傳感器作為物聯網的基礎設施,扮演著十分重要的角色,其采集數據的質量直接決定了物聯網的智能化水平。3月14日開幕的慕尼黑上海電子展上,一家奧地利的公司艾邁斯半導體(AMS)帶來了幾項帶有黑科技潛質的傳感器技術,讓人眼前一亮。
能夠檢測滴水流量的超聲波流量傳感器
智能水表早已不是什么新鮮事物了,但是智能只解決了水表讀數信息的傳輸便捷問題,并沒有解決水資源的節約問題。如果水管或者水龍頭只是輕微泄漏,水流量很小,有可能水表讀數根本就不會變化,這些水就白白浪費了。據介紹,每年因為運輸過程中的泄漏、水表老化等原因所造成的水量浪費占到總流量的10—20%。
艾邁斯半導體推出的超聲波流量傳感器(UFC,Ultrasonic flow convertor)有望解決這個難題。在展會上,他們展示了跟一家水表公司合作共同研發的UFC水表。這款水表采用超聲波探測的方式檢測水管中的流量,能夠檢測的最小流量為0.5L/h,一般1毫升水有20滴,也就是說這款帶有UFC傳感器的水表能夠檢測的最小流速為2~3滴/秒。而且水表核心的流量檢測部分工作電流只有9μA,耗電量極低,保證了水表的工作壽命長達十年以上。
如果配上水泄漏報警和定位信息,水廠就能實時監控水網中任何微小的水管泄漏,真正做到節約每一滴水。對于家庭用戶來說,也能有效防止因為水龍頭老化故障造成的水費損失。這對于我們這個水資源比較匱乏的國家來說,無疑具有很重要的現實意義。實際上,這項技術在“水比油貴”的中東地區十分受歡迎而且被大量運用。
能精準識別顏色的光學傳感器
顏色構成了繽紛的世界,每個人肯定都有自己喜歡的顏色。但是要描述顏色卻不是一件容易的事情,用戶不可能將標準的比色卡隨身攜帶。艾邁斯半導體帶來的顏色辨識方案就有效解決了這個問題。
下圖中圓柱狀物體是光學鏡頭,將光學鏡頭放在色標卡上,與之相連的手機上會顯示出顏色的名稱。在實際工作中,光學鏡頭會向物體表面發射一束白光,經物體表面反射后被鏡頭中的三個光學傳感器接受并分析。因為每一種顏色都是紅、綠、藍三原色的組合,經過分析之后,可以計算出物體表面顏色中三原色的組合比例,這個組合比例在國際標準的CIE色度系統中就相當于該顏色的坐標,與CIE標準色度系統比對就能知道是哪種顏色。
這種顏色辨識技術相對于光譜分析技術,具有速度快、成本低的優點,可以集成到手機里,方便使用。用戶可以在生活中隨時將自己喜歡的顏色記錄下來,尤其對于家庭裝飾、衣服、平面設計等這些對顏色比較敏感的領域,用戶可以精準的定制出屬于自己的顏色。因為有CIE標準色度系統作為參照,廠家在制作產品顏色時也能標準化操作,而不會是“偏藍一點、再紅一點”這樣主觀性、模糊化的描述。
他們的東西還有這個(見下圖),黑繩頂部發光的白點實際上是一個1mm×1mm的光學傳感器,目前采集圖像的分辨率為250×250p,下一代產品的分辨率將達到680×680p,可以用在狹小空間的圖像采集。他們目前正在跟醫院合作,將這個技術用在胃鏡上,可以將胃鏡探頭變成一次性使用,防止細菌感染的衛生安全風險。
這是一個激光測距儀(見下圖),下圖中左側圓柱形物體即為激光掃描儀,激光的頻率為100Hz,以60轉/min的速度旋轉,可以360°掃描,測距范圍200m,精度5cm,掃描的信號經過計算處理后在右側的屏幕上顯示,可偵測方圓200m以內的移動物體,也可用于家庭機器人的環境地圖建模和路徑規劃。
這是一個針對冷鏈物流運輸監測的標簽式溫度傳感器,檢測精度0.5℃,它可以每隔一段時間(這個時間由用戶自己設置)喚醒一次,測量環境溫度并記錄。達到目的地后,用戶用讀卡器讀出所有溫度記錄,就可以查看運輸過程中是否出現環境溫度超出標準范圍的異常情況,尤其是疫苗、生鮮等這些對溫度敏感的物品。該產品可以貼在包裝箱上,如果發現出現溫度異常記錄,用戶就可以重點檢測這一箱的物品,而不用檢測所有的包裝箱。
艾邁斯半導體新任大中華區副總裁陳若中表示,艾邁斯半導體一直專注于為業界提供高精度的傳感器解決方案,尤其在光學傳感器、環境傳感器、圖像傳感器、音頻傳感器這四大領域都有深厚的技術積累。傳感器技術是基礎,它需要與大數據、軟件算法、云平臺結合才能發揮更好的作用,也歡迎各種應用型企業與之合作,開發出更多有價值的方案和產品。