智能手機應(yīng)用軟件日益龐大的生態(tài)系統(tǒng)很大程度上要歸功于MEMS傳感器。事實上，由于智能手機永遠在線的互聯(lián)網(wǎng)訪問和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，智能手機正在快速變成地球上最大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

 　　“手機天生就是一個傳感器，即使是麥克風(fēng)也能從背景或交通噪聲透露你所處的環(huán)境情況。通過使用傳感器融合，你可以從包括環(huán)境光線傳感器在內(nèi)的所有傳感器上獲得信息，并創(chuàng)建以前從未想到的應(yīng)用軟件�！眎Suppli公司分析師Jérémie Bouchard表示。

 　　移動手機中的MEMS傳感器不僅能讓用戶對應(yīng)用軟件著迷，而且今后還能用來監(jiān)視星球脈沖信號�！坝捎谝苿邮謾C中使用了MEMS傳感器，使得我們?nèi)缃衲芤愿�加高效的方式與世界發(fā)生交互，而不僅只是讓人感到驚嘆。”MEMS Industry Group(MIG)公司管理總監(jiān)Karen Lightman表示，“在整個世界范圍內(nèi)，MEMS傳感器正在不斷提高使用這些傳感器的人們的生活質(zhì)量�！�

這款ST的MEMS陀螺儀擁有運動部件，能使用科里奧利效應(yīng)跟蹤角速度。

     “今天，互聯(lián)網(wǎng)只是一個可以尋找信息和執(zhí)行計算的大腦，但傳感器能使這個大腦意識到周圍事物�！被萜諏嶒炇腋呒壯芯繂T、惠普超靈敏加速度計開發(fā)人員Peter Hartwell指出，“我們正在給地球增加中央神經(jīng)系統(tǒng)，它能幫助我們獲得我們需要的信息，以便正確理解人類帶來的影響�！�

 　　蘋果公司已經(jīng)開始革命性創(chuàng)舉，在iPhone手機中配備了加速度計，可以使顯示器從縱向顯示自動變成橫向顯示。競爭對手也迅速跟進�，F(xiàn)在蘋果有大量創(chuàng)新的應(yīng)用軟件用到iPhone的加速度計，包括游戲、健康護理、體育訓(xùn)練以及大量開發(fā)人員殫精竭慮想出的無數(shù)其它應(yīng)用。

 　　加速度計響應(yīng)用戶運動的能力可以將以前平淡無奇的操作(如手工滾動)轉(zhuǎn)換成類似游戲中的體驗(如通過傾斜實現(xiàn)滾動)，從而充分激發(fā)用戶對移動手機的使用激情。在前代智能手機中增加加速度計的競賽如今已經(jīng)變成增加MEMS陀螺儀的競賽，明年的設(shè)計還可能增加大氣壓力、溫度和濕度傳感器。

MEMS傳感器廠商一覽表

    “由于智能手機中所有傳感器的加入，智能手機正變得越來越聰明。僅僅擁有互聯(lián)網(wǎng)連接并不能使你的手機聰明起來。”Invensense公司創(chuàng)始人Seve Nasiri表示。該公司去年向市場推出了首款三軸陀螺儀。

 　　Invensense將其陀螺儀賣給了蘋果。這家OEM商從更大的供應(yīng)商意法微電子公司購買產(chǎn)品。Invensense公司計劃在今年晚些時候進行IPO，并聲稱有許多設(shè)計贏得了Android手機制造商的定單，同時預(yù)測采用陀螺儀的Android手機將在今年底前推向市場。

 　　“目前有兩大陣營：蘋果陣營和Android陣營�！盢asiri表示，“蘋果有強大的能力在iPhone手機中增加新的傳感器，因為有大量開發(fā)人員正在開發(fā)使用這些傳感器的應(yīng)用軟件。其它智能手機供應(yīng)商對此一直非常羨慕，但無法超越蘋果的應(yīng)用軟件商店。

