2020欧洲杯夺冠热门 - 村田 //www.ferranmv.com/rss.xml zh-hans Strategy Analytics:全球5G智能手机销量将在2020年达到2.5亿部 //www.ferranmv.com/article/2020-10/1003882.html Strategy Analytics:全球5G智能手机销量将在2020年达到2.5亿部
judy 周六, 10/10/2020 - 10:13

Strategy Analytics最新发布的研究报告指出,到2020年,全球5G智能手机销量将激增1300%,达到创纪录的2.5亿部。苹果iPhone,华为和三星今年正在推动5G智能手机市场的增长。

Strategy Analytics副总监Ville-Petteri Ukonaho表示:“我们预测全球5G智能手机销量将从2019年的1800万部猛增1300%,达到2020年创纪录的2.5亿。5G细分市场是当下以及未来十年智能手机市场增长的主要引擎。”

Strategy Analytics总监Ken Hyers补充说:“2020年,全球将售出2.5亿部5G智能手机。中国和美国是两个最大的5G市场。 苹果iPhone,华为和三星是排名前三的品牌,今年将合计占据全球5G智能手机销量的三分之二。”

Strategy Analytics副总监Ville-Petteri Ukonaho补充说:“ 5G细分市场是当今智能手机行业增长最快的部分,但仍然存在一些挑战。 许多5G智能手机型号过于昂贵,大多数5G运营商网络都不完整,而一波又一波的新冠疫情正在导致美国和欧洲等西方市场的消费疲软。”

5G智能手机

Sat, 10 Oct 2020 02:13:40 +0000 judy 1003882 at //www.ferranmv.com
别让你的充电桩输在“最后一圈”! //www.ferranmv.com/article/2020-10/1003879.html 别让你的充电桩输在“最后一圈”!
judy 周五, 10/09/2020 - 16:24

新能源汽车和欧洲杯足彩竞猜 应用领域,碳化硅、氮化镓算是近年的“明星”,新基建政策更让充电桩成了今年的热搜“网红”。大功率、高频开关电源在新能源汽车“快充”应用中备受关注,然而,据了解,充电模块中的同样重要的磁性元件特别是变压器的创新反而滞后。

电源工程师都知道,电源设计总是需要在体积、效率/散热和EMI等相互制约因素之间取得板级和系统级的平衡。变压器在充电器内部占据了相当大的空间,其体积又取决于开关管的开关频率。引入开关频率更高的SiC、GaN功率管,充电桩的变压器才能更小、更容易设计,并输出更大功率。

然而,大功率应用中,由于高频损耗和散热问题,传统变压器的构造难以提高工作频率,存在功率/频率之间的壁垒。

为了让充电桩提速,现有快充桩只能使用多个变压器并联。这不仅需要增加相应配套元器件,而且,由于频率和功率越高,损耗就越大,应对散热管理和多变压器组装,充电桩必然做得更大。

占了好赛道,赢了起跑,你的充电桩还是有可能输在“最后一圈”。

本文就为您简单介绍新能源充电桩行业和技术现状,并通过充电桩和车载充电的一些电源模块设计案例,介绍村田创新的变压器技术如何帮您领跑新能源汽车市场。

大功率高频变压器技术在电动汽车中的应用

新基建布局下直流快充“首当其冲”

新能源汽车充电桩曾被戏称为“过气明星”。2009年开始新建充电桩以来,国内充电基础设施已经累计过百万。然而,EV/HEV市场和技术却慢半拍;加上布局欠合理,投入成本高、回收期长,盈利模式单一,互联网经济期望高却始终难于“闭环”,种种因素的制约之下,有报道称充电桩的实际使用率只有15%。

充电桩产业再次“爆红”,是因为2020年国家布局新基建,明确包括“推广新能源汽车,建设充电桩”。与十年前相比,再次站在风口浪尖上的充电桩被新基建赋予了“新”的含义。

首先,国内十年互联网商业模式高歌猛进,无疑为新基建投资充电桩趟出一些似可借鉴的商业模式。据了解,现有百万充电设施硬件上已基本打通,未来的一个发展方向是实现数据共享,也就是说,新基建下的充电桩产业不仅扩大规模,还要被赋予智能概念和O2O市场潜力;另外,国内外追捧以充电为主题(甚至“免费”充电为噱头)的商业中心模式很火,在“土地”、“车位”稀缺的城市赋予充电桩新的“玩法”。

其次,近几年新能源汽车的市场和技术有了较大的突破。2018年前国内新能源车续航里程不超过200公里的居多,而目前市场上新能源乘用车的电池容量则至少400公里起步;电动/混合动力汽车的电池制造能力也在快速扩展,导致电池成本显着降低;回馈到政策层面,更倾向绿色新能源的法规出台促使市场加速向汽车电气化过渡。

水到渠成,现在新能源汽车市场对快充、甚至“超冲”技术有了切实需求,毕竟,充电桩设施的本质是“加油站”,实用、快速的充电解决方案成为电动汽车大规模部署的关键。

交流充电 .vs. 直流充电

交流充电 .vs. 直流充电

交流(AC)充电桩:俗称“慢充”,其实只是个交流供电装置,附加一些供电控制或计费功能,负载通常几个kW。完成充电功能所借助的车载充电机功率不大,不能快速充电。

直流(DC)充电桩:俗称“快充”,是固安装在车外的充电机,连接交流电网,输出直流电直接用于电动汽车的动力电池充电。负载50kW甚至更高。

交流充电桩和直流快速充电桩,在充电速度上差别很大。按照百公里耗电15kWh来估算,一辆普通纯电动汽车充满毛估需要8个小时。换种说法,交流充电每小时的续航不会超过50公里;而负载50kW的直流快充电桩仅需个把小时就能满充。目前市场标杆是30分钟做到80%续航。

而且,对标加油站,八分钟“超冲”来了

为了对标加油站体验,国外电动汽车行业提出了super-fast-charging的目标,8分钟充满100kWh(450miles)。对应充电桩的负载功率(考虑到一桩单枪、双枪、甚至一拖4等情况)可以高达240kW。

发挥高频功率器件潜力关键在"最后一圈"

直流充电系统(下图),将电网中低频交流电滤波整流成直流,再通过开关电源中的功率管,将整流得到的直流电“开关成”高频交流,然后经高频变压器,变压到合适的充电电压,整流滤波成合适的直流充电电流。

直流充电系统示意

直流充电系统示意


直流充电系统中变压器是占空间最大的器件之一,并且影响到整个系统的散热设计。变压器的体积取决于开关管的开关频率。

传统硅基MOS管开关频率较低,就必须配置更大的变压器。化合物半导体材料(如碳化硅或者氮化镓)的功率器件,在高速开关条件下仍然保持高效率;由于材料的宽禁带特性,SiC或GaN功率管还具有击穿电压高,功率更大,能耐高压,耐高温等优点;另外,这类材料的低导通电阻特性,产生的导通损耗更小,发热很低。

第三代半导体被认为是未来功率器件发展的大方向,然而,在充电桩应用这类大功率直流转化器中,如果还是使用传统变压器构造,要么带来高频损耗和散热问题,工作频率很难提高,要么系统设计就不得不采取多个变压器以及复杂的散热管理。

释放SiC高频率开关性能的潜力,需要变压器技术的创新。

传统的大功率变压器主要有两种,一种使用Litz线,另外一种是扁铜带绕线(Tape Wound)。

传统的大功率变压器

无论使用哪种传统变压器设计,由于相邻的载流导体浸没在彼此的磁场中,通过“邻近效应”产生损耗,很难达成结构紧凑单模块的高频功率磁性器件。这种“邻近效应”以及与传统结构相关的其它损耗,限制了小型化和大功率变压器可以工作的频率。

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更详细来说,Litz线是多股绝缘铜线绞合,即使能使用在中高频变压器中,大电流也容易过载。加上多股铜箔之间有空隙,每根Litz线绝缘层占用空间,股数太多时降低了空间利用率,直流损耗很大。

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扁铜带构造则不太适合高频,频率太高,趋肤效应更加明显。而且,扁铜带绕线十分不便,成本高,工艺难度大,寄生电容也会比较大;内层的铜箔散热就不太好了,层数很多,漏感大,临界效应越强,涡流很高。内部热难于散出去,容易形成热点,变压器结构很难用在高频。

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村田制作所的pdqb绕线技术,使用层叠构造,改进绕组之间的耦合,消除了邻近效应, 通过提高空间利用率减少了直流损耗,涡流损耗;传统的由内而外的结构,里面容易形成热点,由下而上层层相叠,每一层的散热效果相同,热量更容易散出去,从而实现了大功率变压器的高频率、高效率、小体积应用。

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损耗减小,功率提高,体积减小,提高了功率密度。村田创新的pdqb绕线技术可以构建200kHz以上的高频变压器,甚至可在高达250kHz的频率下工作。并拥有99.5%效率,从而大大减小电源的体积,简化充电设施的设计和散热要求。

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突破“工作频率难于提高”这一壁垒,解决了EV/HEV、智能电网、工业逆变器、轨道交通、再生能源等领域迫切需要解决的难题,特别是帮助新能源汽车充电桩应用跑好“最后一圈”。

