感測器是秘密的調味品，可穿戴設計的虛擬無名英雄。它們體積小，**便宜，智慧型化，高度精確，雖然它們只需要很小的功率，本身就非常強大。最近流行的可穿戴技術可以追溯到，至少部分地是這樣乙個事實，即在可穿戴材料中使用的感測器在某些情況下**驟降到幾美元。另乙個與感測器相關的因素是移動**對遠端監控系統的發展的影響。智慧型手機很容易擊敗傳統的資料記錄器，因為它們提供了乙個現成的平台和遠端傳輸資料的手段。
現在新增到晶元上的配方系統(soc)解決方案：微電子技術的發展使研究人員能夠建立結合感測、前端放大、mcu功能和rf傳輸的微型電路。特別重要的是基於mems技術的慣性感測器在電機活動和其他健康監測系統中的應用。最後，在感測器融合中，將來自不同**的感知資料結合起來，使得所得到的資訊比單獨使用這些因素和所有這些因素時所能獲得的資訊更好，這對於穿戴者來說並不奇怪。
可穿戴應用
當今可穿戴感測器系統包括三個要素：
感測和資料採集硬體
通訊硬體與軟體
資料分析技術
感測器已經在服裝上出現了，可以看到「配件」身體部位，如耳朵、脖子、手腕等等。使用它們的例子包括：
環境感測器監視活動模式、睡眠質量和浴室消除，當異常發生時向護理者提供警報。
耳朵磨損，靈活，低功耗心率監視器可以是不引人注目的。然而，到目前為止，剩下的挑戰包括減少運動偽影以提高可靠性。
生化感測器監測大氣中的化學物質。他們還可以監視在危險環境中工作的人。
基於可穿戴感測器的消防員服裝整合co感測器，還測量運動、外部和體溫、位置、血氧飽和度、心率和呼吸速率。
嵌入到衣服中的基於e紋理的系統通過將電極編織到織物中以確定運動感知電阻變化來收集心電和肌電圖資料。
活動監測器測量加速度計或gps或兩者的活動水平。常見的例子包括fitbit腕帶和***;當採取步驟時，例如，檢測到振動並將資料傳送到**或計算機。其他可穿戴裝置可以跟蹤睡眠質量或監測跌倒。
正在開發的穿戴用品跨越了從消費電子到醫療器械的界限。診斷裝置測量溫度、心率、心電圖、血氧水平和心率異常。脈搏波傳導時間的血壓也可以測量血液通過血液的速度。
晶元上的系統測試和診斷是快速、廉價、容易獲得的，並且正在迅速地獲得市場牽引力。
可穿戴和環境感測器的組合變得越來越普遍，使得可穿戴感測器通過使用環境感測器收集的資訊得到增強。
值得注意的部分
有許多感測器可以在穿戴中使用。現在我們來看看一些值得注意的例子。
mup-9150是一種整合的9軸運動跟蹤裝置，它結合了三軸mems陀螺儀、三軸mems加速度計、三軸mems磁力儀和數字運動處理器(dmp)硬體加速器引擎。**商的mostofit sdk(圖1)是圍繞mpu-9150設計的，並且能夠快速地將可穿戴感測器解決方案商業化，用於健身、健康和體育應用。它通過將mpu-9150與基於壓阻技術的博世壓力感測器、微控制器和藍芽無線電模組相結合，提供了一種能夠跟蹤10自由度的感測器平台。感測器通過i/c序列數字介面與德克薩斯儀器msp430 mcu介面。使無線連線的藍芽無線電模組通過uart與mcu介面。有乙個序列快閃儲存器，介面與mcu使用spi介面。還包括乙個110毫安的充電電池和充電器電路，可以提供長達4小時的無線流。微型usb聯結器為sdk提供有線介面，非常適合於嵌入式應用，如健身和運動效能的活動檢測，以及諸如**和門診監測等醫學應用。
圖1：visnfunsmytofosik sdk堆疊旨在使可穿戴感測器解決方案快速商業化，適合健身、健康和體育應用。
mpu-9150的9軸動融合特徵包將加速度和旋轉運動加上航向資訊合併成單個資料流，並具有較小的占用空間。對於快速和慢速運動的精密跟蹤，該部件具有使用者可程式設計陀螺儀的±250、±500、±1000和±2000°/秒(dps)的全量程範圍，使用者可程式設計加速度計的滿量程±2 g、±4 g、±8 g和±16 g，磁力儀的滿量程±12。00μt。