 　　“Android想憑借作為蘋果競爭對手的應(yīng)用軟件商店(Android市場)攻克游戲領(lǐng)域。現(xiàn)在，Android手機制造商不必考慮下一個殺手級應(yīng)用。他們只需增加傳感器，應(yīng)用軟件商店就會找到使用這些傳感器的最佳方式。”

 　　MIG的Lightman表示，“我相信，如果沒有MEMS傳感器，就不會存在應(yīng)用軟件商店現(xiàn)象。”

 　　這個市場非常巨大。隨著一些MEMS傳感器的價格下降至不到1美元，每家智能手機供應(yīng)商都在想方設(shè)法填補蘋果傳感器的空白。因此針對MEMS傳感器的移動設(shè)備市場將非常繁榮，iSuppli公司的Bouchard認(rèn)為。他甚至預(yù)測，明年手機中的MEMS芯片將從2010年的8.21億美元上升到10億美元之上，到2015年這個市場將超過20億美元。

      創(chuàng)新使用智能手機傳感器的首個應(yīng)用是針對電源管理的內(nèi)部程序，這是供應(yīng)商在設(shè)備中增加加速度計后自己想出來的。例如，如果軟件能夠從振動推斷手機放在汽車上，那么手機的Wi-Fi無線功能將被關(guān)閉，從而節(jié)省電能。或者，如果手機處于靜止?fàn)顟B(tài)，可以通過停止持續(xù)地刷新來自GPS接收機的數(shù)據(jù)而達到節(jié)能效果。

 　　雖然這些是智能功能，但它們不能充分利用來自無數(shù)正在使用的其它智能手機的信息。能夠通過使用其它手機的數(shù)據(jù)而擴展傳感器范圍的應(yīng)用軟件將是下一波發(fā)展潮流。

 　　“目前有兩種全球性部署的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)�！币夥ㄎ㈦娮庸�司MEMS業(yè)務(wù)部總監(jiān)Benedetto Vigna表示，“第一種網(wǎng)絡(luò)部署在所有帶MEMS傳感器的移動設(shè)備中，包括手機、上網(wǎng)本、筆記本電腦和像智能數(shù)碼相機等其它手持設(shè)備。第二種網(wǎng)絡(luò)部署是固定位置的特殊傳感器節(jié)點，這些節(jié)點沒有手機的全部功能，但同樣通過無線方式連接到互聯(lián)網(wǎng)�！�

意法半導(dǎo)體的MEMS陀螺儀芯片跟蹤兩個對稱軸的角動量驅(qū)動器 

      這種固定位置無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正在全球范圍內(nèi)迅速擴散，適合從環(huán)境監(jiān)視到橋梁維護到緊急事件準(zhǔn)備等眾多專門用途�；萜展�司最近簽署了一筆向殼牌石油公司提供超靈敏加速度計的交易，這些加速度計用于實現(xiàn)能夠探明新石油儲量的無線地震成像系統(tǒng)。另外，全球智能公用事業(yè)計量系統(tǒng)也在他們的無線節(jié)點中增加MEMS傳感器。

 　　舉例來說，日本正在用加速度計升級全國范圍內(nèi)的無線煤氣表網(wǎng)絡(luò)，專門用于地震監(jiān)測。

 　　“日本總有某類(地震)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，因為當(dāng)?shù)氐牡卣鸱浅ｎl繁。但在用加速度計改裝他們的無線煤氣表后，他們將擁有一個改進的網(wǎng)絡(luò)，其中每個節(jié)點是固定的，并且在已知的位置，因此不同于裝在人們口袋中隨處移動的手機發(fā)出的加速度數(shù)據(jù)�！盇DI公司高級應(yīng)用工程師Harvey Weinberg表示。

 　　然而，固定位置的無線網(wǎng)絡(luò)不能跟蹤實時人口分布情況，而智能手機傳感器密度將隨用戶分布情況而變動。因此基于智能手機的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠用來監(jiān)視空氣質(zhì)量，還能成為在擁擠的體育場中檢測有毒氣體的更高分辨率網(wǎng)絡(luò)。