下面就来看看具体的产品信息和应用案例。

村田pdqb变压器绕线技术优势和应用

村田pdqb变压器绕线技术优势和应用

村田直流转换器的HPHF变压器具有很多优势:

  • 高效率: 99.5% (采用村田专利pdqb技术)
  • 小体积, 大功率
  • 适用的工作频率范围, 20kHz-250kHz
  • 绝缘电压12kV
  • 可以客户定制

使用村田HPHF变压器的直流转换器

使用村田HPHF变压器的直流转换器

村田大功率高频变压器可在高达250kHz的频率下工作。主要是因为使用创新的pdqb绕线结构,消除了传统制造技术的限制。这种绕线技术的特征是:

  • 提高了绕组之间的耦合
  • 提高了空间利用率, 满足了大功率变压器高频率, 高效率,小体积的要求
  • 宽功率范围选择:30kW至400kW
  • 高达10kV输入输出隔离
  • 定制解决方案的更高隔离度
  • 效率超过99.5%
  • 宽工作频率范围:20kHz~250kHz或更高
  • 输入/输出电压:50V至1000V
  • 1:1至10:1的匝数比
  • 可扩展技术

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电气规格(* 更高电压也可)

封装尺寸

封装尺寸

村田磁性产品的其它车载应用案例

磁性元件,包括电感、变压器,经常因为客户的应用条件不同,需要通过定制才能取得高效率。村田在车载功率磁性器件方面,有着很强的客户定制能力。创新的结构设计、绕线方式以及相应的灌封工艺,能够帮助客户在产品的效率和尺寸方面带来很大的提高。除了新能源汽车直流快充桩,也广泛应用在车载电子中。

车载电子

案例 1:车载充电-11kW 3相PFC

客户需求:

  • 多相增加产品的功率

3相120⁰ 相位差

  • 结构紧凑, 高效率的解决方案

传统设计:

  • 用3个独立的磁环电感(如下图)

用3个独立的磁环电感

村田创新方案:

  • 减小体积, 提高效率(专利申请中)
  • 和传统的产品相比:

58% (占用面积)

13% (体积)

  • 新颖的设计结构可以采用不同材质的磁性, 减少磁芯损耗
  • 创新的设计减少了边缘损耗

案例 2车载充电 – LLC/CLLLC/PSFB拓扑

车载充电

客户需求:

  • 车载充电主变压器
  • 客户需要结构紧凑, 效率高, 散热好的方案

传统方案:

  • 采用三层绝缘线利兹线, 空间利用率低
  • 采用了塑胶骨架, 散热差
  • 漏感高导致AC损耗高


村田创新方案:

  • 6.6kW 变压器
  • 和传统的变压器比, 直流电阻和漏感分别减少28%和50%
  • 提高了效率和功率密度
  • 取消了塑胶件, 有助于散热
  • 高度扁平
  • LLC/CLLLC/PSFB 拓扑结构
  • 专利申请中

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案例 3:车载充电– CLLLC 拓扑结构 I

车载充电– CLLLC 拓扑结构

客户需求:

  • 双向工作
  • 需要2个谐振电感
  • 结构紧凑, 高效率

现有方案:

  • 2个分离的电感, 不利于尺寸的减小和效率的提高


村田创新方案:

  • 车载充电– 6.6kW 集成电感
  • 村田采用了创新的设计, 和传统的方案比较:

体积减少了40%

重量减轻了38%(i.e. 800g => 500g)

减少了邻近效应, 提高了效率

  • 取消了塑胶件, 有助于散热
  • 适用于CLLLC拓扑结构
  • 成本降低
  • 专利申请中

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案例 4:车载充电– CLLLC 拓扑结构 II

车载充电– CLLLC 拓扑结构 II

客户需求:

  • 双向工作
  • 电路需要一个变压器
  • 2个电感
  • 结构紧凑, 高效率


现有方案:

  • 现有的分离方案很难满足客户的要求


村田创新方案:

  • 6.6kW 集成的变压器和电感

3个器件集成在一起

尺寸减少57%

  • 提高了效率和功率密度
  • 取消了塑胶骨架, 有助于散热
  • 专利申请中

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案例 5:车载充电 – 电流互感器

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客户需求:

  • 800V EV,需要电气间隙/爬电距离 4.2/10.3mm
  • 小体积,高绝缘


传统方案:

  • 只能满足电气间隙/爬电距离 3.5/6.0mm.(500V)
  • 额定电流是30A


村田的创新方案:

  • 在体积不增加的条件下, 电气间隙和爬电距离分别增加到6.4/10.3mm,可以满足 800V EV 的要求
  • 低直流电阻可以减少损耗
  • 额定电流增加到34A
  • 1000V 的额定工作电压
  • 专利申请中

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案例 6:3kW DC-DC 主变压器

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客户需求:

  • 结构紧凑, 效率高,散热好的方案


传统方案的缺点:

  • 初级用利兹线, 空间利用率低
  • 塑胶骨架散热差
  • 漏感高导致AC损耗高


村田解决方案:

  • 初级直流电阻减少50%
  • 漏感减少50%, 从而减少AC损耗
  • 取消了塑胶骨架, 有助于散热
  • 高度低
  • 提高了效率和功率密度
  • 专利申请中

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如果您有高频大功率变压器和磁性元件定制需求,或希望了解更多有关村田制作所的pdqb技术,请通过下方业务咨询二维码联系村田。

二维

文章来源: Murata村田中国

Fri, 09 Oct 2020 08:24:21 +0000 judy 1003879 at //www.ferranmv.com
未来传感器的8大趋势 //www.ferranmv.com/article/2020-10/1003878.html 未来传感器的8大趋势
judy 周五, 10/09/2020 - 10:24

自传感器诞生以来,由于它可以帮助人类将曾经不可知、难判断的信息变成易获取、更精准的数据,传感器已经成为数字化社会最为重要的基础设施。从智能手机到智能语音设备,从能源平台到工业设备,传感器自然而然地“化身”为人类连接机器、人类自身,以及自然环境的外延器官。

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随着传感器,以及与之相关的数据存储、储能、新材料、网络基础设备等软硬件技术的发展,还有成本的持续下降,传感器的应用场景将变得越来越丰富。

传感器将如何改变我们的生活?

据预测,到2020年,全球将有3000亿个传感器遍布于我们的日常生活中,市场规模将达到105亿美元,而可打印的柔性传感器的市场规模将达到73亿美元。

同时,随着数百亿的数据传输设备连接到互联网上,他们会改变我们的生活和工作方式。

家庭和办公

冰箱会在牛奶洒落的时候发信息提醒我们;我们躺在床上就能够打开咖啡机……类似的很多事情都将在未来十年或十年以上实现。尽管智能家电在过去几年里一直主宰着拉斯维加斯的消费电子产品展(CES),但尚未出现任何单一产品或主导品牌。RNR市场研究公司估计去年这个市场价值200亿美元,内部人士将这个快速增长的市场描述为一个充满活力且混乱的市场。

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Nest恒温器是迄今为止最具突破性的产品,尤其是在节省功耗省电方面。 由于设计简洁,界面比现有的可编程温度调节器简单,并且有来自谷歌的支持(谷歌在2013年给予32亿美元的启动资金),Nest在加拿大,英国和美国一直备受关注。恒温器更多的是控制你家的能耗,而不是被你家的电器、灯具、电视机、电脑音响套装所消耗。Nest声称其设备 可以 通过熟悉用户的日常使用习惯,然后自己进行编程设置,并让用户可以通过手机来进行控制家用电器。 这样一来,可以为用户节省20%的电能。

其他的产品更多的是在新奇,比如2018年CES展的一大亮点是Tagg,Tagg可以远程追踪你的狗或猫的位置的。还有亚马逊推出一款品牌按钮,你可以在自己的房子周围贴一圈,让你可以随手来订购洗衣粉和手纸等生活用品。还有布拉德(Brad),一个聪明而又有需要的烤面包机,在他的网络中与其他的烤面包机进行检查对比,看看他们有多少动作,如果他觉得被忽略了,就会自己动起来提醒你。

还有苹果。其HomeKit平台希望智能家居领域的开发者可以使用它来创建设备控制应用程序。其目的是为该行业提供一个网关,一种通用语言。苹果公司通常只在具有巨大潜力的市场上投资,而RNR的数据显示,到2020年,智能住宅市场可能会增长到600亿美元。

办公大楼也发生了变化。都是针对最低限度的效率和员工的方便。例如,思科从四个地点控制了全球300座建筑的核心功能,包括气候、电力使用和安全。该公司预计,当一位高管开车进入车库时,会自动发出信号,让电梯来接她,并打开她办公室的灯。

拥有复杂的内部控制气候的建筑已经变得更加普遍。例如,曼尼托巴水电(Manitoba Hydro)的新摩天大楼有一个巨大的天然湿润器——一个潮湿的房间,几层楼高,充满了热带植物,还有一个与管道相连的水,这些管道可以在整个建筑中输送潮湿的空气。系统知道什么时候打开和关闭百叶窗,或者让阳光进来(从免费的太阳热中获益)或者保持它。