該解決方案是乙個多晶元模組(mcm)組成的兩個晶元整合到乙個單一的lga封裝。乙個裝有三軸陀螺儀和三軸加速度計。另乙個晶元由朝日kasemealdead安裝乙個三軸磁力計。評估工具包(指定mpu-9150 evb，圖2)可用於幫助工程師跳起專案。
mpe-9150評估板的影象
圖2：mpu-9150評測委員會。
值得考慮的可穿戴應用是visunsmpmp-6500(圖3)6軸運動跟蹤裝置，它將3軸陀螺儀、3軸加速度計和數字運動處理器(dmp)組合成乙個3公釐×3公釐×0.9公釐的封裝。它具有乙個4096位元組的fifo，降低流量和降低功耗，允許系統處理器突發讀取感測器資料，然後進入低功耗模式。
mpu-6500直接接受來自外部i/c裝置的輸入。mpu 6500，其6軸整合，片上dmp，和執行時間校準韌體，不僅使製造商能夠消除昂貴和複雜的選擇、資格和系統級整合的離散裝置，它保證了最佳的運動效能為消費者。它與多個非慣性數字感測器(例如壓力感測器)連線在其輔助i c埠上。
mpu-6500標準軟體框圖
圖3：vpn的mpu-6500的框圖。
工廠校準的兩個感測器的初始靈敏度降低生產線校準要求。其他功能包括片上16位adcs，可程式設計數字濾波器，乙個精度為1%漂移從-40°c到85°c，嵌入式溫度感測器，可程式設計中斷。該裝置還具有i i c和spi序列介面，vdd工作範圍為1.71 v至3.6 v，以及單獨的數字io電源，vdiio從1.71 v到3.6 v。對於需要更快通訊的應用，感測器和中斷暫存器可以使用20 mhz的spi讀取。
visnsnices已將封裝尺寸降低到cmo-mems製造到24引腳qfn，使得mpu-6500理想的可佩戴感測器用於健康、健身和運動。
雖然傳統的uv感測器將uv敏感光電二極體與外部微控制器、adc和訊號處理韌體相結合，但來自矽實驗室的si1132-a10-gmr感測器(圖4)將所有這些元件加上乙個數字2×2公釐清晰qfn封裝中的數字i c控制介面。該低功耗感測器能夠延長電池壽命，待機時間小於500 na，平均功率為1.2μa，每秒一次實時uv指數測量。矽實驗室紫外線指數和環境光感測器使健身腕部/手臂帶，智慧型手錶和智慧型手機來測量紫外線陽光照射。當消費者當前的紫外線暴露不健康或在運動過程中確定累積紫外線暴露時，消費者可以從中受益。這種測量對於那些曬傷風險較高的人或關注太陽曝曬的人來說是至關重要的。
矽實驗室si1132-a10-gmr框圖
圖4：si1132-a10-gmr紫外線和矽實驗室環境光感測器的方框圖。
可穿戴未來
可穿戴產品可能是乙個巨大的市場。隨著技術的進步，物理感測器將有更多的互連和更多的使用感測器融合。另乙個驅動器將增加基於超寬頻(uwb)脈衝無線電的ieee 802.154a標準的使用，為更低功耗、低成本和高資料速率感測器網路可穿戴應用創造了無數機會。
可穿戴式感測器幫助不能說話的ALS患者交流
麻省理工學院的研究人員為患有肌萎縮性脊髓側索硬化症 als 的人創造了一種新的可穿戴感測器。許多患病的人逐漸失去了控制肌肉的能力，經常失去說話的能力。麻省理工學院的研究人員設計了一種可拉伸的 iyawxugqit類似 的裝置，可以附著在患者的臉上，可以測量抽搐或微笑等小動作。iyawxugqit 程...
感測器的設計要點解析
好的感測器 的設計是經驗加技術的結晶。一般理解感測器是將一種物理量經過 電路轉換成一種能以另外一種直觀的可表達的物理量的描述。而下文我們將對感測器的概念 原理特性進行逐一介紹，進而解析感測器的設計的要點。1 感測器的概念 感測器是一種檢測裝置，能感受到被測量的資訊，並能將感受到的資訊，按一定規律變換...
陶瓷壓力感測器放大電路的設計
最近剛剛做完乙個關於氣體壓力檢測的專案，由於本人模擬電路部分比較薄弱，在感測器放大電路的設計過程中遇到了一系列的問題，在解決這些問題的過程中積累了不少經驗，在這裡順便做個總結，一來可以在日後供自己查閱和參考，二來希望把我積累的經驗分享給廣大電子愛好者和電子工程師，希望大家在以後的設計過程中可以少走彎...