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数字传感器：新兴的应用——数字传感器正在占据一些终端消费市场，这主要得益于它们优越的功能及自身的性能 栏目编辑李健 数字传感器:新兴的应用 DigitalSensors:NewAppilications 一 数字传感器正在占据一些终端消费市场,这主要 得益于它们优越的功能及自身的性能 曩AngelaRossoni自由撰稿人(意大利) 智能传感器(smartsensor)或数字传 感器指的是高级传感器,它包括调节和处理 2凇m㈣躺獬嬲 船皓螬赫程渤蝴#l$蛳嘲尊撕触麟鼬 ¨嘲埘辩l 图1越来越多的传感器被整台到现代化汽车中 来源:StrategyAnalydcs …:●{sPt～{ s仙r她G雌wo撼we§a~ta,6a盯aa0m轴h$口r弛咖r聃 圈2MEMS加速计将成为便携式用户(消费)设备 中许多高级界丽的启动器. 来源:SensorPlatform 信号的电路及一个网 络通讯的界面.它们 通常以模块形式制 成,包含一个传感器, DSP,一个DSC(数字 信号控制器)或一个 ASIC;另外也有以系 统封装(Systemin Package)或系统芯片 (SoC)的方式制成.在 微处理器和传感器变 得越来越便宜的今 天,全自动或半自动( 通过人工指令进行高 层次操作,自动处理 低层次操作)系统可 以包含更多智能性功 能,能从其环境中获 得并处理更多不同的 1cl霎y技术长廊置 毽蜀田疆圈■■■—l 参数.尤其是MEMS虮电系统汁支术,它使 数字传感器的体积非常微J,并且功耗与成本也 很低.以碳纳米管或其它纳米材料制成的纳米 传感器同样具有巨大的潜力.市场分析机构 NanoMarketsLC估计在2008年,纳米传感器 在全球的市场将达到28o万美元,~lJ2012年会 增至1720万美元.j 数字传感器不仅 数,诸如位置,温度,照度,压力,电压或电 流等;它们还能处理接收到的信号并将其发送 到网络中去.因此一个传感器节点除了传感器 本身,还包括信号获取,处理,通讯及功耗管 理等等的一整套电路系统. 现在系统设计所包含的传感器和处理器 越来越多.随着传感器和处理器价格的不断 降低,取代机械控制结构的阈值也在不断变 化.在系统中选择正确的传感器组合和处理 算法可以显着地降低原材料及功耗的费用并 提高系统的总体性能.目前,不断提高操作的 简化程度和延长能源的使用寿命变得越来越 重要,尤其是如今越来越多的传感器网络动 辄就配置1000或更多的传感器节点. 数字微尘(smartdust) 微尘是放置在集成度非常高的驱动器和功 能部件中的微型数字传感器,用于收集和分析 信息以及管理静态存储器和闪速存储器.它的 特性是功耗极低并支持近距离无线电通信.人 们通常把它们与无所不在的计算和数字 微尘等名称相提并论.这项技术是在1997年 由美国加州大学伯克利分校研发的.它的应用 领域包括军事,保安,家居自动化,工业控制, 建筑控制,汽车网络,医疗系统以及智能型消 费电子等.目前,一个数字微尘的价格大约为 100美元,并需要体积大寿命却比较短的电池 来供电.不过其研究者说,在五年内它们的单 价会被降到10美元以下.通过能量采集技术, 微尘也将能利用太阳能或动能自行供电. 这些微型数字传感器已经被用于商品电 wwW.i2008.12}雹孑庄品畦豢i囵 器 感 啦晦蟹静 .gy菽术长廊 置围蜀感圈叠圈圜曩豳藤 子中.伯克利大学正在与Intel 合作研制传感器平台,使之与 XScale处理器结合以保证电 池寿命超过一年.数字微尘传 感器的主要制造商是总部设 在加州的Crossbow公司.根 据市场分析家的预测,~2008 图3在汽车领域,MEMS被用于导航和信年底,微尘的销售量将会超过 息娱乐设备中2亿个. MEMS正在占领阵地 我们每天都在不知不觉中与MEMS打交 道:压力,接近与运动传感器,陀螺仪,加速 计,麦克风和压电装置等等.现如今,MEMS 技术在以下四个领域取得了商业性的成功:用 于气囊控制的加速计;用于监测汽车耗油量的 压力传感器;喷墨打印机头和用于投影显示的 反射镜.根据iSuppli的预测,MEMS的全球 市场将会由2006年的61亿美元增长~2012年 的88亿美元.到2012年为止,MEMS单位出 货量的年复合增长率预计为6.4%,其同期年销 售额的复合增长率预计为5.5%.虽然产品总需 求量的增长相对缓慢,但某些单项产品的市场 却成长得非常迅速.例如,手机的平均复合增 长率将为22.9%,到2012年,仅此一项产品的 市场将达到9.25亿美元.事实上MEMS传感 器正在越来越多地被用于消费电子产品. MEMS肯定会被大量地应用于消费电子产品 中,最大的MEMS制造商们都把赌注押在了 这块市场上.ST公司MEMS事业部门的总监 B