城市

如今,世界上一半以上的人口居住在城市中心,到2050年,几乎三分之二的人将居住在城市中心,这意味着有25亿的城市居民将在城市居住、使用和运输。对于今天的城市来说,这是一个噩梦般的场景,因为交通、雾霾、犯罪、堆满垃圾的垃圾桶以及低效率的照明,占了城市电力预算的四分之一到一半。但目前正在测试的技术将帮助未来的城市更好地应对即将到来的移民问题。

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有嵌入式视频传感器的红绿灯可以根据汽车的位置和时间调整路灯的绿色和红色。它们是一种双赢,既减少了拥堵,又减少了烟雾,因为在红灯亮的车辆消耗了城市地区17%的燃料。

在巴塞罗那的市场上,嵌入车位的传感器可以将空点的实时信息传递给正在寻找车位的用户。西门子(Siemens)最近向一家初创企业提供了一笔融资,用于建造可以引导汽车进入可用地点的无人驾驶飞机。听起来微不足道吗?这并不是:高达30%的拥堵是由于司机在街道上徘徊寻找停车的地方造成的。

特拉维夫正通过为公共汽车、穿梭巴士、出租车和汽车排水车提供一条车道,来解决繁忙道路上的交通问题,同时也让那些没有耐心和有钱的通勤者也可以使用指定的车道。道路上的传感器会识别汽车的车牌号码,并根据路面的繁忙程度自动对车主的信用卡收费。

在圣地亚哥,智能LED街灯只有在行人或车辆接近时才会打开——该市最近更换了3000盏老式路灯,配备了传感器,每年可节省25万美元。英国人试图阻止流氓行为,他们正在测试一盏灯,当它检测到砰砰声和大声叫嚣时,会发出一盏特别亮的灯,并配备了摄像头,将直播视频传送到云端。

在费城,他们已经投资了4000美元的太阳能垃圾桶(称为大肚子),用来粉碎垃圾,并向调度员发送信件,要求在他们满的时候再来取。Philly能够将每周垃圾收集的数量从17个减少到3个,并实现每年100万美元的节省燃料、维护和劳动力成本。

制造业

位于宾夕法尼亚州约克市的哈雷-戴维森摩托车厂建于1973年,是典型的流水线操作。但几年前,它得到了思科的高科技更新。现在,一系列与所谓的制造执行系统相连的传感器,从工厂的地板上收集数据,以查明任何问题。当发现后面的挡泥板阻碍了这个过程时,管理人员改变了布局,使零件直接流向生产线,而不是手工收集和移动。在另一个房间里,传感器可以分辨出空气流动、湿度是否最佳,并在必要时对其进行修正。这个系统并不便宜。

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一位分析师称,将一个制造执行系统安装到单个工厂的成本在50万美元到100万美元之间。但是根据SAP(提供哈雷工厂的软件),工厂现在可以多生产出25%的自行车,工人减少30%。它可以在短短6个小时内完成交付,而不是在21天内交付1700辆自行车。

在德国,西门子的安伯格工厂每年生产近1200万台可编程逻辑控制器。(PLC是一个交换机,可以控制各种各样的系统,如游船、滑雪缆车和组装线。)在整个制造和装配过程中嵌入的微型传感器帮助公司几乎消除了缺陷:它声称其PLCs是完美的99.99885%的时间。

更大的“可视性”——从传感器到智能手机和平板电脑的即时信息——也使得机器的停机时间大大减少,因为经理们可以在爆炸之前发现瓶颈和现有的或即将到来的维修问题。埃森哲最近报告说,物联网技术可以将平均维修费用削减12%,维修费用减少30%,停工时间减少70%。它还可以通过智能能源管理系统节省电力成本,这是工厂的主要开支之一。电价会自动纳入机器的工作时间表,允许工厂避免价格高峰。

通用电气(GE)董事长杰夫•伊梅尔特(Jeff Immelt)曾经说过的:“如果你昨晚作为一家实业公司去睡觉,你将会在今天早上醒来,成为一家软件和分析公司。”

交通

新款特斯拉电动轿车的零售价为7万美元。此外,它还能在不到4秒的时间内以每小时100公里的速度让人羡慕,它能在一次充电中达到435克。如果你的果汁喝得很低,汽车的导航系统会把你带到最近的充电站。埃龙·马斯克(Elon Musk)的最新一代汽车配备了自动驾驶仪(Autopilot),它使用了摄像头、雷达和360度声纳传感器的组合,自动驾驶在开阔的道路上,在停停的交通中,不仅能找到,还能找到平行的停车位。这款相机还可以读取速度限制,并警告司机减速。远离你的车道和司机的座位。

而且特斯拉的情况一直在变好,多亏了内部联网软件,它向公司的工程师发送了源源不断的数据。自汽车发布以来,程序员们已经对软件进行了几次升级,以提高软件的范围,使其能够在其他车辆处于盲点时警告驾驶员,并在另一辆车接近时自动将高光束调暗。

所有这些都是说,你的汽车是静止的,它的功能在销售点,正在快速地后退。梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)等老牌公司也将推出智能汽车。在硅谷的研究中心,一个工程师和程序员团队正在完善一个模型,该模型可以与智能手机交互,收集你的约会信息,并提出到达目的地的路线,并显示实时交通信息。今年5月,Freightliner(戴姆勒公司的子公司,与奔驰公司一起)获得了世界上第一辆机器人卡车的内华达州牌照,该公司已经在该州道路上进行了15,000公里的测试(尽管是与一名操作员一起驾驶)。

研究公司高德纳(Gartner)估计,到2020年,全球道路上的联网汽车将达到2.5亿辆,其中许多汽车能够自动驾驶。每年有800万起交通事故,130万起撞车事故;思科公司的Smart联网车辆部门已经提出,自动驾驶汽车可以消除多达85%的正面碰撞。他们也可以帮助缓解交通,因为他们可以相互交流他们的位置,因此比人类驾驶的车辆更接近。交通专家称之为“连”包装更多的汽车到相同的道路太空可能帮助拯救司机至少900亿小时的他们现在每年花在堵塞,产生了2.2亿吨的碳排量和浪费了至少1万亿美元的燃料成本和生产力损失。

航空航天

航空工业一直迟迟不采用新技术——例如,美国的空中交通管制系统,仍然运行于上世纪70年代建造的摇摇摇摇的计算机基础设施。从某种程度上来说,这是可以理解的:当我们谈论3万英尺高的大型移动设备时,技术故障的后果是非常可怕的。

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但事实是,这种技术可以防止像德国之翼(Germanwings)这样的悲剧发生——一名不安的副驾驶锁定了机长,并故意飞进了法国的航空公司——已经存在了,这使得它变得更加毫无意义。飞机早就装备了传感器,可以收集燃料效率、高度、位置和维修问题的数据。但这些数据通常只是在飞机着陆后才进行处理。随着连接和数据处理软件的进步,没有理由不能发送和解析中飞行。同样的技术也可以用来在危机情况下覆盖飞行员,比如德国之翼,或者更频繁地加载每架飞机的位置——这将极大地帮助马航370航班的搜寻工作。

但变化正在慢慢到来。飞机引擎中的传感器现在可以通过测量喷气式发动机的排气温度来检测和分离出发展中的问题,在飞机还在空中的时候,就可以与飞行员和地面人员进行交流。

在效率方面,通用电气开发了一种工具,可以测量燃油的使用,并巧妙地移动机翼的襟翼(包括其他东西),以减少不必要的阻力。这项技术帮助意大利航空公司在一年内减少了1%的燃料消耗。由于全行业的燃料支出每年徘徊在300亿美元左右,即使是如此小的节省也很可观。

铁路行业也正在慢慢走向现代化。英国的网络铁路公司和Cisco公司正在安装传感器,并在轨道旁边安装传感器,以通知中央指挥中心,如果他们需要维修,或者受到附近山体滑坡或洪水的威胁。这将减少目前用于铁路检查的约130万小时。

纽约的通勤者们用互联网来感谢短途通勤。该市的Canarsie地铁线最近安装了siemens轨道和火车,它可以精确定位比老式自动闭塞信号系统更精确的位置(它使用了trackside灯来告诉列车在通过定点时停止和前进)。因为智能轨道知道火车的确切位置,这就意味着火车之间的间隔不需要那么大,可以让更多的列车在繁忙的航线上运行,每小时26次,而不是15次。

航运也参与进来了。德国在二战后的经济奇迹中,德国主要的港口城市汉堡-能勒,近年来面临着几个与此有关的问题。每天抵达港口的550辆卡车中,有许多都在等待船只驶入港口的长队中闲置了数小时,或者停泊在港口附近的居民区,因为港口地区的港口很少。每年有1万艘船在那里卸货,经常发生的情况是太多的船只同时到达,堵塞了相对较小的港口。考虑到其地理位置的历史悠久,人口密度高,扩张并没有出现。现在,多亏了思科和SAP的一个项目,这些船只和900万个集装箱通过港口传送(并不断更新)他们的准确到达时间,所以卡车可以安排及时的接送和货运。卡车司机甚至可以远程预订泊车位,这样他们就不会开车四处寻找停车位或堵塞城市的其他地方。

