物聯(lián)網(wǎng)傳感器的未來(lái)等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論

傳感器從19世紀(jì)60年代誕生至今大約有150余年的時(shí)間，如今隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于傳感器技術(shù)提出了更多、更高的要求。

傳感器被視為物聯(lián)網(wǎng)的重要使能技術(shù)，2017 年全球傳感器市場(chǎng)規(guī)模40億美元，到2021年將達(dá)到650億美元，而MEMS傳感器是其中重要的增長(zhǎng)點(diǎn)。在慕尼黑（上海）電子展會(huì)期間，Bosch Sensortec著重展示了三件產(chǎn)品：BMA400、BMI085、交互投影模塊。

會(huì)議期間，筆者有幸采訪到了Bosch Sensortec MEMS 產(chǎn)品領(lǐng)域的總負(fù)責(zé)人

Ralf Schellin先生，就物聯(lián)網(wǎng)傳感器的未來(lái)等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了討論，現(xiàn)將感悟整理如下：

Bosch Sensortec MEMS產(chǎn)品領(lǐng)域的總負(fù)責(zé)人Ralf Schellin先生

智能——場(chǎng)景需求升級(jí)

三大類別傳感器的演進(jìn)

IoT可穿戴設(shè)備、ARVR、智能家電、智能工業(yè)、機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等的巨大增長(zhǎng)空間給各種類型的傳感器帶來(lái)機(jī)會(huì)，包括慣性、壓力、溫濕度、氣體類傳感器等。作為全球MEMS傳感器第一大供應(yīng)商，博世目前每年出貨大概15億顆，每天大約有500萬(wàn)顆芯片產(chǎn)量，平均市占率達(dá)到40%左右。Bosch Sensortec成立于2005年，由博世的汽車電子MEMS Sensors部門(mén)而來(lái)，專門(mén)針對(duì)消費(fèi)類電子提供MEMS傳感器應(yīng)用產(chǎn)品。從一開(kāi)始主打手機(jī)市場(chǎng)，到后來(lái)為可穿戴設(shè)備提供MEMS產(chǎn)品，再到現(xiàn)在看好IoT的市場(chǎng)機(jī)會(huì)，Bosch Sensortec一直走在市場(chǎng)前列，探索著物聯(lián)網(wǎng)傳感器未來(lái)之路，并經(jīng)歷了不同階段的場(chǎng)景需求，而這些需求對(duì)應(yīng)傳感器的三大類別。

第一類，特定功能的傳感器。

Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁Leopold Beer表示，該類傳感器有一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷機(jī)制，主要應(yīng)用于比較單純的應(yīng)用界面，像畫(huà)面穩(wěn)定、橫屏豎屏或者一些游戲的使用，大部分使用是原生的數(shù)據(jù)，只要傳感器偵測(cè)到以后，會(huì)提供一個(gè)數(shù)據(jù)，便于設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的設(shè)計(jì)。

第二類，預(yù)編程的傳感器。

隨著應(yīng)用升級(jí)，傳感器多樣化需求僅靠一個(gè)簡(jiǎn)單的中斷已經(jīng)無(wú)法滿足，還需要嵌入預(yù)先編輯好的功能。比如手環(huán)中計(jì)步器的使用、敲擊識(shí)別的應(yīng)用，這些都需要預(yù)先編程器，針對(duì)復(fù)雜的使用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化。

第三類，“AI”傳感器。

定制——碎片化市場(chǎng)來(lái)襲

三大核心產(chǎn)品彰顯科技力量

超低功耗與高性能結(jié)合的BMA400

開(kāi)啟VR/AR智能世界大門(mén)的BMI085

BMI085一款高性能6軸慣性測(cè)量單元（IMU）BMI085，其將3軸16位MEMS加速度傳感器和一個(gè)3軸16位MEMS陀螺儀封裝在一起，適合要求苛刻的VR、AR等應(yīng)用。如導(dǎo)航、身體/人體運(yùn)動(dòng)跟蹤和高端游戲。緊湊型MEMS傳感器封裝具有多種功能，結(jié)合了極低漂移陀螺儀和低噪聲加速度計(jì)，可顯著減少令人不適的暈動(dòng)病效應(yīng)。其對(duì)頭部運(yùn)動(dòng)的超精確瞬時(shí)檢測(cè)將時(shí)間延遲縮短至幾乎不可察覺(jué)的最小值。因此，電子設(shè)備制造商能夠創(chuàng)造出更加真實(shí)和身臨其境的虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，使耳機(jī)用戶能夠更長(zhǎng)時(shí)間地融入虛擬環(huán)境，而不需要時(shí)常進(jìn)行休息。

Ralf Schellin進(jìn)一步說(shuō)到，新型BMI085的極低延遲使耳機(jī)制造商能夠消除圖像漂移并提供逼真的實(shí)境體驗(yàn)。IMU提供低于3 ms的低運(yùn)動(dòng)至光子延遲，并且能夠在連續(xù)頭戴式顯示器(HMD)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)場(chǎng)景中經(jīng)常遇到的高溫度波動(dòng)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)接近完美的穩(wěn)定性。這套系統(tǒng)進(jìn)一步提高了準(zhǔn)確性，對(duì)于當(dāng)今快如閃電的高清增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

靈活的交互式投影模塊

交互式投影模塊主要是提供一個(gè)更彈性的使用交互界面，讓物聯(lián)網(wǎng)的使用場(chǎng)景可以更多元化。該產(chǎn)品采用博世獨(dú)家開(kāi)發(fā)的MOEMS激光掃描技術(shù)，用于投影和感應(yīng)交互式圖像。它可實(shí)現(xiàn)免對(duì)焦激光投影，并可靈活地將任何表面轉(zhuǎn)變?yōu)橛葹橹庇^和具有視覺(jué)吸引力的虛擬用戶界面(UI)，非常適合與家用電器、智能揚(yáng)聲器、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、可穿戴設(shè)備等配合使用。

其實(shí)，它是基于微型掃描儀的互動(dòng)投影模塊，是一個(gè)光學(xué)微系統(tǒng)，尺寸大致為高7mm，寬度是30mm，長(zhǎng)度是30mm（參考設(shè)計(jì)尺寸）。它的主要特色在于免聚焦，激光這邊的技術(shù)，它直接通過(guò)激光掃描每個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)對(duì)接，可投射在不同的幾何表面，甚至是任何不同的距離（Leopold Beer表示， “由于是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備交互界面，距離不需要很遠(yuǎn)；另外，距離遠(yuǎn)可以通過(guò)激光模組升級(jí)，更大功率的激光模組實(shí)現(xiàn)清晰可變，但這樣對(duì)眼睛會(huì)有傷害”）。

融合——技術(shù)搭配創(chuàng)新應(yīng)用

技術(shù)整合與市場(chǎng)需求反饋

眾所周知，在MEMS Sensors領(lǐng)域，博世是全球第一大的供應(yīng)商。面對(duì)手機(jī)市場(chǎng)的飽和以及物聯(lián)網(wǎng)持續(xù)增長(zhǎng)的市場(chǎng)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，博世已經(jīng)做好了充足的準(zhǔn)備，進(jìn)行升級(jí)轉(zhuǎn)型。引領(lǐng)MEMS產(chǎn)品向嵌入式軟件和算法、集成式傳感器組合等整體解決方案升級(jí)，定制化和智能化產(chǎn)品走向融合發(fā)展之路。

對(duì)于Bosch Sensortec的融合發(fā)展，體現(xiàn)在兩大方面，一是技術(shù)整合創(chuàng)新，另一個(gè)則是多方位的市場(chǎng)需求的融合，進(jìn)而更精準(zhǔn)定義產(chǎn)品，快速推動(dòng)市場(chǎng)化應(yīng)用。

在采訪中，Ralf Schellin表示，目前，物聯(lián)網(wǎng)傳感器在技術(shù)整合方面，已經(jīng)看到了三大趨勢(shì)：

第一，Sensors和Sensors的整合。比如，加速度計(jì)和陀螺儀的整合，甚至跨類型傳感器的整合，如慣性傳感器、環(huán)境傳感器、光學(xué)傳感器的相互整合。

第二，Sensors與MCU或算法的整合。它們的整合將為客戶提供更低功耗、體積更小的模塊化產(chǎn)品，方便使用者靈活開(kāi)發(fā)。

第三，Sensors與無(wú)線通信模塊的整合。比如Zigee、Lora、藍(lán)牙等模塊的整合，方便邊緣端的傳感器間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，從而方便物聯(lián)網(wǎng)體系進(jìn)行邊緣端進(jìn)行智能化處理。

另一方面，博世是一個(gè)龐大的集團(tuán)，員工大概有40萬(wàn)，分布在60多個(gè)不同的國(guó)家，有四大事業(yè)部：汽車及智慧交通部門(mén)、工業(yè)技術(shù)、能源建筑、消費(fèi)品等。2017年達(dá)到了78億多歐元的銷售額。

總結(jié)

傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)中一個(gè)從外界接收信息的載體，重要的感知層前端，傳感器未來(lái)將隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及迎來(lái)一個(gè)高速的發(fā)展期。伴隨著博世等先進(jìn)的傳感器廠商的不斷探索以及人工智能、VRAR、邊緣計(jì)算、區(qū)塊鏈等技術(shù)的不斷成熟，傳感器將率先打開(kāi)物聯(lián)網(wǎng)的潘多拉魔盒。