在比利時研究機構Imec的年度技術大會ITF上,一件配備可移除電子組件的智能T恤搶盡風頭;此外該機構位于荷蘭的分支據點Holst Center,則公布了一項物聯網技術研究項目,以及首個能開始提供授權的技術成果──低功耗空氣質量傳感器。
該 款智能T恤是Imec與Holst Center的研究人員所開發的最新可穿戴式產品,他們的其他物聯網相關直觀設備開發項目,鎖定小型化、廉價、低功耗的感測與聯網設備,而且通常能包裹在 單一芯片中。智能T恤采用軟性銀導線,將心電圖(ECG)傳感器與包裹在一片約SD記憶卡大小電路板的控制電路鏈接;該電路板是可拆卸的,因此T恤能清洗。
上述電路板是以Imec打造的MUSEIC系統單芯片(SoC)為基礎,該SoC采用0.18微米工藝,配備模擬前端與心電圖、腦波圖(EEG)以及皮膚電反射(galvanic skin response)傳感器,采用ARM Cortex-M0處理器核心。該芯片是Imec為三星(Samsung)的Simband平臺所設計的多傳感器SoC之后續成果。
智能T恤電路板重量7公克,內含鈕扣型電池與市面上現成的藍牙低功耗(Bluetooth LE)芯片,能將人體的生理量測數據傳送到智能手機,再上傳至云端。Imec預期智能T恤的用途包括運動訓練、醫療等領域。Imec/Holst可穿戴醫療保健產品項目經理Ruben de Francisco表示:“我們將擴展智能服裝的功能性,并透過寬松的日常服飾傳送醫療等級數據。”
這款智能T恤是以平臺式架構設計,能讓OEM廠添加不同功能的傳感器,例如能追蹤呼吸頻率或是身體脫水的情況;此外也可添加LED指示燈或觸覺回饋。此外該T恤的設計還要求能與現有的紡織品制程相容。
Imec/Holst開發的智能T恤,將控制電路放在一片SD記憶卡大小、可移除的電路板上,放在塑料小插袋中,透過軟性導線與傳感器鏈接
可偵測空氣質量的傳感器網絡
除了智能T恤,Imec與Host還發表了一項新的物聯網研究項目,目標是開發并布建傳感器網絡的實際展示,結合來自傳感器網絡的數據以及云端服務,以顯示有意義的行為。該項目的核心技術,包括異質連網(heterogeneous networking)、數據融合以及輕量安全性與認證。
Imec 與Host第一步將開發小型的二氧化氮(NO2)傳感器,以氮化鎵(GaN)制程生產,可量測低于10 ppb (parts per billion)的濃度,功耗僅mW等級;5月起布建在荷蘭Eindhoven的戶外空氣質量感測網絡Aireas,就是采用該款傳感器,能檢測空氣品質,特別是在交通尖峰時間。
在Eindhoven的Holst Center建筑物內部,Imec與Host準備布建一個類似的傳感器網絡,透果因特網傳送現場數據;該網絡將包含商業化的溫、濕度與二氧化碳 (CO2)傳感器,還有上述的獨家二氧化氮傳感器。未來他們將為該網絡添加專門打造的二氧化碳、揮發性有機化合物、臭氧以及顆粒物質傳感器。
新開發的傳感器旨在取代現有的氣體傳感器──它們尺寸太大,而且功耗太大,大規模不見的成本太高。
Imec/Holst以GaN制程開發新一代空氣質量傳感器
估計在2020年,可穿戴式設備市場可達800億美元規模;Imec首席執行官Luc Van den Hov表示,那些設備:“應該是融入在日常生活的。”至于物聯網,他認為:“目前的傳感器平臺雖然能收集數據,但直觀的網絡平臺將具備更多的智能功能,可利用數據融合算法解釋(來自多個不同傳感器的)資料。”
Imec的物聯網研究項目總監Kathleen Philips表示:“數據融合方法以及先進的算法,讓我們能結合來自不同傳感器的數據,例如溫度、各種氣體、濕度、人體存在偵測(human presence detection)等,并能導出環境感知知識。”