医疗

旨在帮助婴儿潮一代居住的技术越来越繁荣。这并不令人意外,近15%的加拿大人现在65岁或更老,这一比例预计在20年内将上升到23%。新一代的传感器可以判断住在家里的病人病情是否恶化,并立即与他们的医疗团队沟通。

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飞利浦——最著名的灯泡和电动牙刷——在你吃药的时候发明了一个可以打开的药丸盒,并向你的家人或护士发送信息,确认你已经服用了这些药物。这家荷兰公司最近剥离了一家新的医疗保健子公司飞利浦医疗(Philips Healthcare),该公司是该领域的领导者,目前正在努力寻找一种方式,这种方式对使用智能手机的年轻人来说很容易,就像对患有退行性疾病和痴呆的80岁老人一样。

他们的传感器很特别,就像新生儿单位用来监测早产儿的传感器一样。由于不能直接放置在皮肤上,传感器反而使用高清摄像头来监测皮肤的颜色、呼吸和温度,并提醒护士注意任何变化。这些设备最终将帮助医生和护士照顾和监控更多在家里和医院的病人。纽约Presbyterian医院现在使用的智能床可以立即告知病人是否已经起床,并让护理站知道。

此外,FitBit、Apple Watch、suto等健身追踪器的市场也在蓬勃发展,估值已经超过20亿美元,到目前为止已经售出8400万部。这些监测仪测量心率、睡眠模式、饮食、锻炼等,并将数据传送给移动应用。很快,这些信息就会被直接发送给你的医疗服务提供者或保险公司,他们仍然相信你的话,是的,你每周锻炼四次,并且总是走楼梯。美国保险商约翰•汉考克(John Hancock)(宏利的子公司)向客户提供高达15%的保费,如果他们愿意交出数据,证明他们过着健康的生活方式。

接下来:皮下植入。基于使命的Medtronic公司已经销售了一种葡萄糖种植体,可以帮助糖尿病患者控制血糖。

能源

电网的设计是为了在需要的基础上提供电力,以微妙地平衡供给和需求——这是一个挑战,因为需求随时间、天气和季节而变化。热浪、暴风雪、甚至是奥斯卡颁奖典礼,都能给这个老化的基础设施带来压力。为了满足突发的峰值,备用电站和柴油发电机必须准备就绪,吞噬稀缺的资源。这远远不是有效的。

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所谓智能电网背后的基本原理很简单:电力是以需求为基础定价的,这种信息会立即传输到智能电表、恒温器和家用电器上,这样它们就能在最便宜的时候,在非高峰时段获得所需的电力。这个系统使用市场力量来平衡系统负载,理论上,应该使电网更不容易受到黑和限电的影响。

试点项目,尤其是在意大利和德克萨斯州,已经证明了该理论可以在现实世界中发挥作用。美国将2030年设定为实现智能电网大部分组件的非正式截止日期;安大略的Hydro One是目前全球许多地区公用事业公司之一。虽然它已经重新安置了许多智能手表,但它仍将在2025年拍摄。

目前,他们只是直接将时间的使用直接发送到实用程序。但在未来,电表可以接收有关定价的信息和对系统的总需求,并据此管理自己。

输电线和管道也得到了高科技的升级。通过对线路中传感器采集的数据进行分析,以检测和隔离维修问题。而且预测软件已经在市场上可以预测哪些树最有可能掉下来并取下线路。思科公司(Cisco)建设的管道内衬有敏感的纤维,可以直接感应到泄漏和无线电的帮助。对于老化的管道,通用电气已经开发了软件,可以整理地震数据、地形细节、人口密度、医院和学校的位置,以帮助在持续的基础上或紧急情况下做出维修决策。

可再生能源的增长在很大程度上取决于智能电网。根据国际能源协会(International Energy Association)的数据,到明年,可再生能源将取代天然气成为世界上第二大能源来源(煤炭仍处于领先地位)。在加拿大,风能和太阳能是目前增长最快的发电行业(尽管它们仍然只占总量的百分之几)。由于太阳能和风力发电场所产生的能量随时间和时间的变化而变化,因此它们可能会对环境造成更大的压力。太阳能电池板能够传达它们所产生的能量。它仍然是将这些面板堆叠到网格中,并且在我们不需要的时候找到一个可伸缩的电池来存储溢出。

风能也面临着类似的整合问题,尽管最新一代的涡轮机本身已经从物联网技术中获益。在风力发电厂的前沿建造的通用涡轮发电机可以让后面的人知道阵风即将来临,这促使他们立即改变叶片的角度,以保护自己免受伤害,延长他们的寿命。一个相对较新的软件程序也处理由涡轮传感器收集的数据,并提出最佳的角度来产生更多的电力,增加风电场产量5%。

农业

尽管我们可能拥有普通家庭农场的田园风光,但农民一直都是技术的早期采用者——毕竟,任何能帮助他们从土地上获得的微薄生计的东西都是一件好事。

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如今,大多数的农民都在自己的土地上使用装有gps的智能手机,装载着与农业相关的应用程序。随着农场的急剧增长——在过去的25个世纪里,美国的平均分布已经翻了一番——农民(或者,正变得越来越普遍,拥有这些业务的大公司)迅速部署了数据收集、联网设备来帮助跟踪他们。

来自约翰迪尔的新机器不仅可以耕作、播种和收割,还可以收集农民的数据,包括空气和土壤温度、湿度、风速、湿度、太阳辐射和降雨量。在干旱和干旱的地区,明智的浇水系统只在适当的地方撒上足够的水,并能探测到水管道的泄漏。一家公司开发了一种传感器,可以检测出一种特殊害虫的高计数,然后释放干扰它们交配的信息素,从而减少对杀虫剂的需求。甚至奶牛现在也在实时地传送数据,一家荷兰公司制造了传感器,当它们附着在个体动物身上时,可以告诉农民哪些动物处于高温,怀孕或生病。

未来传感器的8大趋势

未来,传感器将变得更小、更便宜、更准确、更灵活、更节能、更环保,能够收集更多类型的数据,并集成越来越多的新技术。

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1.更小,更便宜

随着各种新平台和新材料的应用,制造商可以制造更小的传感器,其性能可以与毫米级和微波级的电子元器件一样高,并且随着更少的硅的应用,成本将大幅降低。同时,新平台还会降低传感器的设计、开发和制造成本。

从长远来看,可自我校准的传感器具有非常高的成本效益。通过自动校准,可以减少传感器的维护次数和时间,并大幅降低维护成本。另外,可自我修复的传感器将会有更广泛的应用范围,并使维护成本更低,特别是在发生各种灾难和风险时将大有用处。

2.更高的准确性

目前,多通道协作频谱感知的研究还处于初期阶段。未来,一旦技术成熟,它将比现在的单通道传感器提供更精确的监测数据。

更准确、更可靠和可复制的传感器将在医疗设备等领域拥有更多的应用场景,其实现的功能也更加强大。

3.更灵活且更柔性

柔性传感器是未来传感器发展的一个重要方向。目前,柔性光传感器、PH传感器、离子传感器和生物传感器仍处在早期开发阶段。在未来,这些柔性传感器将拥有更多创新应用,如人造皮肤、可穿戴传感器和微动传感。

通过微线技术和磁场,传感器可以像头发丝一样纤细,而又具有弹性,不需要电源,可以无接触地测量温度、压力、拉力、应力,扭转和位置。

4.更好的感知与更多的数据

未来的传感器将更有效地模仿人类的感官,来检测、处理和分析复杂的信号,如生物危害、气味、材料压力、病原体和腐蚀等。例如,这些先进的传感器不仅仅能够感知大量的单一分析物(例如二氧化碳),还可以破解气味中的每个组成部分。

此外,智能微尘是由振动驱动的微观传感器,可以监控战场、高层建筑或动脉堵塞等各种情况。

5.更多的医疗应用

目前,很多与健康相关的传感器主要用在娱乐和生活方式领域,它们的功能达不到医疗级的要求。未来,更多医疗级的传感器将通过严格的监管审批并实现医疗应用。

随着实验室系统的微型化,将加速生物危害感知的新兴技术的研发,可穿戴传感器将成为真正的医疗级设备,而非简单的生活和娱乐之用。医疗检测将更加轻松,一台检测仪器可以分析更多的物质,并减少对检测样品量的需求,比如,可以通过汗液和眼泪等体液即可完成健康检测。

可吞服药丸是实验室系统微型化的一个应用,例如,已经有很多健康科技初创企业使用可吞服传感器替代传统的内窥镜检查,以减少患者的痛苦。还有一些科技公司研发的可吞服或可植入药丸,可以在体内长期持续给药,让患者的日常治疗更为轻松。

6.更节能

当前,大多数传感器并不是很节能,因为其始终处于开启状态。未来,传感器将变得更智能,并由特定条件驱动,只有当达到某个条件时才能被激活,而当它们处于待机模式时,几乎没有功耗。

