借可穿戴市場(chǎng)溫濕度傳感器多領(lǐng)域全面開(kāi)花

可穿戴市場(chǎng)在蘋(píng)果“iwatch”的傳聞中醞釀，發(fā)展，而直到最近蘋(píng)果智能手表“Apple Watch”的公開(kāi)亮相，才使得可穿戴市場(chǎng)真正走出概念階段?？梢哉f(shuō)，“Apple Watch”為可穿戴產(chǎn)品樹(shù)立了一個(gè)新的典范。不過(guò)，在“高大上”的“Apple Watch”的示范效應下，智能穿戴撥動(dòng)了很多公司的神經(jīng)，其他的可穿戴廠(chǎng)商要如何尋求產(chǎn)品的差異化，從而跟上這波可穿戴市場(chǎng)爆發(fā)的商機呢?

“其實(shí)，可穿戴產(chǎn)品差異化的重點(diǎn)在于傳感器，而傳感器被稱(chēng)為是可穿戴產(chǎn)品的靈魂，一款高性?xún)r(jià)比，低功耗，小尺寸的傳感器能夠為可穿戴產(chǎn)品提供差異化的競爭優(yōu)勢，例如青島濰坊歌爾的智能手環(huán)就采用了世強提供的Silicon Labs的單芯片相對濕度和溫度傳感器，客戶(hù)的反應非常好?！笔缽姰a(chǎn)品經(jīng)理呂駿奇表示。

相對溫濕度傳感器在多領(lǐng)域應用全面開(kāi)花

雖然幾年前智能手機等移動(dòng)設備的興起并沒(méi)有帶動(dòng)相對溫濕度傳感器的普及，不過(guò)，在可穿戴產(chǎn)品及物聯(lián)網(wǎng)(IOT)的帶動(dòng)下，相對溫濕度傳感器必將迎來(lái)新一輪市場(chǎng)行情。如下圖1所示為世強代理的Silicon Labs的單芯片相對濕度和溫度傳感器應用領(lǐng)域。

圖1. Si701x/2x相對溫濕度傳感器應用領(lǐng)域

Si701x/2x相對溫濕度傳感器可為家居自動(dòng)化、HVAC、制冷、醫療照護、遠程監控、汽車(chē)和工業(yè)設備等提供精確相對濕度(RH)感應。當與世強代理的Silicon Labs廣受歡迎的節能型微控制器和無(wú)線(xiàn)IC產(chǎn)品相結合時(shí)，Si701x/2x系列產(chǎn)品能夠為連接到物聯(lián)網(wǎng)的各種可連接設備進(jìn)行測量、控制和報告環(huán)境狀況，提供最佳的解決方案。

隨著(zhù)生活水平的提高，家居智能化的需求逐步顯現，例如將溫濕度傳感器用于家庭的溫度、濕度數據采集系統中，就可以方便、及時(shí)的獲取室內、外的溫度、濕度等數據(也可和其他傳感器集成擴展數據采集應用范圍)。

“配合Silicon Labs最節能的EFM32 MCU及多種傳感器組合(包括紫外光、相對溫濕度、手勢感應)，世強能夠為客戶(hù)提供智能家居應用的總控制開(kāi)關(guān)Demo，客戶(hù)也可以根據自己的需求定制不同的功能?！?呂駿奇表示。

有數據統計表明，與歐美相比中國的食品運輸缺乏監控措施，采用溫濕度傳感器對運輸中的食品進(jìn)行監控可以有效幫助降低食品運輸中的損失。此外，環(huán)境問(wèn)題逐漸受到政府和普通民眾的普遍關(guān)注，而工業(yè)生產(chǎn)和精密制造也更關(guān)心周邊環(huán)境變化對產(chǎn)品的影響，使得相對溫濕度傳感器在工業(yè)、醫療、物流、氣象等領(lǐng)域得到廣泛應用。

挑戰傳統方案，單芯片解決方案全面勝出

“我們的客戶(hù)北京海林(國內最大的溫控器生產(chǎn)商)就采用了Silicon Labs的相對溫濕度傳感器在他們的高端溫控器上，天津九安也將我們的溫濕度傳感器用在嬰兒床監護中。這主要是由于Si701x/2x相比普通的分立方案，其精度的一致性更好，產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比更高?！?呂駿奇指出。

Si701x/2x傳感器系列產(chǎn)品是傳統RH感應方法的最佳替代選擇，這些傳統方法通常采用分立電阻或電容式RH感應原理以及模擬電路去進(jìn)行溫度補償和信號調節，往往需要較多物料和PCB面積，客戶(hù)還必須在PCB裝配過(guò)程中進(jìn)行RH/溫度校準，這就容易降低了溫度的一致性。此外，傳統的分立式解決方案也與表面貼裝技術(shù)(SMT)生產(chǎn)不兼容。

而Silicon Labs獲專(zhuān)利的混合信號技術(shù)可在單一IC上集成傳感元器件、信號調整電路、模數轉換器(ADC)、非易失性存儲器和I2C接口，并且可完全用標準的CMOS工藝制造。相較于分立方法，單芯片解決方案僅需要微不足道的BOM成本。并且，Si701x/2x系列產(chǎn)品還與SMT生產(chǎn)兼容。

單芯片IC設計提供了更高的易用性，同時(shí)降低了制造成本和復雜度?！癝i701x/2x系列產(chǎn)品還是工廠(chǎng)完全校準的，其在精度方面和校準方面都有非常好的表現，不用我們再去校準，Si701x/2x在0-80% RH內具有±3% RH的最大精確度，而在 -10℃至+85℃內具有±0.4℃的最大溫度精確度?！眳悟E奇特別指出。

