全球主流可穿戴传感器分类及主要方案盘点

　　IHS 预期，消费者对各类可穿戴设备的强劲需求，将让应用在可穿戴设备中的传感器出货量激增，预计在2013至2019年间将成长七倍；可穿戴传感器出货量在 2013年为6，700万颗，2014年估计约8，500万颗，明年可成长一倍达1.75一颗，2019年出货量则估计为4.66亿颗。而由于每款可穿戴式设备中的传感器数量不只一颗，传感器的种类、功能用途多种多样，所以可穿戴传感器的成长速度将会远高于可穿戴设备。

　　可穿戴传感器分类

　　1、MEMS运动传感器

　　从2008年开始，MEMS传感器陆续嵌入到手机、车载、穿戴、智慧家庭等各种电子设备，技术进步的同时当前面临的问题是MEMS缺应用，即MEMS能够做什么。本帖对MEMS器件的基本原理以及MEMS器件在各种各样的产品当中的应用做个简单的整理。

　　加速传感器及应用

　　加速传感器的工作原理用弹簧比喻很容易理解，震动情况弹簧有缩有伸距离会有转变，两端相当于电容的两级，距离转变电容输出就是不一样。当然我们在看加速传感器的时候，它的参数第一个就是RAGE，相当于量程是多少，手机上基本是2g，现在MEMS的器件当中最大可以扩到8g，用在类似游戏手柄上，打网球的时候即使甩动轻一点也可以检测到，但如果2g的时候根本没有办法识别打的近还是远。另外一个参数就是分辨率，手机当中更多应用到的12bit，再简单的可能是6bit，比如横竖屏的切换。

　　加速传感器的主要应用有哪些？

　　第一个是简单的横竖屏；

　　第二个是翻转应用，最初翻转应用是跟甩歌甩屏一起，但体验不好很多手机里面就没有这个功能 了；

　　第三个是计步器应用，2010年的时候日本很多手机也已经采用，技术很成熟，比如说走500步，测 下来就是499或者501；

　　第四个是双击功能，设一个中间格的时间点，对两次中断的数据作对比，所以对双击是非常精确 的，比如说手环或者手表操作空间有限，可以用双击启动某一应用；

　　第五个是手势识别，检测左右倾斜及倾斜角度，例如在家庭室内装潢的时候，以前就是拿一个墨 线在墙生弹，现在有激光水平仪，但无法确摆放的器件水平面是平的，如果用量程是4g分辨率是 12bit加速传感器精确度就非常高。

　　第六个应用是防盗，当装有传感器的设备被拿起时，警报就会响；

　　第七个是FREEFALLDETECTION，例如现在用的笔记本如果摔下去，可能外表坏掉，但是硬盘不会 坏，因为里面有加速传感器，瞬间会检测到，它会让磁头离开磁盘。

　　第八个是检测震动，当洗衣机摆的不正的时候，振动的时候声音很大，传感器可以检测出震动频 率，避免整个东西跟外部东西产生共振；最后游戏应用最典型的就是手柄，对的体感有更大的提 高。

　　磁力计原理及应用

　　磁力计检测的是地球磁场，地球磁场在所有磁场当中是比较微弱的一环，任何带铁工艺的东西，包括手机当中的一些屏蔽罩，一些连接键包括一些卡槽都会产生磁场，这些磁场有可能是比地球磁场要大很多的。关于磁力器的应用最多的是地图方向指示，GPS只能判断所在经纬度，有磁力器就可以知道东西南北。它还有在家庭中的应用，比如在门上加一个磁力器，它可以检测门开关的过程当中角度，从而判断门有没有锁。当然磁力器也可以定位，因为每个点的地球分布是不一样的。

　　还有应用就是室内定位导航，根据设定的位置目标，通过磁力器判断你到底在哪个方向走，走路可以判断你在室内走来算距离，但是现在还没得到规模使用，第一因为精确算法是到什么程度，第二是室内地图谁来提供。

　　气压计原理及应用

　　气压计内部集成了一些高度算法可以做高度计算。最典型的应用是在三维GPS导航里面。现在很多城市都有高架，那你在高架上还是高架下，气压计精度在 30cm很容易解决这个问题（高架桥高度大于7m）。气压计还可以做天气预报。其实基本上天气预报基本上是通过累计变化来预测的，可以知道更长时间未来的天气变化情况。

　　触控传感器

　　飞思卡尔MPR121的产品，可以用于按键直接开锁。比如说手机屏幕大做一个手机套，套子上有不同按键，可以通过按键跟手机连通，这个应用也是非常有意思的。也可以做一些感知的应用，这样的话就相当于在光线不好或者没有办法看清楚这个键盘的时候，会直接点开键盘。

　　传感器广泛应用

　　飞思卡尔在穿戴式上的方案有个相当于BLESOC加上计步器算法的应用，比如MMA9555集成所有的计步器的算法（包括像手势识别的算法）。它的好处是这个计步器可以进一步识别你的走路、快跑、慢跑，可以计算出你的卡路里是多少。而任何时候东西有交互才会有快乐，比如朋友圈手环的PK运动里程。飞思卡尔通过各种SENSOR的融合以及相关SENSOR的一些算法可以开发出来更多的应用，接下来手环产品更多会带来更多的显示的东西，这样飞思卡尔会有一些很多的产品。

　　传感器技术在手机、穿戴及各种电子设备中的应用越来越多，随之而来的是长待机和功耗问题。如手机整个CPU做SENSOR计算的话，它的运行是非常大的，需要独立的协处理器SensorHub。而飞思卡尔了解处理器，也做MCU这是最大的优势。

　　主要功能：运动监测、导航、娱乐、人机交互

　　国内传感器公司：美新半导体、明皜传感、矽睿科技、深迪半导体、士兰微电子、敏芯微电子等

　　典型设备：Nike+ FuelBand、Jawbone Up、Fitbit Flex、咕咚手环、Pebble、Geak Watch、InWatch、Galaxy Gear

　　生命在于运动，运动是生命中不可或缺的重要组成部分。因此，通过运动传感器随时随地测量、记录和分析人体的活动情况具有重大价值：用户可以知道跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间等。图2为基于运动传感器的可穿戴设备发展历程，从简单的计步器到复杂的智能手表，传感器用量“与日俱增”，运动监测“精益求精”。

　　基于运动传感器的可穿戴设备发展历程
 

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