此外,传感器还可以从周围环境中获取能量,实现更长久的运行。例如运动、压力、光线,或患者身体与周围空气的热量差异等都可以成为传感器的能量来源。

7.更环保

在未来,环境友好型和可生物降解的传感器将日益受到欢迎。

例如,传感器可以采用由细菌驱动的,可降解的纸基电池,此类传感器可用于农田管理、环境监测、食品流通监测或医疗检测等领域,而不会污染环境。

8.更高的复杂性和更好的兼容性

通过协调工作,传感器将获得额外的复杂性。传感器集群可以更好地协调传感器之间的工作,并通过自主学习系统来确定工作内容和位置。

此外,各种新技术的采用,也将使传感器变得更加多样化。例如,通过激光技术,传感器可以通过物质独特的光谱识别出物质组成;飞行时间传感器可通过红外光脉冲测量两个物体之间的距离;由晶体、特殊陶瓷、骨骼、DNA、蛋白质等材料制造的压电传感器可以更好地对外部压力和潜热进行响应。

在未来,各种基础科学的进步将进一步推动传感器技术的快速进化。传感器将变得更加小型化、人性化,人机交互更加友好;同时,它们将变得更加隐形,更加不易察觉。随着传感器更加深入地融入我们的日常生活,以及与AI等新技术的融合,在未来的互联互通和自动化的世界中,传感器将使我们的生活更加美好。

免责声明:本文转载自:传感器专家网,转载此文目的在于传播相关技术知识,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编删除(联系邮箱:service@eetrend.com )。

Fri, 09 Oct 2020 02:24:05 +0000 judy 1003878 at //www.ferranmv.com
IDC:尽管受疫情影响 但全球智能家居设备仍保持增长势头 //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003869.html IDC:尽管受疫情影响 但全球智能家居设备仍保持增长势头
judy 周二, 09/29/2020 - 10:21

市场分析公司 IDC 表示,尽管新冠疫情对世界经济造成了严重冲击,但预估今年智能家居设备仍然保持增长势头。IDC 表示 2020 年智能家居设备出货量将大大 8.54 亿台,实现 4.1% 的同比增长。从长期来看,IDC 预计 2024 年全球出货量将超过 14 亿台,五年复合年增长率为 14%。IDC 表示这一增长将来自于人们更多的消费,并继续投资于家庭自动化设备和服务。

智能家居

IDC 的高级研究分析师 Adam Wright 评论道:“从需求方的角度来看,智能家居设备在全球COVID-19大流行期间保持了相当的弹性。与之前的预测相比,2020年的市场已经失去了一些优势--这是高失业率和锁定措施等因素的结果,但尽管如此,我们预计2020年所有设备类别都将实现同比正增长。随着消费者将消费重点从度假、旅游、外出就餐等其他领域转移,智能家居设备仍然广受欢迎”。

2024 年,视频娱乐智能家居设备的市场份额预计为 31.3%,这比 2020 年下降了约 10%,但依然是智能家居领域最大的类别。家庭监控和安全将从 2020 年的 19.5% 增长到 2024 年的 21.1%,智能音箱预计将从 15.6% 下降到同期的 14.1%。

视频娱乐和智能音箱设备的市场份额下降是由于 "其他 "类别,预计将从2020年的23.4%到2024年的33.5%。尽管其中一些类别的市场份额整体较小,但与现在相比,所有这些类别的出货量都将大幅增长。IDC 表示,虽然智能家居领域在未来几年会有所增长,但围绕安全和隐私的担忧依然存在。

文章来源:cnBeta

Tue, 29 Sep 2020 02:21:21 +0000 judy 1003869 at //www.ferranmv.com
IDC:尽管受新冠疫情影响 但2020年可穿戴设备出货量仍将激增6000万 //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003863.html IDC:尽管受新冠疫情影响 但2020年可穿戴设备出货量仍将激增6000万
judy 周日, 09/27/2020 - 10:22

据外媒CNET报道,IDC周五表示,可穿戴设备将在2020年达到近4亿的出货量。根据该分析公司的数据,目前全球最畅销的可穿戴设备类别是无线耳机等耳戴式设备。尽管世界上大部分地区都受到COVID-19大流行的影响,但可穿戴设备出货量的上升还是出现了--预计2020年可穿戴设备的出货量将比2019年的出货量增加约6000万。

IDC预测2020年耳戴式设备的出货量约为2.34亿,而智能手表的出货量约为9100万,其他智能手环的出货量约为6800万。

“即使供应商缩减生产,最终用户被隔离,可穿戴设备的需求仍然稳定,”IDC说。“市场受到了对可穿戴设备近乎创纪录的需求的推动。”

可穿戴设备

IDC补充说,新的耳戴式设备、智能手表和手环的推出将在2020年下半年延续可穿戴设备销售的势头。该分析公司指出,苹果新推出的Fitness+、亚马逊的Halo和Fitbit为健身和健康提供虚拟教练的Fitbit Premium,推动了多种可穿戴产品的销售,这些产品将共同发挥作用。

文章转载自:cnBeta.COM

Sun, 27 Sep 2020 02:22:01 +0000 judy 1003863 at //www.ferranmv.com
Murata ABR型Wi-Fi 11b/g/n+MCU模块 //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003850.html Murata ABR型Wi-Fi 11b/g/n+MCU模块
judy 周二, 09/22/2020 - 10:44

Murata ABR型Wi-Fi 11b/g/n+MCU模块(带集成PCB天线)基于NXP 88MW320无线微控制器,支持Wi-Fi® 802.11b/g/n,PHY数据速率高达72.2Mbps,集成200MHz Arm® Cortex® M4F MCU,用于主机侧应用。该模块通过简单的UART接口提供完整的网络控制器解决方案。模块直接自带Wi-Fi、TCP/IP、安全要求及其他网络应用特性。Murata ABR型Wi-Fi 11b/g/n+MCU模块采用小尺寸 (22mm x 19mm x 2.4mm) 封装,便于集成到尺寸和功耗敏感型应用中。典型应用包括数据采集、设备管理、工业控制、工业物联网 (IIoT)、智能家居、传感器网络和网关。

特性

  • 2.4GHz Wi-Fi+MCU模块,带集成PCB天线
  • uAP和STA双模网络拓扑
  • NXP 88MW320无线微控制器
  • Arm Cortex M4F处理器
  • DSSS/CCK/OFDM调制
  • 通过FCC/CE/IC认证
  • 符合RoHS指令
  • 模块上的软件
    • 该模块设有802.11b/g/n 72.2Mbps、内部运行的Wi-Fi堆栈、512KB SRAM、128KB掩码ROM和2MB SPI闪存
    • NXP WMSDK工具提供全面支持
  • 尺寸:22mm x 19mm x 2.4mm
  • 工作温度范围:-30°C至+85°C

应用

  • 数据采集
  • 设备管理
  • 工业控制
  • IIoT
  • 智能家居
  • 传感器网络
  • 网关

框图

框图

参考电路

参考电路

Tue, 22 Sep 2020 02:44:16 +0000 judy 1003850 at //www.ferranmv.com
关于ADAS中的超声波传感器,想知道的都在这儿~ //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003843.html 关于ADAS中的超声波传感器,想知道的都在这儿~
judy 周四, 09/17/2020 - 14:57

新一代汽车是未来市场的一大支柱,消费者关注的不仅仅是高性能的电动汽车和混合动力车,近年来,智慧出行概念以及新一代智能网联汽车也备受关注。

所谓智能网联汽车,是指通过搭载先进装置收集车体状态和路面状态的各种信息,融合通讯技术来提高驾驶安全性的汽车类型。

也就是说,未来的汽车要能够眼观六路、耳听八方。

推动智能网联、驾驶全自动化的核心技术被简称为V2X:

  • 车辆间通讯(V2V:Vehicle to Vehicle)

  • 车辆与基础设施通过网络实现互相通信(V2I: Vehicle to Infrastructure)

V2X技术构建高效的交通系统,能快速获得即时路况,更能有效地防止交通事故等,实现最高阶的完全自动化驾驶(ADAS)。

点击查看视频1. ADAS发展的五个阶段
上面这段视频介绍自动驾驶的不同发展阶段,无论是“Level 0”全人工驾驶泊车,还是高阶的完全自动化驾驶“Level 5”(未来无人“车队”智慧出行商业模式),总是出现超声波传感器的身影。
其实,超声波传感器辅助驾驶员泊车(PAS)的历史比车载摄像机还早一些。而现在,已实用的辅助驾驶全自动泊车,就是充分发挥超声波传感器和摄像机组合。

下面就为你介绍村田超声波传感器的基本知识、最新进展、以及在ADAS中的越来越重要的应用。

1. 什么是超声波传感器?

超声波通常是指频率超过人类听觉系统的低频可听范围(0 Hz至20 kHz)的声波。

什么是超声波传感器?
其中:
  • v:音速 346m/s (@25℃)
  • f:频率
  • λ:波长

超声波的发声原理是利用压电陶瓷具有根据电压方向膨胀和收缩的特征,将电信号转换为陶瓷振动,通过陶瓷的反复膨胀和收缩让空气振动,并发出超声波。

什么是超声波传感器?

