帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
物聯網需求不同 感測器必須隨之進化
專訪奧地利微電子台灣區總經理李定翰

【作者: 王明德】   2018年06月11日 星期一

瀏覽人次:【243】
  

感測網路是物聯網系統中的第一線架構,透過建置於感測器擷取設備數據,再將數據傳送至上層系統,若感測數據不完整或不精確,後續環節的所有運作效率將大打折扣甚至失效,因此近年來各大廠商紛紛強化感測技術的相關研發,且針對不同應用領域推出專屬產品。



圖1 : 奧地利微電子台灣區總經理李定翰指出,感測技術發展已有相當長的時間,物聯網的興起讓此技術有了截然不同的面貌。(攝影/王明德)
圖1 : 奧地利微電子台灣區總經理李定翰指出,感測技術發展已有相當長的時間,物聯網的興起讓此技術有了截然不同的面貌。(攝影/王明德)

奧地利微電子台灣區總經理李定翰指出,感測技術發展已有相當長的時間,過去的應用有限,因此技術發展並不快,物聯網的興起讓此技術有了截然不同的面貌,以往由於應用領域固定,系統對感測器的需求並不高,只要能正常運作就可以,不過物聯網的應用多元,感測器也就必須因應系統需求而有特別的設計,以色彩感測器來說,過去僅需要分辨基本的RGB,現在部分應用則需要透過頻譜偵測功能偵測物質。


不同需求的封裝設計

物聯網帶來的影響除了感測技術本身的精進外,外部的構造也是其一,現在物聯網系統走向整合,不同感測器有可能被整合在同一封裝中,而在此設計中,不同感測器在同時運作時所產生的干擾要如何解決,這都是現在的感測器廠商在設計物聯網產品時,必須面對的考驗。


物聯網的應用都是針對特定垂直產業,如醫療、交通、製造、建築等,李定翰就指出,這些領域對物聯網的功能需求不同,因此系統中的零組件、模組、設備等,都會有一定程度的特殊需求,例如國土監測系統,會需要將感測器長期設置在戶外,在耗電、強固性等部分就需要有特殊設計,若應用於智慧家庭設備,由於感測器需內建於家電設備中,小體積的設計需求就會高於功耗,整體來看,製造、醫療、電力等應用場域,對感測器的規格需求較為特殊。


李定翰表示,製造業是物聯網發展的重點領域之一,在工業物聯網應用中,感測與RFID成為整體系統的重要技術之一。由於物聯網架構中,系統必須獲得真實世界的相關資料,才能進一步透過即時分析、彙整,利用人工智慧推導出最佳化的生產決策,而產線終端要讓每個生產環節都能準確被追蹤、紀錄,就必須導入兼具低成本、體積小、易追蹤多重優勢的RFID無線射頻標籤技術方案,同時再搭配如機器視覺、各式動作感測元件輔助,取得每個加工工序的執行狀態。


機器視覺感測改朝換代

在此同時感測器也持續進行優化與更新,越來越多整合進階嵌入式運算技術的感測器相繼推出,藉以追蹤高速產線的加工物件即時監控與紀錄用途,透過嵌入式系統整合設計,也能讓感測器在體積不變的條件下,提供產線更進階的感測、預先分析與高速處理能力,同時更輕、更小、功能更強大的嵌入式系統結合多重環境感測器方案,也可大幅降低智慧物件整合物聯網網通技術的難度與成本。


感測器在智慧工廠的另一個應用重點是機器視覺,機器視覺主要應用於製程上,對解析度的要求相當高,過去所採用的影像感測器以CCD為主,不過近年來CMOS影像感測器的解析度快速提升,已然躍居機器視覺主流,各大影像感測器廠商的CCD出貨量逐漸減少,龍頭廠商Sony已決定從2017年起逐步減少CCD,專注於CMOS感測器研發。


與CCD相較,CMOS的優勢在於成本低、耗電需求少、容易製造生產,早期因雜訊難以控制,只用於低價產品;近年來因新技術導入,CMOS的成像效果已逐步跟上甚至超越CCD,目前CCD在天文、低光度、動態攝影等領域仍有其優勢,不過在製程檢測,已為CMOS取代。


