您现在的位置是:首页 > 传感器

拓展智能系统市场 ST剑指联网智能感知

2020-08-08 01:00:53

  第一代消费电子MEMS传感器驱动的运动感知应用最初只用于消费电子产品,如游戏控制台和首批智能手机。现在,智能感知应用被广泛用于所有的电子应用领域:定位导航、工业控制、楼宇自动化以及医疗保健。 智能传感器是现实“模拟”世界与电子数字世界之间的交互界面。意法半导体提供用户开发智能感知整体解决方案所需的各种器件。智能感知方案由下列模块组成:运动识别、环境传感器、低功耗微控制器、用户界面和通信接口。

  消费电子、工业控制、能源计量及医疗仪器,所有电子产品都在提高本身的智能化程度,这归功于电子系统大规模引入嵌入式智能感知、数字管理和联网功能。因此,今后几年,传感器特别是MEMS产品将是半导体市场上最有前景的技术,据IHS iSuppli预测,2016年销售收入预计达到125亿美元,复合年增长率CAGR达到9.7%,而整个半导体市场的CAGR预计仅为4.5%。

  智能感知平台

  本文所述智能感知平台由五个主要模块组成,如图1所示:该智能感知平台是一个先进智能感知应用的完整解决方案。

  (1)运动MEMS:加速度计、磁强计、陀螺仪(或iNEMO惯性传感器模块和数字罗盘模块)

  (2)环境传感器:温度传感器和湿度传感器

  (3)系统数据管理:低功耗8/32位微控制器

  (4)数据接口:ZigBee、低功耗蓝牙( BLE)、低于1GHz的射频、以太网

  (5)用户界面:触摸屏、触控键和近距离检测传感器

  运动MEMS模块是一个9自由度的运动感知级,由3轴数字陀螺仪(L3GD20)、系统级封装数字罗盘(LSM303DLHC)模块和3轴数字磁强传感器组成。陀螺仪用于测量角速度,最大量程±2000°/s ;数字罗盘模块集成3轴数字线性加速度传感器,能够测量线性加速度,最大量程±16g;3轴数字磁强传感器的量程为8.1 Gauss。意法半导体的产品组合还包括单封装3轴数字或模拟加速度计(LIS3DH),最大量程±24g。

 图1:典型的智能感知平台框图

  图1:典型的智能感知平台框图

  在环境传感器模块内,MEMS压力代表运动识别的第10个自由度。事实上,因为260-1260mbar的绝对量程和0.020 mbar分辨率,压力传感器(LPS331AP)能够识别海拔高度,例如,室内导航的楼层位置。压力湿度二合一传感器(开发中)的绝对量程0-100%RH,分辨率 》 0.05% RH,以及模拟或数字温度传感器(STTS751, STLM20),是环境监测智能感知解决方案的重要组件。

  数据接口模块有四个不同的解决方案:功耗蓝牙(BLE)(控制器开发中),兼容Bluetooth 4.0标准,工作频率2.45 GHz,传输速率大约200kbit/s。

  ZigBee产品(STM32W)兼容IEEE 802.15.4无线个人区域网络标准(WPAN),美国和澳大利亚的工作频率为915 MHz,欧洲为868 MHz,世界其它地区为2.4 GHz。数据传输速率为20-900 Kbs/s。

  另一个射频产品是功耗极低的无线收发器,工作频率低于1 GHz,(SPIRIT1)能够工作在不同的频带,支持不同的调制方法:2-FSK、GFSK、OOK、ASK和MSK。

  线缆接口采用快速以太网,这是业界最广泛使用的局域网标准。意法半导体产品(STE100P)是一个10/100 Mbps收发器,兼容IEEE802.3u 100Base-TX 和 IEEE802.3 10Base-T标准。该平台的数字管理方案可选用8位或32位低功耗微控制器。

  微控制器的功耗特性以及整个系统器件的功耗,是便携消费电子以及停电时备用电池供电的24小时监测系统的基本要求 。

  触感产品(触摸屏, 触控键和近距离检测传感器)用户界面代表直观的输入输出工具,可简化很多应用的设置修改,例如,家庭耗源显示器。