实际使用中,超声波传感器将电信号施加到超声波换能器(发射器),通过膨胀和收缩压电陶瓷,发射超声波;然后,再由接收器接收超声波并转换为用于分析的电信号并加以各种应用。

什么是超声波传感器?
为什么利用分析超声波信号就能检测物体的距离、检测物体是否存在、以及检测物体移动?
这是由声波的特性所决定的。因为声波的传播速度因介质而异,并且,声波还具有通过介质的声阻抗来反射和透射的特性。比如,
  • 音速会随着弹性模量的增加而增加。音速=弹性模量/密度,液体和固体中的音速比气体更快;

  • 空气中的音速受温度的影响。空气中的音速C=331.5+0.6T [m/s],其中,C是空气中的音速,T是气温(℃);

  • 由于声阻抗Zo=ρ・C(其中ρ是介质密度、C是介质中的音速),所以,当介质的声阻抗差较大时,反射增加,当声阻抗差较小时,发生透射。

声波在不同介质界面发生反射与透射

声波在不同介质界面发生反射与透射

不同物体由于组成材料不同,都具有其各自固有的、不同的声阻抗和音速。也就是说,介质中的音速、声阻抗是表示声音传播容易程度的数值。反之,通过发射和收集这些参数,就能用来判断声波说碰到的“障碍物”界面的空间情况。

各种介质中的音速和声阻抗

各种介质中的音速和声阻抗

当然,实际将声波应用在探测中,还必须对其方向性、分辨率和频率衰减有更详细的了解和建模。
◆ 方向性

超声波传感器具有从顶部表面开始的圆锥形方向性,将方向性定义为从正面声压到-6dB。与光学传感器相比,方向性更宽,但是具有频率越高则方向性越尖锐的特征。

频率越高则分辨率越高

◆ 分辨率:频率越高则分辨率越高。

◆ 衰减:频率越高则衰减越大,到达距离越短。

分辨率

超声波具有传播速度因传播介质而异、方向性和分辨率因频率而异的特性。这些性能会影响测量距离、精度和检测范围。

3. 超声波的应用

由于超声波的传播速度因介质而异,导致在介质之间发生超声波透射或反射。可以主要通过使用这种反射来检测物体的存在、状态和距离。

比如,距离可以通过测量超声波反射时间来计算:测量从发射开始到接收到反射波为止的时间,然后:时间x音速=到物体的距离(往返)。

超声波检测距离的原理示意
超声波检测距离的原理示意
由于不受颜色的影响,因此,即使是透明玻璃和亚克力,也可以作为反射介质,不用识别反射材料的颜色等物理表观性质。这是超声波传感与摄像机在车载应用中的一个显著区别。
应用相同传播原理,通过识别是否有反射波可以检测物体是否存在。因此,可以用无接触方式检测物体是否存在,可以在方向性范围内大范围检测是否存在物体。
超声波还可以通过声波的波动检测运动物体。
这是因为移动物体对波产生多普勒效应,反射波和直达波频率不再相同。当发射和接受分别使用不同的传感器时,反射波和直达波的合成信号产生变化,利用这个声场变化就能检测到运动。

下面,我们看看超声波传感器在汽车上的应用。

点击查看视频2. 村田三端子超声波传感器提升ADAS体验

4. 汽车PAS应用

超声波传感器是最早的辅助驾驶应用。汽车的停车辅助系统(PAS)使用超声波传感器测量车辆与障碍物(例如墙壁)的距离,并将接近程度通知驾驶员。

汽车PAS应用
PAS系统工作原理大致分为以下三步:
  • 发射脉冲信号,超声波从障碍物反射,根据到接收到反射波为止的时间测量距离。

  • 发射脉冲信号时,将发送时钟脉冲,并使用时钟测量时间。

  • 反射时间(s) x 音速(340m/s)=到障碍物的距离(往返)

汽车PAS应用

PAS应用所需的特性,不仅是要能够即时检测到后方的墙壁等大面积的障碍,还需要判断“缘石”的影响;另外,车载超声波传感器要尽量以一个装置去覆盖最大的面积,以减少装置数量;

最后,PAS系统还需要能够检测到极端靠近的距离,这对所使用的超声波传感器的方向性能提出更高要求,即垂直方向上较窄,在水平方向上较宽,而余响时间更短。

汽车PAS应用

5. 汽车ADAS应用

自动驾驶Level 3是ADAS技术的关键环节(视频1)。从ADAS Level3开始,车辆就被真正“交给”了软件、算法、和传感器,产品和技术的性能、可靠性和精度举足轻重。而实际上,现有的行业技术能力仍可能带来误差和不精准,不能避免意料之外的路况造成的事故。

而当ADAS进入Level 4(高阶自动驾驶),驾驶员将很少参与驾驶过程,车辆进入全自动的巡航状态,ADAS需要实时监测车辆的周围环境,使用各种传感器,比如雷达、激光雷达、摄像机、超声波传感器。

此时,不仅对单个传感器的性能和品质有非常高的要求,还需要进行软件/算法的组合,通过组合、优化、综合分析各种传感器的数据,扩大检测范围,缩短盲区,提高自主驾驶的安全性。

汽车PAS应用

村田的传感技术和压电陶瓷处理技术,很早即应用在停车辅助系统(PAS),村田的超声波传感器在距离车辆几米范围内发挥监测作用,早已用于自动停车系统,包括低速自动驾驶。

汽车PAS应用

进入高端自动驾驶时代,为了提高安全性,汽车行业对超声波传感器的要求也越来越高,不仅需要提高产品本身的可靠性,扩大检测范围(特别是汽车周围近距离),而且,为了快速检测汽车周围情况,还需要通过Coding技术实现多个超声波探头同时检测周围环境。

为了应对市场需求,实现超声波传感器优异的耐久性,稳定的近距离检测,村田近年来从产品的构造,制程开始进行改善。目标是,单个超声波探头的近距离检测,从目前的25cm缩短到10cm以下。

汽车PAS应用

村田在实现10cm以下的检测上使用了主动阻尼技术,大大提高短距离检测能力。

主动阻尼技术提高短距离检测能力(请参考视频2)

主动阻尼技术提高短距离检测能力(请参考视频2)

通过抑制超声波发射后的余震时间,可以检测到10cm以下距离处反射回来的回波信号。

村田近距离超声波传感器产品目前的实验结果示例村田近距离超声波传感器产品目前的实验结果示例
村田近距离超声波传感器产品目前的实验结果示例

在不久的将来,村田计划向市场提供这种技术的产品。

Thu, 17 Sep 2020 06:57:34 +0000 judy 1003843 at //www.ferranmv.com
经常OT的电源工程师周末怎么补? //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003842.html 经常OT的电源工程师周末怎么补?
judy 周四, 09/17/2020 - 14:17

2020年的一场疫情打乱了原本的生活与工作,经济、生活等各个领域、各个行业以及个人都受到了不同程度的冲击。这种情况下,反而让很多工程师清楚的认识到个人实力和技能才是抵抗疫情冲击的根本。

1
9月12日,21Dianyuan特邀浙江大学、普高科技,携手是德科技、艾德克斯、村田制作所、Arrow、ADI、Silicon Labs原厂专家,针对高效率的AC/DC与DC/DC拓扑方案、无缝切换技术、功率解耦技术、LLC谐振变换器以及物联网、AI、射频、电池寿命、智能终端设计、低功耗的设计,进行深入分析,现场分享多年研发、设计经验,帮助工程师提升个人设计水平、拓展思路、增强个人竞争力。

据说,疫情之后的本次杭州站线下活动,特意安排在周末,是因为做产品电源设计的工程师平时加班多,只好周末补补。

不过,根据全天近两百名工程师认真听讲、积极交流的的现场,可以看出,因为疫情大家在家窝得太久了这次高端的线下技术研讨会,确实为杭州及周边的工程师提供一个交流平台,起到技术、信息互通互进的作用。

听课中

茶歇讨论

下半场抽奖

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扫码赢样品/秘籍

参与演讲的企业和行业专家,为本次会议带来了满满的干货;厂家在展示区为现场的工程师带来了各种测试板、器件、设备仪器以及相应的产品方案资料;还有很多活跃的互动环节,比如扫码加微信抽奖等,赢取开发板样品套件或者武林电源设计秘籍。

来自村田制作所东莞村田电子有限公司的马红中经理,在早晨时段为参会的近两百名工程师介绍了村田的大功率高频率变压器的新技术和应用以及车载功率磁性器件的新技术和应用。

村田演讲:大功率高频率变压器的新技术和应用

在大功率应用中,传统变压器的构造会产生高频损耗以及相应散热问题。突破“工作频率难于提高”这一壁垒,是EV/HEV、智能电网、工业逆变器、轨道交通、再生能源等领域迫切需要解决的难题。

村田拥有专利的pdqb绕线技术,可以将变压器的工作频率提高到250KHz,并拥有99.5%效率,从而大大减小电源的体积,简化充电设施的设计和散热要求。

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村田展示位及样品模型

下面两段视频为您简单介绍了村田的高频大功率变压器技术以及其在电动汽车领域的应用。

点击查看视频:村田pdqb绕线技术打破大功率高频变压器功率与频率之间的壁垒

村田创新的pdqb绕线技术可以构建200kHz以上的高频变压器,甚至可在高达250kHz的频率下工作。通过改进绕组之间的耦合消除了邻近效应,通过提高空间利用率减少了直流损耗,从而实现了大功率变压器的高频率, 高效率, 小体积。