Si701x/2x關(guān)鍵特性：高精度、低功耗、帶保護膜

由于Silicon Labs的RH感應精度在業(yè)內名列前茅，Si701x/2x系列產(chǎn)品非常適合于大多數對RH和溫度感應有非常嚴格精度需求的應用。相對于競爭對手的同類(lèi)RH/溫度傳感器，如下圖2所示，Si701x/2x傳感器在更寬濕度范圍(0-80% RH)內具有±3% RH的最大精確度。相對于同類(lèi)產(chǎn)品，該傳感器也在更寬溫度范圍(-10℃至+85℃)內具有±0.4℃的最大溫度精確度。

圖2. Si701x/2x與競爭產(chǎn)品的RH精度和范圍比較

除了在RH精度和范圍方面具有極大的競爭優(yōu)勢外，Si701x/2x傳感器還在一體化的RH/溫度傳感器市場(chǎng)具有最低功耗。它支持3.3 V電源電壓和8位分辨率，當每秒一次采樣率時(shí)平均片上功耗為2.2μW，與同類(lèi)產(chǎn)品功耗相比最大低至6倍。如此高能效使得Si701x/2x系列產(chǎn)品成為功耗敏感型應用的最佳選擇，并且有助于延長(cháng)電池壽命。

圖3. Si701x/2x與競爭產(chǎn)品的比較

RH長(cháng)期偏移也是相對溫濕度傳感器一個(gè)重要指標，Si701x/2x系列產(chǎn)品具有最低的長(cháng)期RH漂移，每年小于0.25% RH，這確保最佳的長(cháng)期RH精確度。

Si701x/2x系列產(chǎn)品還是業(yè)內唯一支持雙溫區測量的一體化RH/溫度傳感器產(chǎn)品，代表了最先進(jìn)的RH感應發(fā)展水平。新型Si7013器件支持具有可編程線(xiàn)性度的第二區溫度感應，從而消除了通常系統所需的額外模擬數字轉換器(ADC)和補償軟件。這種需要第二區溫度感應的應用(例如恒溫器)現在能夠使用Si7013有效的測量外部熱敏電阻的模擬電壓。

“另外，特別值得一提的是Si701x/2x有非常獨特可選的保護膜，這個(gè)保護膜相對競爭對手來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)方面有非常好的表現。貼上保護膜的Si701x/2x可以在通過(guò)自動(dòng)化的生產(chǎn)設備時(shí)不用做額外的處理，這樣非常有利于我們的生產(chǎn)，而我們競爭對手很多是不能做到這一點(diǎn)的?！?呂駿奇特別指出。

一體化的CMOS設計提供最高的長(cháng)期可靠性，并且一個(gè)可選的過(guò)濾器外蓋可以防止沾污，提供額外保護。在工廠(chǎng)安裝的外蓋是一層覆蓋在IC頂部的特氟龍涂層，不僅在PCB裝配過(guò)程中保護傳感器，而且也遍及整個(gè)產(chǎn)品生命周期，在產(chǎn)品運行過(guò)程中屏蔽來(lái)自傳感器元件之外的灰塵、污垢和清洗藥劑。

高性?xún)r(jià)比傳感器搭配節能MCU及無(wú)線(xiàn)IC，世強提供免費Demo

新型Si701x/2x系列產(chǎn)品有效結合了超低功耗、易用、小尺寸、精確度、可靠性以及標準加工流程兼容性。

此外，特別值得一提的還有Si701x/2x所具有的超高的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢，相比最早進(jìn)入這一領(lǐng)域的某瑞士公司的產(chǎn)品，加了保護膜的Si701x/2x在成本上比其不加保護膜的產(chǎn)品還要低10%，這也是目前世強的很多客戶(hù)采用Si701x/2x加以替換的最主要的原因之一。(Si701x/2x與該公司產(chǎn)品是pin-to-pin兼容的。)

“未來(lái)的傳感器市場(chǎng)尤其是在消費電子及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域擁有廣闊前景。當然在具體應用中，也面臨一些需要解決的問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)方面，客戶(hù)希望一塊紐扣電池可以為傳感器供電達6年之久甚至不用更換電池，另外多種傳感器的組網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳輸方式也是一個(gè)問(wèn)題?！?呂駿奇指出。

為了滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)對無(wú)線(xiàn)感應應用的需求，世強將Si701x/2x傳感器以及其他傳感器(紫外線(xiàn)指數傳感器、手勢感應傳感器)產(chǎn)品與Silicon Labs的節能型MCU有效結合，為客戶(hù)提供相應的評估板，并且這些評估板都是免費提供給客戶(hù)進(jìn)行評估的。例如下圖4所示的智能家居傳感模塊。

圖4. 世強提供的智能家居傳感模塊

本文小結

可穿戴市場(chǎng)即將爆發(fā)，本土廠(chǎng)商如何在激烈的市場(chǎng)競爭中實(shí)現彎道超車(chē)?同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對應用于感應端的無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)也提出了更高要求。我們需要更高集成度、小尺寸封裝和低功耗的傳感解決方案，世強代理的Silicon Labs的Si701x/2x滿(mǎn)足了這些要求，并且，和競爭相對溫濕度傳感器相比，Si701x/2x還具備超高性?xún)r(jià)比、高精度(單芯片解決方案還確保了精度的一致性)、帶保護膜的特性，這些特性使得其成為消費電子、智能家居、遠程監控、汽車(chē)電子、工業(yè)設備和健保等應用的絕佳傳感器選擇。