的灵敏度

·更多的应用专业知识

有一个例子可以说明情况:手势感应是可穿戴设备即将需要的一种常见功能,因为它无需在产品表面安装按钮。一个手势控制电路可能包含两个或两个以上的红外发光二极管和一个红外光敏二极管。当用户的手经过发光二极管上方,通过分析反射到光电二极管的红外线就能识别手势。

可穿戴手势传感器的应用在环境上具有挑战性,因为红外光线传感器受制于大量噪音。通常可穿戴设备会暴露于环境光下,这些光可能包含红外线亮度。此外,设备表面上的传感器窗口可能会因为用户的汗液和油脂、灰尘、污垢等污染物而变得模糊不清。为了明确区分环境光中的红外线和发光二极管反射的红外线,光电传感器必须非常敏感,这需要先进的模拟半导体技术。

同时,可穿戴设备具有小而轻的特点。高度集成半导体设计有助于实现小型化要求,以适应可穿戴式设备的所需的规格。光电二极管、模拟前端和处理器核心可能合为一体,在单一芯片上实现完整的手势控制系统。

换句话说,在可穿戴设备上实现手势控制系统不能简单地在设备的小型电路板上安装红外发光二极管和红外光电二极管,而需要硬件和应用软件的结合。系统中的元素是相互影响的,例如,光电二极管的灵敏度影响LED的规格,同时影响解读原始测量数据的软件的运行。系统的质量,也就是快速、可靠识别手势的能力,依赖于应用软件,也同样取决于传感器硬件。

可穿戴设备制造商也越来越倾向于特定的传感器系统而不是传感器组件,要想在市场赢得竞争,模拟芯片制造商必须提供成熟的应用算法和应用软件来支持传感器硬件。

其它便携式应用也是如此。举例来说,在脉搏血氧仪的应用中,当它压住用户的血管后,可以通过感应LED光来测量血氧水平。在这里同样需用软件解读原始测量数据,并将其转化为精确的血氧测量,即便传感器被油脂、灰尘或汗水污染,或是周围有环境光,最终结果也不会受到影响。

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