点击查看视频:大功率高频变压器技术在电动汽车中的应用

村田制作所的pdqb绕线技术,通过改进绕组之间的耦合消除了邻近效应, 通过提高空间利用率减少了直流损耗, 从而实现了大功率变压器的高频率、高效率、小体积,适合应用在EV/HEV充电桩等领域。

更多相关产品技术介绍,敬请关注后续报道。

文章转载自: Murata村田中国

Thu, 17 Sep 2020 06:17:06 +0000 judy 1003842 at //www.ferranmv.com
细数智能手表中的16个传感器 //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003836.html 细数智能手表中的16个传感器
judy 周二, 09/15/2020 - 10:29

健身追踪器和智能手表正逐渐成为一种必不可少的生活方式设备,可帮助我们跟踪自己的活跃程度以及基本的健康参数。事实上,为了帮助人们衡量活动水平和心脏健康,戴在手腕上的那些微型设备中有很多技术。

任何典型的健身手环或智能手表都内置约16个传感器。根据价格的不同,有些商品的数量可能会有所增加。这些传感器与其他硬件组件(如电池,麦克风,显示器,扬声器等)以及功能强大的高端软件一起构成健身追踪器或智能手表。

1、环境光传感器可调节显示亮度
大多数健身追踪器和智能手表都配有环境光传感器。它的主要工作是根据周围的光线调整显示器的亮度。这也有助于节省电池寿命。

2、三轴加速度计检测运动并跟踪方向
三轴加速计是可穿戴设备中最常见的传感器。该传感器可以跟踪向前和向后的运动,感应重力并确定身体的方向,位置以及速度变化率。

3、高度计可检测您的爬升高度
高度高度计可仅检测高度的变化。它有助于检测您是爬楼梯还是下坡,因此有助于测量卡路里数。

4、光学心率传感器可检测每分钟的心跳
几乎每个健身追踪器都配有光学心率传感器,传感器使用光检查手腕上的血流速度来计算每分钟的心跳数。当心脏跳动时,血液在动脉内快速流动,因此反射到传感器上的光线较少,被检测为心脏跳动。

5、SpO2监视器可测量血液中的氧气含量
传感器会检查血液的颜色,以了解其中的氧气含量。Fitbit解释说:“通过静脉回流到肺部的脱氧血比动脉中的全氧血略带更多红色。传感器通过手腕测量血液中红光和红外光的相对反射率,并观察其随着心跳的变化而估算出SpO2值。”

6、生物阻抗传感器可测量呼吸频率,睡眠等
生物阻抗传感器可测量皮肤对少量电力的抵抗力。健身追踪器中的电池充电器电极可提供很少量的电流来测量睡眠,心率,呼吸频率,水位等。

7、接近传感器可节省电池并在需要时唤醒显示
接近传感器只是让设备知道您在设备附近并想使用它。如果您未佩戴健身追踪器,则此传感器可使设备在不使用时进入睡眠状态并节省电池电量。它主要用于打开或关闭显示屏。

8、指南针帮助方向和地图
指南针帮助Map应用程序在智能手表上运行,并为设备提供方向感。

9、ECG传感器
ECG传感器是可穿戴设备的新增功能。现在,此传感器的作用是检测每次心跳时您的心脏发出的微小电脉冲。现在,这个传感器的工作是检测你的心脏在每次心跳时发出的微小电脉冲。这个传感器通过可穿戴设备上的电极来检测这一分钟的心脏信号。

10、全球定位系统
GPS仅可帮助您检测跑步量,可穿戴设备的位置并跟踪您的活动。它还有助于指导Map应用程序。

11、陀螺仪
从技术上讲,陀螺仪测量用于检测运动的角速度,并在旅途中准确跟踪它们。例如,来自陀螺仪的数据以及其他传感器可以确定您是在实际跑步还是在某个地方慢跑。此外,它还可以消除手腕剧烈晃动引起的运动,并将其误认为是剧烈的跑步。

12、手势传感器检测手腕运动
当以某种方式移动手时,手势传感器可以指示智能手表进行某些活动。例如,如果手腕轻拂两次,通话将被断开,或者当手圈转动时,秒表将开始计时。检测这些预馈动作是手势传感器的工作。

13、紫外线传感器可测量有害阳光下的暴露情况
一些智能手表还提供户外阳光是否有害。这是由紫外线传感器检测到的,当您走出室外时,紫外线传感器会检测紫外线。

14、磁力计
磁力计与GPS和指南针一起确定您所在位置的确切坐标。

15、皮肤电活动传感器
皮肤电活动或EDA传感器是可穿戴设备的新增功能。它与心率追踪器,ECG和皮肤温度传感器一起测量压力。它可以检测出皮肤汗液中的细微电子变化,并帮助您缓解压力。

16、皮肤温度传感器
皮肤温度传感器检测温度的轻微变化,以了解您是否会像发烧一样生病或检测到月经期开始。

本文转载自:传感器专家网

Tue, 15 Sep 2020 02:29:57 +0000 judy 1003836 at //www.ferranmv.com
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judy 周一, 09/14/2020 - 10:42

一、全球传感器行业发展概况分析

传感器(transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

由于世界各国普遍重视和投入开发,传感器展十分迅速。近年来全球传感器市场一直保持高速增长,2019年市场规模近2265亿美元。2019年全球MEMS市场规模达169.6亿美元,CIS市场规模近170亿美元。2019年索尼继续保持着在CMOS图像传感器领域的领先地位,市场份额达49.2%,三星、豪威紧随其后。

据日本矢野研究所预测数据,车载雷达与摄像头,预计到2030年全球市场规模都将近900亿元,发展潜力较大。

1、2019年全球传感器行业市场规模达到2265亿美元

全球从事研制生产单位已超过6500家。美国、欧洲俄罗斯各自从事传感器研究和生产厂家1000余家,日本有800余家。

2010-2019年期间,全球传感器市场一直保持快速增长,随着经济环境的持续好转,市场对传感器的需求将不断增多,到2018年全球传感器行业市场规模增长至2059亿美元,同比增长5.3%。初步测算2019年全球传感器行业市场规模近2265亿美元,同比增长10.0%。

2019年全球传感器行业市场规模近2265亿美元

2、2024年全球MEMS传感器行业市场规模将超185亿美元

据Yole统计,2019年全球包括加速度计、陀螺仪、压力传感器和麦克风等应用在内的MEMS(含传感器、致动器、微能源等)市场规模达169.6亿美元,预计2024年市场规模将达到达185.1亿美元。

2024年全球MEMS传感器行业市场规模将超185亿美元

3、2024年全球CMOS图像传感器行业市场规模将达到240亿美元左右

图像传感器分为CCD传感器、CIS传感器(CMOS图像传感器)两大类别,CIS传感器由于体积小、成本更低等优势广泛被广泛地应用于手机、汽车、安防、医疗等场景。

据Yole统计,2019年全球CIS市场规模170亿美元,同比2018年的155亿美元增长9.7%。在智能手机普及以及手机摄像功能提升(双摄像头等)的推动下,预计2024年全球CIS市场规模将达到240亿美元,除了手机以外,汽车智能化的重要性也不断上升。

2024年全球CMOS图像传感器行业市场规模将达到240亿美元左右

4、2019年索尼继续保持着在CMOS图像传感器领域的领先地位,市场份额达49.2%,三星、豪威紧随其后

据Yole统计,2019年索尼继续保持着在CMOS图像传感器领域的领先地位,索尼以49.2%的市占率位居第一,三星以19.8%的市占率排名第二,豪威以11.2%的市占率位列第三,前六大厂商占据90.8%的市场份额,市场集中度非常高。

2024年全球CMOS图像传感器行业市场规模将达到240亿美元左右

5、车载雷达与摄像头,预计到2030年全球市场规模都将近900亿元,发展潜力较大

据日本矢野研究所数据,车载雷达与摄像头未来将高速发展,预计到2030年全球市场规模都将近900亿元,成为最受益的细分领域,发展潜力较大。

车载雷达与摄像头,预计到2030年全球市场规模都将近900亿元,发展潜力较大图6

二、传感器10大应用领域的格局

传感器是一种应用非常广泛的检测装置,应用于环境监测、交通管理、医疗健康、农畜牧业、消防安全、生产制造、航空航天、电子产品、其他领域等。它能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

