【導(dǎo)讀】村田先生在探討可穿戴設(shè)備的解決方案時(shí)，從細(xì)節(jié)入手解說(shuō)了可穿戴手環(huán)的尖端傳感器以及通信模塊。村田一向致力于打造低功耗、超小型化、高精準(zhǔn)的“微精致”手環(huán)。本文就由村田為大家解說(shuō)可穿戴手環(huán)的精致體驗(yàn)。
高精度、反應(yīng)靈敏的薄膜溫度傳感器
基于多功能以及“微”體積的發(fā)展趨勢(shì)，可穿戴產(chǎn)品對(duì)于其中的元器件有著體積小、功耗低、精準(zhǔn)度高等要求。順應(yīng)這一市場(chǎng)發(fā)展需求，村田在概念手環(huán)中融入的薄膜溫度傳感器采用了村田SMD型的NTC熱敏電阻和厚度大約100μm的FPC (Flexible Printed Circuit) ，將小型化技術(shù)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮至極（長(zhǎng)度可以在10~70mm之間定制，厚度僅為0.55mm），同時(shí)其彎曲性較好可以在在復(fù)雜的構(gòu)造和狹窄的空間里也能夠靈活地進(jìn)行布線。。與普遍的金屬導(dǎo)線型材質(zhì)的溫度傳感器相比，由于村田的薄膜溫度傳感器具有良好測(cè)溫精度和靈敏度，能在最短時(shí)間內(nèi)達(dá)到誤差不大于0.4℃的溫度監(jiān)測(cè)。當(dāng)該產(chǎn)品應(yīng)用在可穿戴設(shè)備中監(jiān)測(cè)體表溫度時(shí)，可以保證測(cè)量的精準(zhǔn)度、的同時(shí)幫助用戶縮短的監(jiān)測(cè)時(shí)間，提高效率。另外，伴隨著智能手機(jī)以及平板電腦的小型化、高性能化，在有限的機(jī)體空間里的熱設(shè)計(jì)成為了重要的問(wèn)題。村田的薄膜溫度傳感器的另一個(gè)大應(yīng)用便是可以檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的機(jī)體溫度，實(shí)現(xiàn)機(jī)體的過(guò)熱保護(hù)，增加設(shè)備的使用壽命。此款產(chǎn)品已于今年10月開(kāi)始量產(chǎn)，國(guó)際知名的穿戴設(shè)備公司已經(jīng)采用了該傳感器，產(chǎn)品將很快發(fā)售。
“主動(dòng)預(yù)防”一直是村田站在用戶角度，提出的智能醫(yī)療解決方案的方向。基于此方向，村田概念手環(huán)中監(jiān)測(cè)到的人體心率是由其中的超小型光傳感器完成的。該傳感器采用了VCSEL技術(shù)，用戶可以進(jìn)行自我心率監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)心血管疾病的主動(dòng)預(yù)防。
村田的光傳感器，將發(fā)光元件與光接收元件一起封裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。同時(shí)具備數(shù)字輸出功能。該傳感器是利用光學(xué)體積描記術(shù)通過(guò)對(duì)光線吸收的變化率，來(lái)進(jìn)行心率監(jiān)測(cè)。將該傳感器應(yīng)用在可穿戴的設(shè)備上，用戶可以通過(guò)對(duì)手指、耳后或手腕的輕松測(cè)量，隨時(shí)隨地了解心率狀況，實(shí)現(xiàn)心血管疾病的“主動(dòng)預(yù)防”。
精準(zhǔn)定位的MEMS氣壓傳感器
村田通過(guò)應(yīng)用村田芬蘭的靜電容量型MEMS技術(shù)，內(nèi)置溫度補(bǔ)償、不受溫度變化影響，降低噪音等級(jí)0.5Parms，開(kāi)發(fā)出了可以更精準(zhǔn)地檢測(cè)高度變化的MEMS氣壓傳感器。內(nèi)置信號(hào)處理ASIC，大大簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度，其低功耗特性為裝載設(shè)備的節(jié)能提供了有效條件。我們可以看到，在舞臺(tái)表演區(qū)主持人僅僅走了一個(gè)臺(tái)階的高度，氣壓的變化也隨之迅速地展示在了屏幕上。該產(chǎn)品可以通過(guò)測(cè)量的氣壓值變化換算出海拔高度再結(jié)合GPS導(dǎo)航就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，室內(nèi)導(dǎo)航等功能。同時(shí)，還可以對(duì)所測(cè)得的氣壓值進(jìn)行分析收集氣象數(shù)據(jù)。進(jìn)一步拓展該產(chǎn)品的應(yīng)用， 可以結(jié)合其他傳感器就根據(jù)氣壓值的變化，準(zhǔn)確地判斷穿戴者的運(yùn)動(dòng)模式（平地移動(dòng)還是攀登運(yùn)動(dòng)等），從而更精準(zhǔn)地計(jì)算出實(shí)際消耗的卡路里。
MEMS氣壓傳感器
無(wú)線通信方面，村田已推出了Bluetooth Smart模塊、藍(lán)牙/Wi-Fi模塊、NFC天線、RFID標(biāo)簽?zāi)K等元器件。其中Bluetooth Smart模塊的尺寸和功耗僅為村田以往產(chǎn)品的四分之一。是易于貼裝的連接型，并內(nèi)置天線，可以大幅減少客戶在RF設(shè)計(jì)時(shí)所需要投入的資源。值得稱道的是，村田的該模塊是目前世界最小級(jí)別的低功耗藍(lán)牙模塊。
基于“微精致”的技術(shù)追求、時(shí)刻考慮用戶的細(xì)節(jié)體驗(yàn)，該模塊只需紐扣電池就可以工作數(shù)個(gè)月甚至數(shù)年，能夠與支持Bluetooth Smart Ready的產(chǎn)品進(jìn)行通信，備有小型SMD和內(nèi)置天線SMD兩種形式，還可以支持Network Processor以及Stand Alone的兩種結(jié)構(gòu)，并且取得了電波法以及Bluetooth認(rèn)證，大幅度地降低了用戶的開(kāi)發(fā)成本。該款產(chǎn)品不僅被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板終端等移動(dòng)終端設(shè)備，而且基于可穿戴式設(shè)備對(duì)內(nèi)置設(shè)備的小型化和低功耗的需求，在可穿戴領(lǐng)域也有很好的應(yīng)用前景。
專注從用戶細(xì)節(jié)體驗(yàn)出發(fā)，村田綜合利用了其獨(dú)有的材料設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)技術(shù)和多層陶瓷基板制造技術(shù)，研發(fā)出世界最小的微封裝DC-DC轉(zhuǎn)換器。產(chǎn)品將電源IC和電感器集為一體，運(yùn)用具有抗電磁干擾 (EMI) 性能的鐵氧體基板，不僅實(shí)現(xiàn)了小型化、高功能化，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了低EMI噪音及抗干擾的性能。此款產(chǎn)品不僅可以滿足可穿戴設(shè)備小型化、高功能化的要求，而且同樣非常適用于智能手機(jī)等智能設(shè)備。
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