創新 傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器

2022/04/08 20:07 · 傳感器知識資訊 ·  · 創新 傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器已關閉評論
摘要:

創新傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器2021年,我們看到了有關物聯網(IoT)傳感器的一些有趣的創新。1、無電池傳感器IDC專家預測,到2025年,全球將部署多達416億個聯網的IoT設備。一旦部署,物聯

創新 傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器

  2021年,我們看到了有關物聯網(IoT)傳感器的一些有趣的創新。
  1、無電池傳感器
  IDC專家預測,到2025年,全球將部署多達416億個聯網的IoT設備。一旦部署,物聯網設備的最大的后勤挑戰之一就是如何應對其有限的電池壽命。
  由于數十億個設備通常部署在偏遠地區,手動訪問這些設備并更換電池不方便且成本很高。此外,您的設備由于電池電量耗盡而浪費的時間都在浪費時間和金錢上。
  而無電池傳感器可以解決此問題。
  總部位于加州圣克拉拉市的一家名為Everactive的初創公司正致力于這樣的創新,其Eversensor包含多種類型的傳感器,并以混合的形式產生電力,包括室內太陽能、振動和熱能。該公司表示,其Eversensors可以持續使用20年而不需要日常維護。
  2、網狀傳感器
  未來的可穿戴設備將不僅僅是測量心率、勞累和睡眠質量,它們還能追蹤身體的精確運動。
  這就是網狀傳感器的作用。
  該技術由無線傳感器網絡組成,而這些傳感器可以與服裝整合在一起,收集到幾乎難以計數的數據點。而這些數據點,可以被應用程序用來確定身體在3D空間中的位置。這正是一家網狀傳感器廠商Cipher Skin的做法,他們的BioSleeve監測器可以用于從康復計劃到超要求的鍛煉方案。
  3、多功能傳感器
  CES 2021上,有一款物聯網傳感器引起眾人的注意。
  由Direct Smarter Technology研發的AiS Multitool傳感器將多個傳感器和智能家居控件整合到一個設備中,使其成為傳感器的“瑞士軍刀”。
  該設備與智能手機相連,總共帶有12個傳感器,可以檢測火災,傾斜,振動,濕度,玻璃破碎和日光等。它還具有四個智能家居控制功能,用于控制,保護和監視財產。此外,該設備可用于直接控制電氣設備。
  同樣主打多功能的還有Oval傳感器。
  該微型設備是一個多合一的傳感器,包含了光線,濕度,溫度,運動和水的傳感器,可針對盜竊,漏水和周圍的其他突然或逐漸變化發送實時警報。
  4、多功能生物識別設備——Bio Kiosk
  Bio Kiosk是由智能家居和安全廠商ConMax推出的一款新型大堂式生物特征認證設備,旨在用作建筑物的門禁系統。
  該設備具有多種身份驗證方法,這要歸功于傳感器和高清攝像頭,可以進行包括面部,虹膜,手掌和指紋的生物識別。該設備還可以在一秒鐘內測量體溫,并檢測用戶是否戴著面罩。
  Bio Kiosk在大流行疾病時代,具有非凡的意義。
  5、IoT雷達傳感器
  mini-H是一款小型高分辨率60GHz物聯網雷達傳感器,可用于老年人護理、家庭自動化和遠程醫療應用。
  這款傳感器來自傳感器制造商Bitsensing,可以檢測到存在、運動、唿吸、跌倒和手勢,即使是衣服或毯子,它也可以在黑暗或潮濕的地方工作。這款傳感器可以安裝在墻上,尺寸為50×50毫米,大約是一枚美元硬幣的兩倍,它帶有Wi-Fi和藍牙連接功能。
  結語:
  以上僅是新興物聯網技術的一些示例,事實上,物聯網技術正在改變我們生活的方方面面。
  比如,幫忙我們更好地監測天氣以優化農作物;各種各樣的智能設備,可以檢查我們的心率,測量脈搏并幫助管理血糖水平;安裝有雷達感應系統的汽車,讓我們的駕駛變得更加安全...物聯網正以各種方式滲透進我們的日常生活中。如果現代機器不具備IoT功能,則其性能要低得多。
  筆者很慶幸生于一個物聯網時代,可以親眼見證物聯網技術如何使我們的生活變得“儀器化,互聯且智能”,幫助我們在未來的幾年中過上更好的生活。
創新 傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器  第1張

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推進中國傳感器產業智能發展,2021世界傳感器大會完美收官!

