加速度传感器对智能穿戴的贡献002079

.苏州固锝 (传统MEMS传感器设计及生产企业).

很多时候人们接听电话时，并没有注意到按了接听键手机的振动就结束了，然后手机放到耳边开始听和讲，屏幕自动变黑进入省电模式这里面有几个传感器的应用，本文着重介绍其中加速度传感器的应用。
加速度传感器，又称为重力传感器，G（Gravity）传感器或者运动传感器，是用来测量斜度并感知直线速度的一种传感器。它曾被用在苹果的第一代iPhone中，给智能手机的行为识别功能上带来了巨大的变化，也可以说是决定智能手机多功能的关键。在此之前，智能手机一般是通过GPS来进行定位和行为识别。
使用MEMS加速度传感器的运动检测技术能提供许多新功能，包括增强移动电话可用性、可靠性和允许启动的新功能。一旦手持中装有加速度传感器这种硬件，只要简单地增加软件便可实现其几种新的功能。

实际上最好的手势识别系统采用用户根本不用学的自然动作。一个很好的例子就是拿起振铃电话。虽然人们已经惯于按“发送（send）”按钮接听电话，但是拿起电话并且将它移到耳边则更加自然。当感觉到移动电话在响铃后，加速度传感器就已经启动了手机。拿起电话移到耳边所产生的运动信号可被加速度传感器检测到并且被微控制器中断。

在各种情形下每一个人拿起电话所产生的运动流程极其相似。这种类型的运动（当运动加速度在瞬时之后减速到零并且它的位置发生变化，正如由15 cm～100 cm范围内的两位整数确定的位置变化）相当普遍，所以当电话振铃时产生的这种运动几乎确定地表示拿起电话。这个概念是可靠的手势识别的关键因素之一：使用前后关系有助于理解动作的可能含义。

利用一只±2g测量范围的三轴加速度传感器对于上述应用已经足够。在这种情况下对加速度传感器的性能要求是相当适度的。由于加速度传感器输出经过高通滤波（最可能由软件完成）以滤除由于倾斜引起的加速度，所以在零加速度（0 g）处的准确度和稳定性并不重要。其有用带宽为1 Hz～50 Hz。低噪声（＜350μg/√Hz）性能对于将积分误差降至最小是很有益处的。
传感器专家网上Kelag KAS系列的加速度传感器基于3D MEMS传感器技术，传感器的三维结构由一个单晶硅制成的密封在两个硅片之间的摆组成。这样的结构具有优良的长期稳定性，高分辨率以及优异的抗震性能。

MEMS传感器下游市场巨大。随着智能穿戴市场对组合式MEMS传感器的需求日益剧增,组合式MEMS传感器市场的发展速度将远远高于其他MEMS器件。有国外行业技术分析师预计,到2018年,MEMS市场产值将以12%至13%的复合增长率增长至225亿美元。预计到2016年将有12亿部手机、平板电脑和笔记本电脑同时配置加速计、陀螺仪、指南针 功能,远远超过2011年的2.49亿台,在这些空间极为紧张的设备中,组合使MEMS传感器系统具有天然优势。
　　配备多个传感器将是未来智能穿戴设备的重要方向。目前,最新的三星和苹果手机均配置了多个传感器,未来新世代手机配备的传感器将呈现几何倍数增长。手机将能感知空间,能感知到用户体温等,手机将成为一个比较良好的信息采集设备。事实上,年底和明年将逐步推出的智能手表等可穿戴智能设备,其使用传感器的数量将会更多。可以预见,配备多个传感器的体感采集设备将是未来智能设备的一个重要方向。
　　国内MEMS产值增速明显高于全球,利于进口替代。据IHSiSuppli统计,2012年全球MEMS市场规模为84.1亿美元,预计2013年市场规模将达到90.9亿美元,同比增长8.1%,未来2年将保持两位数增长。而2012年中国MEMS市场规模增长19%,达到19亿美元,增速超越行业整体,预计2013年中国MEMS采购金额将增长到23亿美元,2016年达到30亿美元,复合年增长率为13.4%。MEMS在中国市场的需求成长迅猛,我们认为随着大陆移动终端制造商在全球市场的份额不断上升,未来MEMS传感器将有广阔的进口替代空间。