 　　在美國，應(yīng)用軟件開發(fā)人員正在集中開發(fā)地震監(jiān)視軟件。由斯坦福大學(xué)贊助的地震捕捉網(wǎng)絡(luò)(QCN)要求成員自愿提供由他們的互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備(大部分是筆記本和臺式電腦)中的加速度計產(chǎn)生的數(shù)據(jù)用于加速地震監(jiān)測。地震捕捉網(wǎng)絡(luò)激發(fā)了另一個由加州理工學(xué)院贊助的類似項目，稱為公共地震網(wǎng)絡(luò)，旨在增加來自智能手機中的加速度計產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

 　　目前而言，這些項目能夠滿足記錄地震活動的要求。但由于地震活動是從一個點向四周幅射出去，因此最終這些項目將試圖足夠快地檢測震中位置，再通過呼叫震中附近人們的電話，給他們提供長達60秒的警告。

 　　其它應(yīng)用將使用手機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供重要程度較低但同樣實用的服務(wù)�！坝性S多應(yīng)用軟件可以使用由手機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。只是知道人們在哪里就能實現(xiàn)難以置信地強大功能�！盬einberg表示，“如果有許多人在公交站臺等車，也許可以往這條線路增派一輛公交車；或者有許多人在商店里(正在排隊等待的顧客手機中發(fā)出的數(shù)據(jù)也許能提示這一點)，表明在收銀臺需要更多的職員�！�

　　目前已有應(yīng)用軟件能幫助醫(yī)生遠程診斷病人，將手機傳感器用作診斷設(shè)備。一個被稱為3GDoctor的服務(wù)可以讓病人通過3G視頻電話連接咨詢醫(yī)生。自動化助手可以收集病史和癥狀信息，比如傷口圖像或咳嗽的聲音樣本。醫(yī)生在遠程評估這些信息，也許通過短信形式向病人詢問一些問題，或請求更多的圖像或聲音，然后呼叫相關(guān)人員一起討論診斷結(jié)果，并使用裝有前后攝像機的視頻電話面對面功能推薦治療方案。

 　　“我們將智能手機做成醫(yī)療診斷傳感器，這比正常到醫(yī)院看病還要智能。在醫(yī)院里又是打針又是化驗，到頭來醫(yī)生可能仍然不知道你的病情�！�3GDoctor業(yè)務(wù)開發(fā)負責(zé)人David Doherty表示�！拔覀兿嘈胖悄苁謾C的每個功能都是醫(yī)生可以用來診療的潛在醫(yī)療傳感器。你可以用攝像機和麥克風(fēng)描述你的癥狀，顯示器可以顯示圖像來測試你的視力，觸摸屏可以檢測手指的震顫。未來可能會有更多使用其它傳感器的應(yīng)用，這些應(yīng)用將有助于病人向醫(yī)生描述病情�！�

 　　例如，Doherty介紹了一種未來保健應(yīng)用軟件，它能通過觀察人們睡覺時的狀態(tài)決定喚醒他們的最佳時間，使他們醒來時感覺精神百倍。預(yù)設(shè)時間的鬧鈴可能打斷睡眠者的美夢，而這種應(yīng)用軟件可以觀察睡眠狀態(tài)，分析呼吸節(jié)奏和翻身情況，然后在合適的時刻叫醒他。

 　　還有其它應(yīng)用程序?qū)Ｗ⒂跈z測緊急事故但不觸發(fā)錯誤報警，因為錯誤報警是困繞專用醫(yī)療監(jiān)護設(shè)備的一大難題�！袄�如，如果急救公司獲得一條你摔倒了的手機短消息，他們會在派救護車前打電話給你，確認(rèn)你是否只是摔了手機而已。”Doherty表示。