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創新 傳感器:2021年創新的5款物聯網傳感器  第2張

創新 傳感器:六種新型傳感器帶來的創新啟示

如今,各行各業都在向著智能化方向轉型。而傳感器作為數據的采集入口,是物聯網、智能設備等的“心臟”,也是這一場智能化轉型升級大潮的主力軍,市場上的各類新型傳感器層出不窮,諸如人工光傳感器、小型肌電傳感器、貼紙傳感器等等,這些產品的出現也給了我國傳感器的創新研發工作一些啟示。
 人工光傳感器
 近年來,在生物能源相關物質及醫藥品的生產等領域,使用生物的“生物工藝”變得愈發重要,可利用光合作用生產多種物質的藍綠藻的能力備受關注。11月24,東京農工大學宣布,其通過對源自藍綠藻的光傳感器蛋白質實施改造,成功開發出了以紅色光誘導基因表達的“人工光傳感器”。
 此次研究成果以利用DNA重組技術設計、創造具有全新功能的生物這一“合成生物學”理念為基礎。通過將此次獲得成功的、使利用光的基因表達控制功能發生改變的技術應用到藍綠藻等可生產有用物質的微生物中,有望使具有高功能的新型生物工藝的開發得到迅速推進。
  小型肌電傳感器
 傳感器因其處在采集數據的最前哨,在醫療健康領域一直是個重要角色。上海丞電科技有限公司研發的小型肌電傳感器已成功應用在了康復醫療和仿生義肢,未來更會拓展到VR/AR,體育健身,人體外骨骼等朝陽產業中。

上海丞電自主研發的肌電傳感器是一種電荷傳感器,具有采樣率高,抗干擾能力強,濾波效果好的特點。其核心算法可以將采集到的有效肌電數據通過濾波轉化為清晰波形,然后通過處理波形應用到康復、健身、VR\AR等領域,目前已經通過國家二類醫療器械質量檢測。
“襪子”溫度傳感器
 致力于糖尿病患者健康監測的創企SirenCare研發了一款智能襪子,該襪子通過溫度傳感器來檢測患者是否出現炎癥,進而實時檢測糖尿病患者健康狀況。與之前其它公司開發的靴子、鞋墊相比,Siren的襪子又更接近皮膚。傳感器被編織到襪子中,可以隨時檢測足部炎癥,而探測出的所有信息都會上傳到智能手機上的App上,方便患者隨時了解自身足部情況。

所有的數據都存儲于襪子的傳感器、手機App以及云盤中。當足部出現損傷時,襪子可以檢測到高溫差,然后App會發出警報,提醒患者足部出現了問題。智能襪子雖然是一款傳感器可穿戴設備,但不需要經常充電。每個襪子的內置電池都充滿電量,可以使用六個月。
  貼紙傳感器
 
據報道,美國研究人員開發出一種類似皮膚貼紙的柔性傳感器,可監測心率和識別語音。該器件的潛在應用包括診斷病情、操縱機器人,以及在沒有手柄的情況下玩電腦游戲等。例如,用戶只需說出“上、下、左、右”就可控制吃豆人游戲,語音識別率可達90%。
 據悉,這種新型傳感器類似于一個小的創可貼,只有20毫米厚,213.6毫克重,具有足夠的靈活性和可伸展性,可穿戴在頸部這樣的人體彎曲部位。與常見的聽診器傳感器相比,貼紙傳感器所使用的低功率商用微型機電系統(MEMS)加速度計,被包裹在具有黏性的彈性硅膠中,穿戴性很強。
生物發光傳感器
 
生物發光傳感器其實是一種新型的研究手段,由美國范德堡大學的一組科學家通過對熒光素酶這種生物酶進行基因改造而發明出來。據研究人員介紹,這一新型傳感器可用來追蹤大腦中大型神經網絡的內部互動情況。
 
研究小組領頭人CarlJohnson教授說:“長期以來,神經系統科學家依靠電訊號紀錄神經元的活動。該方式雖然能起到很好的檢測效果,但卻只能用于少量神經元。而我們的新方法可以使用光學技術,同時記錄數百個神經元的活動?!?br />   可貼式皮膚傳感器
 據報道,日本研究人員最新發明了一種廉價的像創可貼一般的集成傳感器。這種創可貼集成傳感器是一種可隨意貼在身體上的柔性設備,能監測人體活動量、心跳次數以及紫外線強度等,可用于健康管理和物聯網等領域。
 研究人員介紹說,可貼式皮膚傳感器以最新開發的印刷技術印制在薄薄的塑料膜上,與以往半導體傳感器制造技術相比成本很低。從衛生角度考慮,直接貼在皮膚上的薄膜部分可一次性使用,而晶體管等較昂貴的電子部件則設計為可重復使用,兼顧了使用便利和低成本。
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創新 傳感器:創新的傳感器技術——MEMS

原標題:創新的傳感器技術——MEMS

電子信息時代,無論是工業應用還是消費應用,主要都是朝著嵌入式的方向發展,因此低成本、小型、電池供電和多功能的解決方案是未來電子應用發展的主流。

這種類型的解決方案需要一種新的人與電子設備之間的接口模式,這種模式顯然更接近人類的通信模式,而不是機器的通信模式。這種需求不是源自“想將機器帶入人類通信水平”,而是源自我們強烈需要小型化,以及需要解決多應用下,信息高復雜性下的兼容性需求。

在這種微電子應用技術革新的情況下,傳感器和執行器作為基本部件,在連接信息的物理性質和機器中以邏輯形式表示的抽象信息方面發揮著非常重要的作用。微系統就是對這種創新需求的技術回答。

