感知世界的传感器解决方案
目前市面上已经有各式各样的传感器，让“事物”能够“看到”、“听到”、“感觉”和“闻到”，从而直观地“理解”它们的环境，进一步简化了人类的生活。本文将为您介绍可以应用于家庭、城市、汽车、交通等环境的智能传感器解决方案
MEMS麦克风让机器“听到”清晰的音频
得益于行业领先的技术，英飞凌（Infineon）推出了一系列可应用于汽车、工业和消费市场的XENSIV™传感器，包括像是符合最先进汽车质量标准AEC-Q103-003的高性能微机电（MEMS）麦克风、用于基于雷达的驾驶辅助系统的RASIC™ 77-GHz芯片，以及适合大容量智能家居和建筑自动化应用的光声光谱（PAS）CO2传感器。
英飞凌新型的XENSIV™ IM73A135 MEMS麦克风支持73 dB的一流信噪比（SNR）和135 dB SPL的高声学过载点，可实现水晶般清晰的音频拾取。这款高动态范围麦克风采用4 x 3 x 1.2 mm3的小尺寸，基于英飞凌全新的密封双膜（SDM）MEMS技术，可在组装过程中实现更好的处理。IM73A135使设计人员能够达到以前只能通过驻极体电容器麦克风（ECM）实现的高音频性能水平，同时获得MEMS技术固有的优势。
英飞凌的SDM MEMS技术是一种基于小型化的对称麦克风设计，与高端录音室所使用的麦克风采用类似的工作原理，来实现高度线性的输出信号。英飞凌XENSIV™ MEMS麦克风的典型应用包括用于相机、摄像机、会议系统的高质量音频采集，与用于智能扬声器、家庭自动化和物联网设备的语音用户界面，还有耳机的主动降噪，以及预测性维护、安保或安全应用的音频模式检测。
雷达传感器赋予机器“看见”的能力
在运动检测应用中，雷达比被动红外（PIR）技术具有许多优势，其中包括对检测到的物体进行更高的准确度和更精确的测量，为速度检测和运动传感方面的新功能铺平道路。这些先进的功能使机器人、汽车、智能家居设备甚至灯光等各种“事物”，能够“看到”周围环境并做出动态响应。
英飞凌提供广泛的XENSIV™毫米波雷达传感器产品组合，可支持不同的工业、家庭和消费类应用，包括目前市场上可用的最大、集成度最高的24 GHz雷达收发器系列中最小的24 GHz MMIC。此外，英飞凌还推出全系列汽车雷达24/77/79 GHz前端单片微波集成电路（MMIC）（RASIC™），可支持从安全关键应用（如自动紧急制动）到驾驶员辅助的所有应用。
英飞凌的XENSIV™传感器系列还包括多普勒雷达以及调频连续波（FMCW）雷达系统，该产品组合包括市场上最小的24 GHz MMIC，以及目前集成度最高和最大的24 GHz雷达收发器系列。
这些24 GHz和60 GHz雷达传感器涵盖广泛的应用，其中许多基于运动检测触发系统，如照明解决方案、自动门、摄像机和安全系统或智能家居设备，雷达技术具有更小的系统尺寸、更高的精度以及对检测到的物体更精确的测量，还可以确定运动物体的方向、物体的速度、距离，根据天线配置，甚至可以确定运动物体的位置。
可以“闻到”二氧化碳的高精度传感器
由于COVID-19的大流行，人们对室内空气质量的认识进一步提高，其中二氧化碳（CO2）会对健康和生产力产生负面影响，导致困倦和头痛，通过智能室内空气质量传感器可以“闻到”不断升高的CO2水平，并提醒用户或触发系统响应。由于考虑到CO2和气溶胶浓度之间的相关性，CO2传感器有助于减轻疫情传播。此外，CO2传感器可以依据需求来进行通风的控制，从而提高能源效率并显著节省能源费用。
英飞凌的PAS CO2传感器在PCB上集成了光声换能器，包括声学探测器、红外源和滤光器、用于信号处理的微控制器，和一个MOSFET芯片来驱动红外源。与非色散红外（NDIR）CO2传感器相比，声学探测器的卓越灵敏度与集成PCB设计相结合，可将空间需求减少75%以上。
英飞凌的PAS CO2传感器是极其小巧、高质量、高精度又具有成本效益的CO2传感器，英飞凌在MEMS技术方面的领先地位，是这种独特而准确的CO2检测方法的基础。可靠的CO2测量可实现对室内空气质量的智能监测，促进健康、生产力和整体福祉的改善。这些特性使PAS CO2传感器非常适合建筑自动化应用以及集成到消费物联网设备中，如空气净化器、恒温器、婴儿监控设备、唤醒警报和智能扬声器。
能够“感觉”周遭环境的超声波传感器
