物聯網蓬勃興起 推動傳感器技術發展

萬物互聯和跨界融合的時代已經到來，物聯網正以前所未有的速度蓬勃興起，給世界帶來改變，并賦予傳統企業、科技企業、運營商在內的生態圈各方以無限想象空間，而傳感器技術正是讓萬物變得智能的關鍵。

“人類世界就是一個模擬的感知世界，人通過視聽、觸摸來感知，而物體則通過傳感器。我們工作的中心就是感知和反饋。”意法半導體事業部副總裁兼大眾市場MEMS和模擬產品部總經理AndreaOnetti對記者說。

作為電子元器件微型機電系統（MEMS）領域的主要領導者，意法半導體（ST）擁有開發物聯網產品所需的全部傳感器以及其它組件，同時還提供軟件開發工具，以此來簡化開發者的工作，降低這個行業的進入門檻。

聚焦物聯網最核心

物聯網以其可預期的數十上百倍于移動通信的連接規模、萬億級的市場容量，吸引來自各行業各領域的企業競相投入。中國移動預計，到2020年全球物聯網市場規模將達8300億美元，物聯網連接設備將達500億，其中基于蜂窩網絡的物聯網連接設備也將達到5.7億；華為的“千億連接”說認為，到2025年全球將有1000億個連接，其中90%以上與物聯網有關；來自Gartner的預測則顯示，今年全球使用中的物聯網設備將達64億個，而這一數字到2020年則將增長至208億個。

在我國，物聯網更是被寫進了“十三五”規劃之中。中國物聯網研究發展中心預計，到2020年我國物聯網產業規模將達到2萬億，預測期內復合年增長率達22%。

“傳感器是物聯網架構中的核心，也是決定物聯網產業發展速度的重要因素之一。”Onetti說，盡管物聯網應用將是個長尾市場，產品形式多樣、涵蓋的產業鏈非常長，但從最核心的技術實現層面來看無非就是傳感和反饋、通信連接和數據處理。在意法看來，從智慧城市到智能家居、智能泊車、智慧工業，智慧產業即是建立在各類傳感器之上。

智慧城市概念是基于對周圍環境的感知和對城市重要基礎設施的和實時控制，讓智能城市的運行實現事半功倍，市民及其“智能物品”是兩個重要的參與者。比如在在使用智能傳感器節點進行升級改造后，路燈等基礎設施可提供交通流量監測、氣象監測、覆蓋面更大的治安監視等新的市政服務；智能泊車幫助駕駛員迅速找到停車位，讓城市更高效地管理停車場，借助埋在路邊的汽車檢測傳感器、雷達偵測和攝像頭輔助的自動停車系統，停車場管理企業還可更好地控制車位的使用，提供更靈活的收費方式。

從工業發展之路來看，今天迎來的第四次工業革命大量應用信息物理系統（CPS）、通信、物聯網和集中式決策技術，傳感器帶來了更安全的工作環境、升級的人機協同、更高效的生產和運行，并有效減少工業垃圾。

個人健康領域，環境傳感器提供溫度、濕度和光照實時監測，慣性傳感器模塊和壓力傳感器完成運動量監測和定位，模擬傳感器監測心臟情況；與之接近的醫療領域，壓力傳感器可以進行青光眼診斷，慣性傳感器模塊通過活動量監測幫助老年癡呆癥、肥胖癥或睡眠障礙患者康復，化學傳感器和下致動器帶來了糖尿病血糖監測和胰島素注射的便利。

作為智能產品第一波浪潮，可穿戴設備所使用的傳感器也越來越多，從最初智能提供簡單的計步和跟蹤功能，到如今最新的智能手環/手表將計步、緊急呼叫、熱量、心率、位置距離、鍛煉類型、睡眠質量、爬樓層數、音樂控制等融為一體。而在Onetti看來，這并非終點，未來會有更多的功能通過更多傳感器來實現，驅動對這個世界的感知加深。

三步模式降低行業門檻

在傳感器領域，意法半導體是業界公認的領導者，得益于“投入早、技術好、產能高”，在所有供應商中出貨量位居第一。值得一提的是，意法的6軸慣性傳感器模塊LSM6DS3在不到一年時間里即銷量超過1億件，創下行業紀錄。

“意法的最大優勢就是我們可以做到低功耗、低功耗、低功耗。”Onetti笑稱，重要的事情要講三遍。同時，能夠幫助開發者降低成本，這并非以低價實現，而是在相同或略高價格下提供遠勝市場整體水平的性能。

他介紹說，為降低行業門檻、豐富物聯網業態，意法半導體面向設備開發者提供了“三步走”的快速開發步驟。第一步提供完全覆蓋物聯網產品基本要素和共同訴求的硬件模塊，第二步提供開發應用所需的全部軟件，第三步提供快捷、經濟的原型設計及開發工具，從而幫助開發者快速從無到有將產品推向市場，使之可以將精力投入在如何做出更好的產品以及商業創新上。

硬件上，這家公司為物聯網設備開發者提供了一套整體解決方案，包含傳感器、微控制器和存儲器、超低功耗通信技術、模擬信號和混合信號元件、電源/能源管理。

“基本上所有的物聯網設備開發商都是我們的客戶，很少有說完全不用意法產品的。因為只有我們能夠提供物聯網設備所需的全部傳感器和微執行器。”Onetti表示，意法產品瞄準現有和新興應用市場，不斷推陳出新。其今年發布的新一代6軸MEMS慣性傳感器模塊LSM6DSL和LSM6DSM，即在上一代產品基礎上功耗降低功耗降低了50%、陀螺儀噪聲降低了50%，并在引腳和封裝上與之兼容。環境傳感器方面，意法半導體已經推出了世界最小的微型封裝壓力傳感器，2015年壓力傳感器銷量超1億顆；推出世界首顆紫外指數(UVI)直接數字輸出傳感器，現已被可穿戴設備采用；并在智能家居項目內整合溫度傳感器與濕度傳感器。

軟件上，這家公司提供開發應用所需的全部軟件，從例程、中間件到預打包的應用軟件，其價格亦相當親民，使開發者能夠從零開始編寫應用代碼：“我們的開放式軟件擴展庫可以使客戶很輕松在其上進行二次開發，像運動和手勢識別有Open.MEMS運動軟件庫、行人航位有推算軟件和整體解決方案、聲學處理有Open.Audio聲學軟件庫。比如基于行人航位推算（PDR），客戶就可以拓展很多新的應用領域。”

原型設計和開發上，開發者將可以從意法半導體的STM32開放式開發環境充分獲益。該環境支持從原型設計（應用測試軟件）、物理產品（現場測試）到最終產品（商用軟件）的整個流程，快速、靈活、經濟地將開發者創意變成產品、推向市場。據了解，STM32開放式開發環境包括STM32Cube開發軟件和擴展軟件、STM32Nucleo開發板和擴展板、功能軟件包以及背后的開發者社區和技術支持。目前，意法半導體可提供21款擴展板，覆蓋全部重要功能，以及12款處理器主板，來自9個系列微控制器。

這套快速開發模式可以讓任何有望進入物聯網領域的開發者有一個不錯的起步點，特別適合中國這樣初創型公司較多的市場。Onetti表示，意法半導體已經將該模式引入中國，只要通過互聯網就可以輕易獲取到，沒有任何差異化：“下一個三星或者蘋果可能就是從千千萬萬的小公司中走出來，我們支持所有的小客戶，小公司里面最聰明的、最優秀的那一家，就有可能以后變成一家大客戶。”