微系統是六十年代開始在實驗室里研究的結果,然后轉入工業領域。

四十年后的今天,我們每天都在不知不覺中與這項技術的產品進行互動。MEMS(微機電系統)器件,如加速度計、陀螺儀等,在電子行業的各個領域都有很多應用,既有成熟的,也有新興的;MEMS壓力傳感器應用于汽車領域/消費電子領域;MEMS在打印機頭領域應用廣泛,在視頻投影儀中應用的微鏡領域占主導地位等等。

MEMS——創新的傳感器技術

傳感器在經過多年與自動化世界密切相關的發展之后,近年來已經在其他領域的廣泛應用中扮演了創新技術的角色。

例如,通信世界和整個消費領域都是吸引創新傳感器技術的的應用領域。專注于創新傳感器技術的公司IST,已經使其傳感器更高效,而且比過去更加通用和小型化。

在過去的二十年里,傳感器技術的發展是非常迅速的,但只是在最近幾年才將最創新的技術發揮出來。越來越明顯的嵌入式實現應用的趨勢,推動了學術界和工業界研究在傳感領域的創新解決方案。 智能傳感器和基于MEMS技術的傳感器是最有趣的,因為除了提高性能,它們還大大擴展了應用領域。

除了經典的方法(計數、間接、插值等),先進的傳感器技術,特別是所謂的 自適應技術,允許創建具有物理世界接口的應用,能夠支持特別困難的功能條件,而不會顯著影響最終應用的成本和尺寸。

傳感器創新的另一個方面是 網絡管理。特別是無線網絡管理受到傳感器和微控制器制造商的關注,因為這兩種設備都需要在其內部集成這一功能,從而使傳感器在工業和消費領域得到廣泛的應用。

MEMS——一個智能而完整的微機械

多年來,MEMS一直處于小眾應用領域。但經過20年在大學和工業研究實驗室的發展,現在微電子機械系統與新一代傳感器一起,代表了對系統功能的完美補充,越來越多地嵌入到自然界中,并接近用戶的操作模式。

Mems技術可以將機械元件與電子電路集成在一個部件中,用于信號控制和處理。通過利用硅的優良物理特性(更堅固,具有更好的熱特性,其重量相當于鋼的三分之一),除了各種微致動器外,還可以制造用于檢測機械量的微傳感器:壓力、振動、線性和角度加速度等。

此外,硅實現了將這些量轉化為模擬或數字數據的功能,這些數據可以很容易地被復雜的電子系統解釋。所有的設備都裝在一個微小的封裝中:一個智能而完整的微機械。

Mems器件現在已經達到了必要的技術成熟度,證明了多種應用的合理性,其中許多應用在電子的各個領域都是新興的、創新的。

Mems技術可以同時利用硅的電氣和機械特性,因此,除了現在已經整合的IT、工業和汽車應用外,越來越多地被廣泛的消費電子應用所采用。測量或檢測運動(振動、傾斜度、加速度)可以使設備更容易使用,并為電子游戲等應用提供新的真實性和互動性。

近些年來,基于Mems的應用不斷擴大,主要原因是Mems傳感器的成本下降,這也得益于8英寸硅片生產的轉變。

在消費電子領域,Mems傳感器使創建更直觀、更友好的人機界面成為可能。這些可能性,應用于游戲遙控器或手機、播放器和手持電腦等消費類產品,可以在低成本和深度嵌入式設備中實現以前難以想象的控制和交互功能。

MEMS的潛力和應用

其次,Mems加速度計可以讓你通過運動與機器進行非常有效和直觀的互動,而且不會給系統帶來過多的計算負荷。

Mems傳感器還被應用于 數碼相機中,在拍照時對不需要的動作進行補償和穩定。

在新興的 玩具市場,加速度計和陀螺儀感知運動,使玩具知道自己在空間中的位置,然后采取相應的行動。

在 IT等附加值較高的應用中,Mems傳感器有助于保護筆記本電腦中數據的完整性,當筆記本電腦發生自由落體或其他異常運動時,Mems傳感器會及時向系統發出停止操作的命令。在硬盤上進行讀寫,并將讀取硬盤的磁頭移動到不損壞存儲表面的位置。

在 汽車領域,Mems傳感器有很多應用,包括安全氣囊傳感器、防盜報警和導航系統。在后一種情況下,它們被用于輔助導航系統中,在GPS信號暫時缺失的情況下,使用移動和行進距離跟蹤來保持正確的定位讀數。

在 工業領域,加速度計正忙于檢測洗衣機、洗碗機和其他新型電器中的振動,以提醒用戶注意不平衡的負載,并在故障發生前檢測機械部件的過度磨損。

對于 安全系統,應用涉及基于Mems加速度計的防盜設備,例如保護汽車、公文包、筆記本電腦和任何可能被偷走的設備。

作者:Erik Emanuelli

編譯:梟梟返回搜狐,查看更多

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