① 工业控制:工业自动化、机器人技术、检测仪器、汽车工业、造船业等

② 电子产品:智能穿戴、通信电子产品、消费电子产品等

③ 航空军事:航天技术、军事工程、空间探索等

④ 家居生活:智能家居、家用电器等

⑤ 交通管理:交通运输、城市交通、智慧物流等

⑥ 环境监测:环境监测和预报、天气测试、水文测试、能源环保、地震测试等

⑦ 医疗健康:医疗诊断、医疗大健康、健康护理等

⑧ 消防安全:大型车间、仓库管理,机场、车站、码头、大型工业园区的安全监测等

⑨ 农畜牧业:农业现代化、畜牧养殖等

⑩ 其他领域:复杂机械监控、实验室监测等

传感器10大应用领域的格局

资料来源:伙伴产业研究院(PAISI)整理

市场占比

资料来源:伙伴产业研究院(PAISI)整理

可以看出在2017年成为各应用领域市场占比的转折点。2017年之前,工业控制、电子产品、航空航天应用占比均得到快速增,特别是工业控制、电子产品尤为突出。

但是2018年后,随着智能家居、人工智能、智能医疗、航空航天、交通管理等蓬勃发展,工业控制、电子产品占比逐渐减少,预计到2020年,传感器在工业控制和电子产品领域应用占比分别为22.4%,8.8%。

随着技术研发的持续深入,成本的下降,性能和可靠性的提升,在物联网、移动互联网和高端装备制造快速发展的推动下,传感器的典型应用市场发展迅速。

传感器市场

1. 在工业控制中的应用

工业控制应用的传感器较为广泛,如使用于汽车制造、产品工艺控制、工业机械、专用设备以及自动化生产设备等等的各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)、测量电子特性(电流、电压等)和物理量(运动、速度、负载以及强度)的以及传统的接近/定位传感器发展迅速。

同时,智能传感器通过将人机连接,并结合软件和大数据分析,可以突破物理和材料科学的限制,并将改变世界的运行方式。在工业4.0的愿景中,通过端到端传感器解决方案和服务在生产现场复兴。它促进了更明智的决策,提高了运营效率,提高了产量,提高了工程效率并极大地提高了业务绩效。

2. 在电子产品中的应用

传感器在电子产品中应用多见于智能穿戴、3C 电子,手机在应用领域占比最大。手机产量的大幅增长及手机新功能的不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机和摄像手机市场份额不断上升增加了传感器在该领域的应用比例。

此外,应用于集团电话和无绳电话的超声波传感器、用于磁存储介质的磁场传感器等都将出现强势增长。

在可穿戴式应用领域方面,传感器是必不可少的元器件。

比如健身追踪器和智能手表正逐渐成为一种日常生活方式设备,可帮助我们跟踪自己的活跃程度以及基本的健康参数。事实上,为了帮助人们衡量活动水平和心脏健康,戴在手腕上的那些微型设备中有很多技术。

任何典型的健身手环或智能手表都内置约16个传感器。根据价格的不同,有些商品的数量可能会有所增加。这些传感器与其他硬件组件(如电池,麦克风,显示器,扬声器等)以及功能强大的高端软件一起构成健身追踪器或智能手表。

如今可穿戴设备的应用领域正从外置的手表、眼镜、鞋子等向更广阔的领域扩展,如电子肌肤等。

3. 在环境监测的应用  

在环境监测和预报方面,无线传感器网络可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气情况、家畜和家禽的环境和迁移状况、无线土壤生态学、大面积的地表监测等,可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等。基于无线传感器网络,可以通过数种传感器来监测降雨量、河水水位和土壤水分,并依此预测山洪爆发描述生态多样性,从而进行动物栖息地生态监测。还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。

随着人类对环境质量的重视和关注, 在实际的环境检测过程中, 人们往往需要既可以方便携带, 又能够实现多种待测物持续动态监测的分析设备和仪器。借助新型的传感器技术, 能够满足上述需求。

比如,在进行大气监测的过程中,氮化物,硫化物等都是严重影响人们生产生活的污染物。

在氮氧化物中SO2,是酸雨以及酸雾形成的主要原因,而且传统的方法虽然可以测出SO2的含量,但是方法复杂而且不够准确。最近研究学者发现特定传感器能够将亚硫酸盐进行氧化,在进行氧化的过程中会消耗一部分的氧气,这就会使电极溶解氧下降从而生成电流效应。利用传感器可以有效的得到亚硫酸盐的含量值,不但速度快而且可靠度高。

而针对氮化物,可用氮氧化物传感器来监测。氮氧化物传感器的原理就是利用氧电极生成一种特定的消耗亚硝酸盐的细菌,通过计算溶解氧浓度的变化来计算出氮氧化物的含量。因为生成的细菌是以硝酸盐作为能源,而且只是以这种硝酸盐作为能源,因此,在实际的应用过程中具有唯一性不会因为其他物质的干扰而受到影响。国外一些研究学者利用膜的原理进行了更加深入的研究,从而间接的测出了空气中含量非常低的NO2的浓度。

4. 在交通管理中的应用

在交通管理中利用安装在道路两侧的无线传感网络系统,可以实时监测路面状况、积水状况以及公路的噪音、粉尘、气体等参数,达到道路保护、环境保护和行人健康保护的目的。

智能交通系统( ITS )是在传统的交通体系的基础上发展起来的新型交通系统,它将信息、通信、控制和计算机技术以及其他现代通信技术综合应用于交通领域,并将“人-车-路-环境”有机地结合在一起。在现有的交通设施中增加一种无线传感器网络技术,将能够从根本上缓解困扰现代交通的安全、通畅、节能和环保等问题,同时还可以提高交通工作效率。

5. 在医疗健康中的应用

国内外众多医疗研究机构,包括国际著名的医疗行业巨头在传感器技术应用于医疗领域方面已取得重要进展。

如美国佐治亚理工学院正在开发具备压力传感器和无线通信电路等的体内嵌入式传感器,该器件由导电金属和绝缘薄膜构成,能够根据构成的共振电路的频率变化检测出压力的变化,发挥完作用之后就会溶解于体液中。

近年来,无线传感器网络在医疗系统和健康护理方面已有很多应用,例如,监测人体的各种生理数据,跟踪和监控医院中医生和患者的行动,以及医院的药物管理等。

6. 在家居生活中的应用

无线传感器网络的逐渐普及,促进了信息家电、网络技术的快速发展,家庭网络的主要设备已由单一机向多种家电设备扩展,基于无线传感器网络的智能家居网络控制节点为家庭内、外部网络的连接及内部网络之间信息家电和设备的连接提供了一个基础平台。

在家电中嵌入传感器结点,通过无线网络与互联网连接在一起,将为人们提供更加舒适、方便和更人性化的智能家居环境。利用远程监控系统可实现对家电的远程遥控,也可以通过图像传感设备随时监控家庭安全情况。利用传感器网络可以建立智能幼儿园,监测儿童的早期教育环境,以及跟踪儿童的活动轨迹。

7. 在农畜牧业中的应用  

农业是无线传感器网路使用的另一个重要领域。

如“西北优势农作物生产精准管理系统”实施以来,主要针对西部地区优势农产品苹果、猕猴桃、丹参和甜瓜、番茄等主要农作物,以及西部干旱少雨的生态环境特点开展专项技术研究、系统集成与典型应用示范,成功将无线传感器网络技术成功应用于精细农业生产中。这个实时采集作物生长环境的传感网先进技术应用农业生产,为发展现代农业提供了新的技术支撑。

8. 在消防安全中的应用

由于建筑物不断进行修补,可能会存在一些安全隐患。虽然地壳偶尔的小震动可能不会带来看得见的损坏,但是也许会在支柱上产生潜在的裂缝,这个裂缝可能会在下一次地震中导致建筑物倒塌。用传统方法检查往往需要将大楼关闭数月,而安装传感器网络的智能建筑可以告诉管理部门它们的状态信息,并自动按照优先级进行一系列自我修复工作。 

随着社会的不断进步,安全生产的概念已经深入人心,人们对安全生产的要求也越来越高。在事故多发的建筑行业,如何保证施工人员的人身安全,以及工地的建筑材料、设备等财产的保全是施工单位关心的头等大事。

9. 航空领域中的应用

在航空领域,对安装组件的安全性和可靠性要求极高。这尤其适用于在不同地方使用的传感器。

例如,火箭在起飞时,由于起飞速度非常高(超过4马赫或3000 mph),空气会在火箭表面和箭身上产生巨大的压力和作用力,形成极其苛刻的环境。因此需要压力传感器来监控这些作用力,以确保它们保持在箭身的设计限制范围内。起飞时,压力传感器会暴露于从火箭表面流过的空气中,从而测出数据。这些数据还用于指导未来的箭身设计,以使其更可靠、紧固和安全。此外,如果出现什么错误,压力传感器的数据还将成为极其重要的分析工具。

再比如,在飞机装配中,传感器可确保非接触式铆钉孔测量,还有可用于测量飞机任务的起落架,机翼组件,机身和发动机的位移和位置传感器,可以提供可靠精准的确定测量值。

10. 在其他领域/特殊领域中的应用

无线传感器网络是当前信息领域中研究的热点之一,可用于特殊环境实现信号的采集、处理和发送;无线温湿度传感器网络以PIC单片机为核心,利用集成湿度传感器和数字温度传感器设计出温湿度传感器网络节点的硬件电路,并通过无线收发模块与控制中心通信,使之系统传感器节点的功耗低,数据通信可靠,稳定性好,通信效率高,可广泛应用于环境检测。

来源:本文综合伙伴产业研究院(PAISI)、前瞻产业研究院报道。

Mon, 14 Sep 2020 02:42:48 +0000 judy 1003832 at //www.ferranmv.com