本系列的第2部分继续回答有关传感器在IoT系统开发中如何工作的常见问题。
什么是智能传感器?
基本传感器可以检测其环境中的变化并将测量的数据转换为数字格式,以供外部微控制器处理。 “智能”位于微控制器中。将微控制器组合在一个封装中可以使传感器变得“智能”。现代技术使这种结合可以在小包装内完成。
例如,博世Sensortec的 BHA250 可以在2.2 x 2.2 x 0.95毫米中集成32位微控制器和14位加速度传感器3 包。另一家传感器制造商 TE ,例如,集成了带有连接器的传感器,可将功能包装到很小的空间中。


问:使用传感器进行系统设计有多困难?
答:传感器和芯片制造商会为开发人员提供现成的开发人员工具包,以简化设计工作。开发人员可以在最终设计之前使用套件进行概念验证。这是一个例子。
意法半导体最近推出了一种名为 SensorTile.box。一个功能板,包括一个带有DSP和浮点单元(FPU)的低功耗Arm Cortex-M4微控制器以及多个传感器,包装在一个小盒子中(57 x 38 x 20 mm3 ) (图3和图4)。内置蓝牙功能。对于需要快速结果的开发人员,该套件无需编程。但它也具有专家模式,供开发人员执行自定义编程。此外,STMicro STM32开放式开发环境(STM32 ODE)支持使用AI和神经网络库进行更复杂的编程。越来越多的智能和集成解决方案可以从各个供应商处获得。值得探索。
- 数字温度传感器
- 6轴惯性测量单元
- 3轴加速度计
- 3轴磁力计
- 高度计/压力传感器
- 麦克风/音频传感器
- 湿度传感器


问:选择传感器解决方案有哪些注意事项?
答:选择传感器解决方案时应考虑一些标准:
- 在精度和分辨率方面的准确性。预先确定所需的分辨率。在温度的情况下,1度以内的精度是否足够准确?对于距离,您可能需要低至0.01英寸的精度。分辨率越高,成本越高。
- 测量范围。您需要的上限和下限是多少?如果您不需要的产品范围很广,则可以降低设计成本。
- 环境条件。它必须在高温高湿条件下工作还是防水?
- 可靠性考虑。有两个方面。一是传感器能够工作多长时间而不会发生故障。平均故障间隔时间(MTBF)规范是指传感器可以正常工作而不经历故障或故障的时间长度。这对于在偏远和崎areas区域运行的传感器而言非常重要。另一方面是在不校准的情况下传感器的性能是否准确。传感器可能没有损坏,但需要校准才能准确执行。
- 崎environment的环境。某些传感器必须承受极端的高温,寒冷,冲击和振动。确保您选择的传感器符合要求。
- 尺寸和重量要求。根据不同的应用,某些传感器必须安装在很小的空间中,或者为一种应用需要安装许多传感器。
- 权衡—高度集成的解决方案,而不是使用单个组件。集成解决方案可能会花费更多,但会节省设计和安装时间。例如,具有内置LoRaWAN或RF通信功能的振动传感器将占用更少的空间和安装时间。
- 如果应用程序很关键并且需要冗余,请考虑使用双包装传感器。
- 总体系统成本。最后,请查看总体设计,安装和支持成本,而不仅仅是传感器的单个单位成本。
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