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一文看懂智能传感器的应用场景

发布时间:2021-07-02

一、智能手机 智能手机之所以智能,离不开各种各样的智能传感器。现在智能手机中比较常见的智能传感器有距离传感器、光线传感器、重力传感器、指纹识别传感器、图像传感器、三轴陀螺仪和电子罗盘等。


二、人工智能/机器人 传感器是人工智能*基础的硬件,类似于人类的感觉获取器官。大量的传感器即可实现“感知+控制”,而家庭自动化=感知+控制,这种层面的信息交互与人机交互,还多需人的参与。而人工智能将人类的逻辑大脑赋予机器,实现“感知+思考+执行”,*终上升到这种层次。 例如,家里的空调不单单依靠温湿度传感器进行自我调节,还可以通过家庭成员的识别来自动选择模式,比如风向的调节,针对小孩、老人温度的调节。这些新技术将带来无限大的想象空间,再结合机器增强学习的算法,将提供深度体验。 还有智能机器人使用的关键硬件包括驱动器、减速器和传感器等,智能传感器作为机器人的“五官”,在采集外界信息数据上发挥着重要作用。 


三、AR/VR 虚拟现实中的传感设备主要包括两部分:一部分用于人机交互而穿戴于操作者身上的立体头盔显示器、数据手套、数据衣等,另一部分是用于正确感知而设置在现实环境中的各种视觉、听觉、触觉、力觉等。 实现AR/VR,提高用户体验,需要用到大量用于追踪动作的传感器。比如FOV深度传感器、摄像头、陀螺仪、加速计、磁力计和近距离传感器等。当前,每家VR硬件厂商都在使用自己的技术,索尼使用PlayStation摄像头作为定位追踪器,而Vive和Oculus也在使用自己的技术。

四、无人机 无人机是当下非常流行的智能硬件,其智能飞控系统的实现需要用到各种智能传感器,包括IMU、MEMS加速度计、电流传感器、倾角传感器和发动机进气流量传感器等。 IMU结合GPS是无人机维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展,方向和路径控制是重要的空中交通管理规则。IMU采用的多轴磁传感器,在本质上都是精准度极高的小型指南针,通过感知方向将数据传输至中央处理器,从而指示方向和速度。 而MEMS加速度计用于确定无人机的位置和飞行姿态;电流传感器可用于监测和优化电能消耗,确保无人机内部电池充电和电机故障检测系统的**;倾角传感器能够测量细微的运动变化,应用于移动程序,作为无人机的陀螺仪补偿,集成陀螺仪和加速度计,为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据;流量传感器可以有效地监测电力无人机燃气发动机的微小空气流速。

五、智能穿戴 传感器在可穿戴设备中起到至关重要的作用。因为可穿戴设备*基本的功能就是通过传感器实现运动传感。 以小米手环为例,就用到了ADI的MEMS加速度和心率传感器来实现运动和心率监测;AppleWatch内部除了MEMS加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风,还有使用脉搏传感器。

四、智能家居 传感器是智能家居控制系统实现控制的基础,随着技术的发展,越来越多的传感器被用到智能家居系统中。 智能家居传感器是家居中的“眼鼻耳”,因为智能家居首先离不开对居住环境“人性化”的数据采集,也就是说把家居环境中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号装置与元件。 智能家居领域需要使用传感器来测量、分析与控制系统设置,家中使用的智能设备涉及位置传感器、接近传感器、液位传感器、流量和速度控制、环境监测、安防感应等传感器等技术。

六、智能汽车/自动驾驶 车联网是物联网发展的重大领域,智能汽车是车联网的核心,正处于高速发展中。在智能汽车时代,主动**技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动**系统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。语音将成为人与智能汽车的重要交互方式,MEMS麦克风将迎来发展新机遇。 MEMS传感器在汽车领域还有很多应用,包括**气囊(应用于正面防撞气囊的高g值加速度计和用于侧面气囊的压力传感器)、汽车发动机(应用于检测进气量的进气歧管优良压力传感器和流量传感器)等。 而自动驾驶技术的兴起,也进一步推动了MEMS传感器进入汽车。虽然GPS接收器可以计算自身位置和速度,但在GPS信号较差的地方(地下车库、隧道)和信号受到干扰的时候,汽车的导航会受到影响,这对自动驾驶来说是致命的缺陷。利用MEMS陀螺仪和加速度计获取速度和位置(角速度和角位置),车辆任何细微的动作和倾斜姿态,都被转化为数字信号,通过总线,传递给行车电脑。即便在*快的车速状态下,MEMS的精度和反应速度也能够适应。得益于硅体微加工、晶片键合等技术的发展,精度已经上升到0.01。

七、智慧工业 智能工厂利用物联网技术加强信息管理和服务,掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、及时正确地采集生产线数据,以合理的安排生产计划与生产进度,并优化供应链。在工业生产领域,传感器应用非常广泛,工业生产各个环节都需要传感器进行监测,并把数据反馈给控制中心,以便对出现异常节点进行及时干预,保证工业生产正常进行。业界普遍认为,新一代的智能传感器是智能工业的“心脏”,它让产品生产流程持续运行,并让工作人员远离生产线和设备,保证人身**和健康。 MEMS让传感器小型化、智能化,MEMS传感器将在智慧工业时代大有可为。MEMS温度、湿度传感器可用于环境条件的检测,MEMS加速度计可以用来监测工业设备的振动和旋转速度。高精度的MEMS加速度计和陀螺仪可以为工业机器人的导航和转动提供**的位置信息。

 



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