【導讀】村田先生在探討可穿戴設備的解決方案時，從細節(jié)入手解說了可穿戴手環(huán)的尖端傳感器以及通信模塊。村田一向致力于打造低功耗、超小型化、高精準的“微精致”手環(huán)。本文就由村田為大家解說可穿戴手環(huán)的精致體驗。
高精度、反應靈敏的薄膜溫度傳感器
基于多功能以及“微”體積的發(fā)展趨勢，可穿戴產(chǎn)品對于其中的元器件有著體積小、功耗低、精準度高等要求。順應這一市場發(fā)展需求，村田在概念手環(huán)中融入的薄膜溫度傳感器采用了村田SMD型的NTC熱敏電阻和厚度大約100μm的FPC (Flexible Printed Circuit) ，將小型化技術優(yōu)勢發(fā)揮至極（長度可以在10~70mm之間定制，厚度僅為0.55mm），同時其彎曲性較好可以在在復雜的構造和狹窄的空間里也能夠靈活地進行布線。。與普遍的金屬導線型材質(zhì)的溫度傳感器相比，由于村田的薄膜溫度傳感器具有良好測溫精度和靈敏度，能在最短時間內(nèi)達到誤差不大于0.4℃的溫度監(jiān)測。當該產(chǎn)品應用在可穿戴設備中監(jiān)測體表溫度時，可以保證測量的精準度、的同時幫助用戶縮短的監(jiān)測時間，提高效率。另外，伴隨著智能手機以及平板電腦的小型化、高性能化，在有限的機體空間里的熱設計成為了重要的問題。村田的薄膜溫度傳感器的另一個大應用便是可以檢測移動設備的機體溫度，實現(xiàn)機體的過熱保護，增加設備的使用壽命。此款產(chǎn)品已于今年10月開始量產(chǎn)，國際知名的穿戴設備公司已經(jīng)采用了該傳感器，產(chǎn)品將很快發(fā)售。
“主動預防”一直是村田站在用戶角度，提出的智能醫(yī)療解決方案的方向。基于此方向，村田概念手環(huán)中監(jiān)測到的人體心率是由其中的超小型光傳感器完成的。該傳感器采用了VCSEL技術，用戶可以進行自我心率監(jiān)測，實現(xiàn)心血管疾病的主動預防。
村田的光傳感器，將發(fā)光元件與光接收元件一起封裝，實現(xiàn)了小型化。同時具備數(shù)字輸出功能。該傳感器是利用光學體積描記術通過對光線吸收的變化率，來進行心率監(jiān)測。將該傳感器應用在可穿戴的設備上，用戶可以通過對手指、耳后或手腕的輕松測量，隨時隨地了解心率狀況，實現(xiàn)心血管疾病的“主動預防”。
精準定位的MEMS氣壓傳感器
村田通過應用村田芬蘭的靜電容量型MEMS技術，內(nèi)置溫度補償、不受溫度變化影響，降低噪音等級0.5Parms，開發(fā)出了可以更精準地檢測高度變化的MEMS氣壓傳感器。內(nèi)置信號處理ASIC，大大簡化開發(fā)難度，其低功耗特性為裝載設備的節(jié)能提供了有效條件。我們可以看到，在舞臺表演區(qū)主持人僅僅走了一個臺階的高度，氣壓的變化也隨之迅速地展示在了屏幕上。該產(chǎn)品可以通過測量的氣壓值變化換算出海拔高度再結合GPS導航就能實現(xiàn)精準定位，室內(nèi)導航等功能。同時，還可以對所測得的氣壓值進行分析收集氣象數(shù)據(jù)。進一步拓展該產(chǎn)品的應用， 可以結合其他傳感器就根據(jù)氣壓值的變化，準確地判斷穿戴者的運動模式（平地移動還是攀登運動等），從而更精準地計算出實際消耗的卡路里。
MEMS氣壓傳感器
無線通信方面，村田已推出了Bluetooth Smart模塊、藍牙/Wi-Fi模塊、NFC天線、RFID標簽模塊等元器件。其中Bluetooth Smart模塊的尺寸和功耗僅為村田以往產(chǎn)品的四分之一。是易于貼裝的連接型，并內(nèi)置天線，可以大幅減少客戶在RF設計時所需要投入的資源。值得稱道的是，村田的該模塊是目前世界最小級別的低功耗藍牙模塊。
基于“微精致”的技術追求、時刻考慮用戶的細節(jié)體驗，該模塊只需紐扣電池就可以工作數(shù)個月甚至數(shù)年，能夠與支持Bluetooth Smart Ready的產(chǎn)品進行通信，備有小型SMD和內(nèi)置天線SMD兩種形式，還可以支持Network Processor以及Stand Alone的兩種結構，并且取得了電波法以及Bluetooth認證，大幅度地降低了用戶的開發(fā)成本。該款產(chǎn)品不僅被廣泛應用于智能手機、平板終端等移動終端設備，而且基于可穿戴式設備對內(nèi)置設備的小型化和低功耗的需求，在可穿戴領域也有很好的應用前景。
專注從用戶細節(jié)體驗出發(fā)，村田綜合利用了其獨有的材料設計、電路設計技術和多層陶瓷基板制造技術，研發(fā)出世界最小的微封裝DC-DC轉(zhuǎn)換器。產(chǎn)品將電源IC和電感器集為一體，運用具有抗電磁干擾 (EMI) 性能的鐵氧體基板，不僅實現(xiàn)了小型化、高功能化，同時也實現(xiàn)了低EMI噪音及抗干擾的性能。此款產(chǎn)品不僅可以滿足可穿戴設備小型化、高功能化的要求，而且同樣非常適用于智能手機等智能設備。
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