 　　再過幾年，Doherty預(yù)測，像3GDoctor這樣的服務(wù)能讓用戶從其它病人那里收集龐大的傳感器數(shù)據(jù)，用于自我診斷疾病。

　　例如，在你用你的手機麥克風(fēng)記錄好你的咳嗽后，這些記錄將與數(shù)百萬條從已知病癥的人們那里獲得的其它咳嗽記錄進行比較和匹配。

 　　“3GDoctor是開發(fā)人員以創(chuàng)新方式使用全部手機傳感器創(chuàng)建實際應(yīng)用的優(yōu)秀例子�！眎Suppli公司的Bouchard表示。

 　　多類別傳感器全面感測未來世界

 　　到明年這個時候，除了加速度計、磁力計(羅盤)、全球定位系統(tǒng)、接近傳感器和陀螺儀(用于精密移動檢測)外，許多智能手機有望使用大氣壓力傳感器進行海拔高度測量。加上來自加速度計、陀螺儀、磁力計和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，我們就可以實現(xiàn)室內(nèi)的位置推測(定位)，進一步完善定位服務(wù)。

 　　“位置推測技術(shù)能縮短人們尋找東西的時間，防止人們迷路，從而改善人們的生活，而且還會出現(xiàn)更重要的、能夠?qū)嶋H拯救生命的傳感器應(yīng)用�！盠ightman指出，“我們只是摸到了MEMS傳感器應(yīng)用的門邊而已�！�

 　　下一代MEMS器件將融合來自多個傳感器的數(shù)據(jù)。慣性測量單元(IMU)將加速度計、陀螺儀、磁力計和大氣壓力傳感器整合在單個CMOS裸片上。三軸陀螺儀可以用來保持精確的航向，而三軸加速度計用于測量線性運動，三軸磁力計正確地保持朝向用戶位置的地圖。壓力傳感器通過測量高度實現(xiàn)“第十軸”，從而讓定位應(yīng)用軟件能夠精確地指出用戶在大樓的某一層。

 　　“Invensense公司、也許其它MEMS供應(yīng)商也一樣能在5年內(nèi)向市場推出在同一CMOS裸片上集成完整10軸IMU的產(chǎn)品�！盢asiri指出。

 　　其它MEMS芯片制造商也在研究集成式IMU，但在較短的時間內(nèi)，可能會在同一封裝內(nèi)集成多個MEMS芯片�！耙夥ㄎ㈦娮庸�司將在兩年半時間內(nèi)開發(fā)出單個封裝的IMU產(chǎn)品，但其內(nèi)部可以包含多個MEMS芯片�！盫igna透露。

 　　供應(yīng)商們還計劃開發(fā)全功能的組合式傳感器，以便通過覆蓋地球的互聯(lián)網(wǎng)手機組成的全球網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視環(huán)境變化。

 　　“我們正在研究單封裝環(huán)境傳感器，可以用來測量溫度、濕度和壓力，并且可能包含氣體傳感器。”Vigna表示。

 　　氣體傳感器設(shè)計用于檢測廣泛的化學(xué)和生物藥劑。這種傳感器范圍十分廣泛，從相當(dāng)便宜、可以集成進任何手機的紅外LED化驗傳感器到支持高端手機判斷懸浮在你四周所有物質(zhì)的超高精度激光光譜芯片——甚至可以識別因鄰桌有人咳嗽而在空氣中傳播的微生物。

 　　所有這些服務(wù)將在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上創(chuàng)建一個新層，這個新層由全球無線網(wǎng)絡(luò)中每個節(jié)點上做的所有測量結(jié)果組成，惠普技術(shù)開發(fā)部著名的技術(shù)專家兼戰(zhàn)略家Rich Duncombe表示。

 　　“在互聯(lián)網(wǎng)之上增加這一額外的傳感層是IT業(yè)興起的第四波浪潮，目前我們只是剛剛啟動，需要用20年左右時間才能完成�！盌uncombe認(rèn)為，“我們已經(jīng)經(jīng)歷了最初的三個信息技術(shù)浪潮——大型計算機、個人計算機和網(wǎng)絡(luò)計算——目前處于第四波，或‘IT無處不在’這一波�！�


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