接近传感器是一种非接触式方法，可用于提供简单的“存在／不存在”逻辑或精确测量与物体的确切距离。接近传感器有许多不同的选择，涵盖了市场上各种传感技术，包括超声波、光电、激光测距仪和电感式传感器，它们非常适合从几英寸到几十英尺的中等探测范围，当考虑到拥有成本和部署挑战时，超声波传感器通常是最佳的总体解决方案，这是因为超声波传感器的成本低，能够检测存在和距离，并且易于使用。
CUI Devices是业界知名的超声波传感器供应商，其超声波传感器系列具有0.2至18米的额定距离，提供一系列具有模拟输出的发射器、接收器和收发器选项。超声波传感器型号安装在紧凑的铝制或塑料外壳中，具有通孔安装方式，额定电压为80至180 Vdc，可在各种检测、距离和接近应用中提供精确测量。
CUI Devices的超声波接收器可用于将超声波转换为电信号，具有75度或80度的波束角、高达18米的额定距离和39 kHz的额定频率。CUI Devices的超声波发射器用于将电信号转换为超声波，其额定距离可达18米，额定频率为23至40 kHz，波束角为75或80度。CUI Devices的超声波收发器则将发射和接收功能整合到一个封装中，为用户提供了用于距离测量、物体检测和接近感应的简化解决方案。
为智能建筑和电动汽车架起桥梁的KNX技术
KNX是一种全球领先的建筑自动化技术标准，具备灵活性、个性化、安全可靠的特性，拥有省时且易于安装、集成的、面向未来特性的解决方案，是实现自动化梦想的国际化标准。KNX还能够将电动汽车充电站无缝集成到智能建筑的能源管理中，通过这种方式，KNX在电动汽车和建筑自动化领域之间架起了一座开创性的桥梁。
KNX技术的基础是用于智能家居和建筑中所有设备、装置和充电站，进行最佳、安全交互，以及用于顺利配置和调试的ETS工具。ETS是工程工具软件（Engineering Tool Software）的缩写，是一种全新的智能自动化软件，它是一种独立于制造商的配置软件工具，用于使用KNX系统设计和配置智能家居和建筑控制装置，是一种可在基于Windows©平台的计算机上运行的软件。
通过将充电站智能集成到智能家居或建筑的KNX能源管理系统中，使用户可以通过KNX使用自己的发电来源，例如光伏系统，为电动汽车充电。同一系统最多可连接五个来自不同制造商的不同充电点，并为电动汽车高效地使用清洁能源，可确保本地网络和电网的稳定性。
此外，还可通过KNX技术来实现自动化，只需要采用一个系统，确保所有组件通过一种通用语言进行通信，无论您想控制照明、百叶窗、安全系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务和建筑控制系统的接口、远程控制、音频和视频控制，所有这些功能都能通过统一的系统工作，让家庭和建筑控制变得更容易。
带电压调节器的微型KNX收发器
针对KNX应用，意法半导体（STMicroelectronics）推出带电压调节器的微型KNX收发器──STKNX，这是用于KNX TP通信的收发器设备，具有小封装和很少的外部组件，以实现了非常紧凑的KNX节点设计，并具有与微控制器连结的简单接口，允许轻松更换物理层分立组件的实现。
STKNX器件具有两个用于外部应用的集成稳压器，包含可选的3.3 V / 5 V - 20 mA线性稳压器，和可调的1 V至12 V - 150 mA高效DC/DC降压开关转换器。集成的KNX总线电源提取器支持高达30 mA的总线电流，可为外部设备和STKNX收发器自身的电源需求供电，同时根据KNX规范限制总线电流压摆率，STKNX可确保与总线的安全耦合，并在总线断电时提供总线监控警告。
意法半导体也推出微型收发器STKNX评估和开发工具包──EVALKITSTKNX，该套件集成意法半导体的微型STKNX收发器的电路板，还包括评估STKNX电路性能和根据TP1-256标准在双绞线介质上开发KNX设备所需的所有组件。通过使用Arduino和Morpho扩展连接器，该套件允许用户连接现有的STM32扩展板或开发定制板以实现KNX设备的完整原型。
意法半导体也推出ST-LINK/V2-1板载调试器／编程器，为用户提供了调试和编程软件环境所需的所有功能，无需单独的探头，只需通过USB连接即可。此外还提供了一个HE10 20针连接器，以通过串行线调试（SWD）和JTAG接口，来使用任何替代的调试环境。
结语
通过各式各样的传感器，可以让机器拥有感测环境条件的能力，并做出相对应的反应，来为人们的生活提供更多的便利。本文中所介绍的各种传感器可以协助系统全面掌握周遭环境的状态，并结合智能控制系统，轻松地控制相关的设备，实现全面自动化的理想生活。