智能家居、智慧樓宇、智能照明、智慧城市這些熱詞中的“智能”、”智慧”究竟描述的是怎樣一番景象？不妨先來(lái)看看當(dāng)代應(yīng)用于智慧樓宇、智能家居的報(bào)警系統(tǒng)。

早些年針對(duì)玻璃破碎的報(bào)警系統(tǒng)，常見解決方案是在窗戶玻璃上貼個(gè)用于檢測(cè)震動(dòng)的傳感器。但這么做既影響美觀，在樓宇窗戶很多時(shí)還會(huì)造成成本的急劇提升。還有一些解決方案則采用麥克風(fēng)來(lái)檢測(cè)玻璃破碎的相應(yīng)頻率，這類方案的問(wèn)題在于較高的誤報(bào)率，且對(duì)麥克風(fēng)的可靠性、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍都提出了很高的要求。

不過(guò)，英飛凌想到了另一個(gè)思路，就是將MEMS麥克風(fēng)與大氣壓力傳感器結(jié)合。其中麥克風(fēng)用于檢測(cè)玻璃碎裂的聲響，而大氣壓力傳感器能夠獲取物理沖擊信號(hào)：即在房間的窗戶/門被破壞時(shí)，捕捉壓力信號(hào)模式的變化。這兩者做融合，實(shí)現(xiàn)更為可靠的效果，如上圖所示。

英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部總裁Andreas Urschitz表示：“將現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)字世界連接起來(lái)，其中需要克服的障礙就在于，你需要在各處都布局好傳感器。英飛凌以半導(dǎo)體的形式，為技術(shù)賦予人的五官感知?！彼杂w凌的傳感器產(chǎn)品組合中，包括了智能感知（大氣壓力傳感器）、智能耳朵（MEMS麥克風(fēng)）、智能鼻子（CO2傳感器）、智能眼睛（3D ToF傳感器、雷達(dá)技術(shù)）等廣泛的分類。

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MEMS麥克風(fēng)

為了實(shí)現(xiàn)智能音箱、智能家居等場(chǎng)景，除了多麥克風(fēng)陣列技術(shù)以外，針對(duì)MEMS麥克風(fēng)信噪比的提升也非常重要。在英飛凌MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品的技術(shù)演進(jìn)中，從2010年較低成本但聲學(xué)性能較差的單backplate，發(fā)展到2014年顯著提升了聲學(xué)性能——信噪比提升至70dB但防塵性能較差的雙backplate，及今年最高75dB，而且還達(dá)到IP57防水防塵級(jí)別的密封雙薄膜（sealed dual membrane）設(shè)計(jì)。

這種密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面實(shí)現(xiàn)了防水防塵，另一方面則提升了信噪比，也就提升了聲音信號(hào)的獲取能力。前文中提到應(yīng)用于報(bào)警系統(tǒng)的麥克風(fēng)傳感器（IM69D130），信噪比就達(dá)到了69dB，另外有130dB的SPL（聲壓級(jí)）——即最高可以聽到130dB的信號(hào)。如此一來(lái)，麥克風(fēng)無(wú)論離玻璃爆破音源很近還是很遠(yuǎn)，都能夠?qū)⒉Ａ榱训穆曇粲涗浵聛?lái)。

壓力傳感器

英飛凌報(bào)警系統(tǒng)中所用的電容式大氣壓力傳感器DPS310能夠偵測(cè)到5cm的高度差（±0.004hPa），所以運(yùn)動(dòng)期間，如跑樓梯這樣的動(dòng)作，傳感器也能判斷每一級(jí)樓梯的落差——這也是它能夠通過(guò)微小氣壓差別，去偵測(cè)玻璃爆破的原因。

其特性還包括了足夠小的尺寸，DPS310這顆壓力傳感器的三圍2x2.5x1.0mm；低功耗，壓力測(cè)量時(shí)峰值電流345μA，待機(jī)電流0.5/1.0μA；外加防塵放水、溫度穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。

這種壓力傳感器的應(yīng)用范圍也因此可以很廣，包括用于智能家居、氣象站、可穿戴設(shè)備的運(yùn)動(dòng)追蹤，甚至還有室內(nèi)室外的導(dǎo)航、氣流測(cè)量、預(yù)測(cè)性維護(hù)。

CO2傳感器

這是一種典型應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的傳感器，英飛凌的CO2傳感器是基于光聲效應(yīng)的光聲譜技術(shù)。紅外光經(jīng)過(guò)特定光柵，輸出特定波長(zhǎng)λ=4.2μm的光波，可被CO2氣體分子吸收。在密閉腔內(nèi)光被吸收引起熱效應(yīng)和壓力改變。后端再藉由麥克風(fēng)檢測(cè)壓力變化值，實(shí)現(xiàn)CO2濃度及濃度變化的檢測(cè)。

上面這張圖是英飛凌XENSIV? PAS CO2傳感器模塊，上方封裝起來(lái)的就是感應(yīng)腔。里面主要包括兩部分，分別是發(fā)出紅外光的部分，包括了過(guò)濾4.2μm波長(zhǎng)的光學(xué)filter以及一個(gè)MEMS heater；探測(cè)器部分就是前文提到的MEMS麥克風(fēng)。

ToF傳感器與雷達(dá)

ToF和雷達(dá)，是英飛凌“智能視覺(jué)”或者說(shuō)“智能眼睛”的表達(dá)方式。英飛凌通過(guò)與pmd合作的方式，共同推出REAL3? ToF傳感器解決方案，用于相對(duì)近距離的場(chǎng)景3D感知、成像。這種技術(shù)在手機(jī)、掃地機(jī)器人、智能家居、智能安防、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)設(shè)備等領(lǐng)域都有應(yīng)用。

而雷達(dá)則是英飛凌將車載領(lǐng)域相對(duì)成熟的硬件和方案，應(yīng)用到消費(fèi)類、工業(yè)類應(yīng)用中的產(chǎn)品。其特色能力在于感應(yīng)微動(dòng)作（micro movement），比如室內(nèi)有人時(shí)，這種60GHz雷達(dá)能夠感知呼吸、心跳這些亞毫米級(jí)別的動(dòng)作，正成為傳感領(lǐng)域冉冉升起的明星產(chǎn)品！

憑借這些豐富的傳感器產(chǎn)品，英飛凌正在聚焦各種智能應(yīng)用場(chǎng)景，包括智能家居、智能照明、智能樓宇等等。一起攜手創(chuàng)新，2020英飛凌電源與傳感系統(tǒng)云端大會(huì)正在來(lái)襲，體會(huì)極致功率與傳感技術(shù)的魅力、體驗(yàn)英飛凌合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，盡在其中——

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