改進的信號處理
微型化、增強的傳感器靈活性和軟件控制功能,促進了智能產品設計的空間利用和多功能性。先進的專用集成電路(ASIC)和改進的數字紅外傳感器技術的信號處理,現在可使紅外傳感器監測和探測多個因素,并區分動作探測事件與存在監測。這可以簡化在主機系統網格網絡中使用各類傳感器點的能力,并將來自不同位置的專用數據傳遞到主機系統的中央控制區。
舉例來說,在智能家居的暖通空調控制系統(HVAC control system)中,傳感器網絡可以通過探測人類的進入使系統從“待機”模式中激活,在特定激活區域監控人類是否存在,當人們進入智能家庭的其他區域時探測到運動、并最終監控/報告整個家庭的環境溫度,且將如日照移動、夜幕降臨或者天氣波動等變量的影響都計算在內。正是此類網絡的集成將持續推動數字傳感器的發展,并擴展紅外傳感技術在消費領域的應用。
延長的電源效率
優化傳感器的能源需求,不僅延長了遠程及移動智能設備的使用壽命,而且,它還將通過顯著降低電力需求來減小設備的尺寸。鋰電池極大地提高了設備的可移動性,起先是智能手機使用小型高效的可充電電池,目前市面上還有電動汽車和電動自行車等其他產品在使用。在家用設備中,鋰電池驅動的智能產品和系統正在減少對硬連線設施的需求。電燈開關、電話、門鈴和互聯網協議(IP)攝像頭只是其中的幾個例子。
Excelitas的低功耗DigiPyro 1500系列傳感器經過改進可利用1.8伏電源運行,以延長其現場使用壽命,并降低了智能家居和便攜式電子設備的電力需求,提高了空間經濟性(圖片來源:Excelitas Technologies)
對于這些設備,充電前的可運行時間成為一項重要指標。例如,IP攝像頭可安裝在不影響用戶日常充電的位置上進行充電。這使得鋰電池能夠提供數月或數年的電池運行時間。為了使電池驅動型設備充分利用低電壓優勢,許多微處理器現已支持1.8伏運行。低電流消耗可使整體電力預算減少,因此可實現長期運行。這就要求開發“支持1.8伏運行且需要更少電流的”新型傳感器,最近才在該技術上取得突破進展。
更高的靈敏度
電源效率和性能的一個重要方面就是無源傳感器在“睡眠”模式下的運行能力,不僅需要在待機狀態下能耗盡可能低,而且要求具有快如閃電的喚醒功能來激活主機智能設備。
例如,對于安全或家庭監控攝像頭來說,這可以使應用效果大不相同——如攝像頭可被設置從待機模式“喚醒”,并快速自動對焦,從而在視野范圍內捕捉到有意義的動作圖像。由于設備只有在探測到人的存在時才使用全功率,因此這樣既可延長設備的使用壽命,也可減少設備所需能耗。
即使當設備處于睡眠模式時,為達到必要的喚醒和快速激活,也需要精確的靈敏度。通常情況下,這些應用使用的使熱釋電探測器和傳感器。它們可為遠程運動探測提供高靈敏度和高頻率響應。將運動信號直接傳送給微處理器,實現最好的響應和靈敏度,然后可以用基于環境條件和設置的軟件程序來處理。
智能產品領域節湊快且多變。OEM在短時間內開發和推出產品的能力,對產品的成敗有很大影響。
OEM設計工程師需要易于集成的傳感器來實現更短的產品設計周期。開發時間可以通過利用帶有現成設計模塊的電子設備來進行集成,由于當今大多數電子設備都專注于數字技術,因此最好就是數字技術。這就意味著各種各樣的傳感器都需要數字化,并且能與周圍電子設備進行通信。
在日常生活中,智能設備將繼續不斷增長,并獲得越來越多的角色。電池驅動的開關、IP攝像頭和安全燈提升了生活和工作環境的總體安全性和便利性,同時也提高了能源效率。當通過IoT連接時,整個性能將變得更加智能和方便。
更重要的是,基于存在和運動的環境適應將成為一種商品。在新應用中對更復雜的交互式需求將推動包括上述傳感器技術創新在內的各類技術的持續發展。傳感器,尤其是紅外傳感器,無疑將繼續在IoT和智能產品領域的技術支持中發揮關鍵作用。