李定翰指出,除了製造業外,醫療系統對感測器的需求也與一般應用大不相同,感測技術在醫療的應用主要用來偵測患者的生理訊號,生理訊號主要分成幾種,包含屬於生理電訊號、生理化學訊號、生理機械訊號、生理抗阻訊號、生理磁訊號、生理光訊號、生理聲訊號等,在醫療系統中又以生理電訊號的使用最為廣泛。


3D感測發展潛力強大


圖2 : 李定翰表示,感測器市場從過去的價格競爭轉變為品質競爭,對整體產業來說會是更好的方向。(攝影/王明德)
圖2 : 李定翰表示,感測器市場從過去的價格競爭轉變為品質競爭,對整體產業來說會是更好的方向。(攝影/王明德)

目前感測技術在醫療領域的做法可分為兩種,一種是透過同一感測原理偵測多樣生理指標,另一種則是透過多種感測方式偵測同一生理指標,舉例來說,光體積變化描記圖法是一種光學感測原理,利用LED感測器可獲取人的心跳、脈搏、血氧含量等,然而心跳的感測卻不只有光學感測一種,還能透過電極電位的改變,紀錄心臟跳動,再換算成心跳率,近年來感測技術不斷創新與提升,讓生理指標擷取變得更容易,感測技術所提供的精確生理數據,再加上未來AI的智慧化運算與分析能力,將加速醫療智慧化願景的落實。


除了上述兩個領域外,3D感測技術也被看好將應用於各種領域,李定翰表示目前3D感測主要是應用於臉部辨識,取代過去的指紋辨識解鎖與手機的行動支付,而隨著技術的成熟,其應用越來越多元,除了手機外,長距離的戶外攝影機、短距的VR眼鏡、低光源如車內的人臉辨識等,都是深具潛力的發展領域,目前3D感測有兩種技術,包括結構光與TOF(Time of Flight),而VCSEL是這兩者技術中的核心光源,高功率VCSEL雷射器可應用於3D深度感測的數據擷取,物聯網也會是其一。


3D感測從環境的深淺位置判斷出物體形狀與距離,因此未來將被應用於車用領域,現在ADAS系統的FDW(前部碰撞預警)功能是用雷達或光達偵測車體前方物體遠近,未來的導入3D感測後,就可將外界物體形狀資訊提供給車內運算單元,判斷物體種類後再決定車體動作,以此達到智慧化功能。


從價格競爭專為品質競爭

就目前產業發展來看,物聯網帶動的感測技術變革仍在進行中,李定翰表示,由於物聯網建構目標是整體系統所產生的價值,而非像消費性領域是以單一產品的價格為考量,在此態勢下,現在感測器市場也從過去的價格競爭轉變為品質競爭,雖然這也對廠商帶來另一種壓力,不過他認為這種透過技術的精進提升系統效能,進而創造出更高價值的做法,對整體產業來說會是更好的方向。


相關文章
LPWAN技術前景看好? 廠商怎麼看
汽車網路需要深度數據包檢測技術
AI醫療提升治療精確度 感測技術不可或缺
為IoT與M2M應用建置 LTE Cat 1通訊功能
伺服機械手為車輪生產帶來新突破
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新品
mbed
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
Raspberry Pi
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
OMAP 4處理器
原廠/品牌:TI
供應商:TI
產品類別:CPU/MPU
  相關新聞
» [專欄]從美中貿易衝突看全球電子產業形貌之重塑
» 意法半導體公布2018年第一季財報
» ams、X-Rite和PANTONE合作開發行動色彩感測方案
» [CES 2018]Nuheara真無線ANC耳機 採用奧地利微電子主動降噪技術
» 奧地利微電子攜手奧迪科 推出超音波流量計設計方案
  相關產品
» ams宣布推出汽車等級變速器位置偵測感測器IC
» ams推出用於機器視覺的高解析度、高速CMOS影像感測器
» Amazon與NXP合作遠場語音開發套件器協助OEM新品設計
» 奧地利微電子推出血壓與生命體徵感測器參考設計
» 詮鼎推出東芝及奧地利微電子適用於工業電子的解決方案
  相關資源
» Power Management Solutions for Altera FPGAs

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2018 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw