臭氧層變薄，紫外線輻射變強(qiáng)怎么辦?

當(dāng)今，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下最熱門的智能市場(chǎng)無(wú)疑包括可穿戴設(shè)備的智能手表、健身監(jiān)視器和智能耳機(jī)等。針對(duì)人類感覺(jué)和動(dòng)作信息的檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)、輸出技術(shù)成為焦點(diǎn)，已經(jīng)滲透到生活的方方面面。人們借助可穿戴技術(shù)設(shè)計(jì)了個(gè)性化健康管理方案：計(jì)步、測(cè)量心率、血壓和紫外光等生物和環(huán)境指標(biāo)。其中，最為炙手可熱的要屬對(duì)太陽(yáng)光里紫外線(UV)輻射的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。隨著臭氧層變薄，地球收到的紫外線輻射強(qiáng)度也越來(lái)越高，而UV輻射對(duì)人體皮膚和眼睛都存在潛在傷害，會(huì)造成曬傷，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間暴露時(shí)更可能引發(fā)皮膚癌。因此，一個(gè)帶有UV傳感器的可穿戴設(shè)備將能幫助人們監(jiān)測(cè)太陽(yáng)光中的UV強(qiáng)度，并及時(shí)報(bào)警以提醒戶外活動(dòng)者避免達(dá)到危險(xiǎn)的暴露級(jí)別。

可穿戴設(shè)備的靈魂：傳感器

可穿戴設(shè)備通過(guò)組合使用UV、IR、運(yùn)動(dòng)、手勢(shì)、溫濕度和環(huán)境等傳感器，集成復(fù)雜的算法來(lái)簡(jiǎn)化監(jiān)測(cè)，并改善人們健康和提高生活質(zhì)量，這在未來(lái)會(huì)有很大的發(fā)展空間。然而在可穿戴設(shè)備的多彩世界里，想要抓住商機(jī)并及時(shí)推出高性能的產(chǎn)品，就需要找準(zhǔn)符合可穿戴設(shè)計(jì)和功能需求的傳感器，以及全面專業(yè)的技術(shù)平臺(tái)支持。而作為可穿戴產(chǎn)品的靈魂，每款可穿戴設(shè)備中傳感器的數(shù)量可不止一顆，按功能種類分也不只一款，這將很大程度增長(zhǎng)未來(lái)傳感器的需求量。且隨著“智能穿戴”潮流愈演愈烈，該火爆市場(chǎng)對(duì)傳感器的性能、大小、重量、功耗等方面的要求也會(huì)不斷提高，以實(shí)現(xiàn)小尺寸、低成本、多功能、電池壽命長(zhǎng)的高性價(jià)比終端產(chǎn)品。

圖1: 多種多樣的可穿戴傳感器類別

行業(yè)第一個(gè)數(shù)字 UV 指數(shù)傳感器——Si1132/4x系列

全球高性能模擬與混合信號(hào)IC領(lǐng)導(dǎo)者Silicon Labs就已瞄準(zhǔn)可穿戴市場(chǎng)投放出一系列強(qiáng)大武器，包括行業(yè)首款的數(shù)字UV指數(shù)單芯片解決方案——Si1132/4X系列傳感器。該產(chǎn)品將UV指數(shù)傳感器和數(shù)字處理電路集成在一個(gè)極小的2mm x 2mm QFN10封裝中，包括發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)、光電二極管、模擬前端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，已經(jīng)小到可以在8.5英寸寬的典型尺寸頁(yè)面中同時(shí)置入655顆。配備易于與MCU進(jìn)行通信的I2C數(shù)字接口和可編程事件中斷輸出，方便讀取紫外線指數(shù)值。而且，其集成的信號(hào)處理電路還可以在出廠前或根據(jù)具體實(shí)際解決方案就進(jìn)行高精確度的校準(zhǔn)，提高了產(chǎn)品UV測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性，也節(jié)省了成本和電路板空間。非常適用于運(yùn)動(dòng)手表和健康/健身腕帶這種空間極度受限的智能應(yīng)用。

世強(qiáng)市場(chǎng)經(jīng)理羅光川介紹，Si1132/4X系列傳感器憑借其高效節(jié)能、小尺寸、高靈敏度、寬動(dòng)態(tài)范圍的優(yōu)勢(shì)，以及Silicon Labs強(qiáng)大的技術(shù)支持，將會(huì)是可穿戴設(shè)備中傳感器元件的理想選擇，特別是電池應(yīng)用。因其擁有超長(zhǎng)的電池壽命：每秒一次的實(shí)時(shí) UV 指數(shù)測(cè)量的電流平均耗值低至 1.2 uA，待機(jī)電流亦小于500 nA，所以已經(jīng)成功應(yīng)用在健康手環(huán)和健康戒指上。此外，還廣泛應(yīng)用于手持機(jī)如電子書(shū)閱讀器,筆記本電腦/上網(wǎng)本,音頻產(chǎn)品,煙霧檢測(cè)器,無(wú)接觸開(kāi)關(guān)和滑動(dòng), 顯示器背光控制及其他消費(fèi)類電子,工業(yè)自動(dòng)化等。

圖2:2mm x 2mm QFN10極小封裝的傳感器 Si1132

Si1132、Si114x系列各有千秋，拿走不謝

其中，Si1132系列集成了UV指數(shù)和環(huán)境光傳感器，除了可以測(cè)量太陽(yáng)光中的UV指數(shù)外，還能用于檢測(cè)環(huán)境光和紅外光，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示亮度和提高用戶的視覺(jué)體驗(yàn)，可減輕眼疲勞，進(jìn)一步降低電量消耗。且結(jié)合加速計(jì)，還能實(shí)現(xiàn)睡眠追蹤功能。且能在包括深色玻璃的各種覆蓋材料下工作，允許終端產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中使用深色覆蓋物將電子部分隱藏起來(lái)，以延長(zhǎng)終端產(chǎn)品壽命，這也是該產(chǎn)品區(qū)別于市面其他產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)之一。

Si114x系列則帶有UV指數(shù)監(jiān)測(cè)、紅外(IR)接近感測(cè)、手勢(shì)識(shí)別、環(huán)境光檢測(cè)等功能，能用于生物計(jì)量如：心率、脈搏和血氧飽和度，以及提供接近/手勢(shì)控制等。且具有多達(dá)3個(gè)可編程 LED 驅(qū)動(dòng)器集成選項(xiàng)，可為手勢(shì)識(shí)別提供15級(jí)可選擇的驅(qū)動(dòng)等級(jí)，用于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的 2D 和 3D 手勢(shì)識(shí)別功能。這三個(gè)LED 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)水平可任意選擇，電流范圍在5.6 mA 至360 mA之間，最大驅(qū)動(dòng)電流也高達(dá) 500 mA。并采用紅外按鍵，所以用戶即使在有水的情況下戴著手套操作也不會(huì)有影響。

配備高達(dá) 128 Klux 光線傳感器級(jí)別的環(huán)境光傳感器和小于1uW/cm2的最低反射靈敏度，以及強(qiáng)大的1250 px高分辨率，室內(nèi)可達(dá)1.5米的長(zhǎng)距離接近感應(yīng)能力。Si114x系列傳感器能夠在25.6μs內(nèi)完成接近感應(yīng)測(cè)量，無(wú)需多數(shù)突發(fā)的閃變補(bǔ)償，顯著減少了極其耗電的紅外發(fā)光二極管的開(kāi)啟時(shí)間，從而以其業(yè)界可數(shù)的系統(tǒng)低功耗在可穿戴領(lǐng)域脫穎而出。

圖3:Si114x系列傳感器的內(nèi)部架構(gòu)

可穿戴市場(chǎng)的搶攻利器：UVIrSlider2EK UV/IR 評(píng)估套件

可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)由一個(gè)或多個(gè)傳感器、存儲(chǔ)器件、連接器件(射頻控制器)、顯示屏及電池五個(gè)部分組成。所以，一個(gè)完整的MCU、傳感器和無(wú)線通信的高集成度解決方案必定是可穿戴市場(chǎng)的搶攻利器。

而Silicon Labs就可以提供這樣全面、專業(yè)的軟、硬件開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)，包括無(wú)許可費(fèi)、帶運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)男穆蕶z測(cè)軟件和新品模板、交鑰匙電路板模板，以及可以幫助開(kāi)發(fā)人員加速環(huán)境和生物特征感知應(yīng)用設(shè)計(jì)的IOT傳感器開(kāi)發(fā)套件：UVIrSlider2EK UV/IR評(píng)估套件。該套件通過(guò)5個(gè)LED，能在PC上顯示完整的紫外線指數(shù)和太陽(yáng)的暴曬的5個(gè)等級(jí)，并采用紅外滑條，根據(jù)觀察板上8個(gè)LED的移動(dòng)軌道，亦可判斷對(duì)應(yīng)手勢(shì)。另外，Silicon Labs還能提供環(huán)境光、接近和手勢(shì)識(shí)別的相關(guān)軟件。最終有效幫助用戶簡(jiǎn)化測(cè)試、功能特性、原型設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)，從而降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本并加快了終端產(chǎn)品的上市時(shí)間。歡迎撥打世強(qiáng)服務(wù)熱線電話 40088-73266咨詢訂購(gòu)。

圖4:Silicon Labs適用于可穿戴設(shè)備的產(chǎn)品平臺(tái)