智能手機的市場機遇和挑戰(zhàn)：

• 智能手機將成最大無線傳感器網(wǎng)絡
• MEMS傳感器提高用戶生活質量
• 智能手機傳感器應用有待開發(fā)
• 固定位置無線傳感器網(wǎng)絡存在缺陷

智能手機的市場數(shù)據(jù)：

• 2015年手機中MEMS芯片將超過20億美元

智能手機應用軟件日益龐大的生態(tài)系統(tǒng)很大程度上要歸功于MEMS傳感器。事實上，由于智能手機永遠在線的互聯(lián)網(wǎng)訪問和傳感器技術的不斷發(fā)展，智能手機正在快速變成地球上最大的無線傳感器網(wǎng)絡。

“手機天生就是一個傳感器，即使是麥克風也能從背景或交通噪聲透露你所處的環(huán)境情況。通過使用傳感器融合，你可以從包括環(huán)境光線傳感器在內的所有傳感器上獲得信息，并創(chuàng)建以前從未想到的應用軟件。”iSuppli公司分析師 JérémieBouchard表示。

移動手機中的MEMS傳感器不僅能讓用戶對應用軟件著迷，而且今后還能用來監(jiān)視星球脈沖信號。“由于移動手機中使用了MEMS傳感器，使得我們如今能以更加高效的方式與世界發(fā)生交互，而不僅只是讓人感到驚嘆。”MEMSIndustryGroup(MIG)公司管理總監(jiān)KarenLightman表示，“在整個世界范圍內，MEMS傳感器正在不斷提高使用這些傳感器的人們的生活質量。”

“今天，互聯(lián)網(wǎng)只是一個可以尋找信息和執(zhí)行計算的大腦，但傳感器能使這個大腦意識到周圍事物。” 惠普實驗室高級研究員、惠普超靈敏加速度計開發(fā)人員PeterHartwell指出，“我們正在給地球增加中央神經(jīng)系統(tǒng)，它能幫助我們獲得我們需要的信息，以便正確理解人類帶來的影響。”

蘋果公司已經(jīng)開始革命性創(chuàng)舉，在iPhone手機中配備了加速度計，可以使顯示器從縱向顯示自動變成橫向顯示。競爭對手也迅速跟進。現(xiàn)在蘋果有大量創(chuàng)新的應用軟件用到iPhone的加速度計，包括游戲、健康護理、體育訓練以及大量開發(fā)人員殫精竭慮想出的無數(shù)其它應用。

加速度計響應用戶運動的能力可以將以前平淡無奇的操作(如手工滾動)轉換成類似游戲中的體驗(如通過傾斜實現(xiàn)滾動)，從而充分激發(fā)用戶對移動手機的使用激情。在前代智能手機中增加加速度計的競賽如今已經(jīng)變成增加MEMS陀螺儀的競賽，明年的設計還可能增加大氣壓力、溫度和濕度傳感器。

“由于智能手機中所有傳感器的加入，智能手機正變得越來越聰明。僅僅擁有互聯(lián)網(wǎng)連接并不能使你的手機聰明起來。”Invensense公司創(chuàng)始人SeveNasiri表示。該公司去年向市場推出了首款三軸陀螺儀。

Invensense 將其陀螺儀賣給了蘋果。這家OEM商從更大的供應商意法微電子公司購買產(chǎn)品。Invensense公司計劃在今年晚些時候進行IPO，并聲稱有許多設計贏得了Android手機制造商的定單，同時預測采用陀螺儀的Android手機將在今年底前推向市場。

“目前有兩大陣營：蘋果陣營和Android陣營。”Nasiri表示，“蘋果有強大的能力在iPhone手機中增加新的傳感器，因為有大量開發(fā)人員正在開發(fā)使用這些傳感器的應用軟件。其它智能手機供應商對此一直非常羨慕，但無法超越蘋果的應用軟件商店。
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“Android想憑借作為蘋果競爭對手的應用軟件商店(Android市場)攻克游戲領域。現(xiàn)在，Android手機制造商不必考慮下一個殺手級應用。他們只需增加傳感器，應用軟件商店就會找到使用這些傳感器的最佳方式。”

MIG的Lightman表示，“我相信，如果沒有MEMS傳感器，就不會存在應用軟件商店現(xiàn)象。”

這個市場非常巨大。隨著一些MEMS傳感器的價格下降至不到1美元，每家智能手機供應商都在想方設法填補蘋果傳感器的空白。因此針對MEMS傳感器的移動設備市場將非常繁榮，iSuppli公司的Bouchard認為。他甚至預測，明年手機中的MEMS芯片將從2010年的8.21億美元上升到10億美元之上，到2015年這個市場將超過20億美元。

創(chuàng)新使用智能手機傳感器的首個應用是針對電源管理的內部程序，這是供應商在設備中增加加速度計后自己想出來的。例如，如果軟件能夠從振動推斷手機放在汽車上，那么手機的Wi-Fi無線功能將被關閉，從而節(jié)省電能。或者，如果手機處于靜止狀態(tài)，可以通過停止持續(xù)地刷新來自GPS接收機的數(shù)據(jù)而達到節(jié)能效果。

雖然這些是智能功能，但它們不能充分利用來自無數(shù)正在使用的其它智能手機的信息。能夠通過使用其它手機的數(shù)據(jù)而擴展傳感器范圍的應用軟件將是下一波發(fā)展潮流。

“目前有兩種全球性部署的無線傳感器網(wǎng)絡。”意法微電子公司MEMS業(yè)務部總監(jiān) BenedettoVigna表示，“第一種網(wǎng)絡部署在所有帶MEMS傳感器的移動設備中，包括手機、上網(wǎng)本、筆記本電腦和像智能數(shù)碼相機等其它手持設備。第二種網(wǎng)絡部署是固定位置的特殊傳感器節(jié)點，這些節(jié)點沒有手機的全部功能，但同樣通過無線方式連接到互聯(lián)網(wǎng)。”

這種固定位置無線傳感器網(wǎng)絡正在全球范圍內迅速擴散，適合從環(huán)境監(jiān)視到橋梁維護到緊急事件準備等眾多專門用途。惠普公司最近簽署了一筆向殼牌石油公司提供超靈敏加速度計的交易，這些加速度計用于實現(xiàn)能夠探明新石油儲量的無線地震成像系統(tǒng)。另外，全球智能公用事業(yè)計量系統(tǒng)也在他們的無線節(jié)點中增加MEMS傳感器。

舉例來說，日本正在用加速度計升級全國范圍內的無線煤氣表網(wǎng)絡，專門用于地震監(jiān)測。

“日本總有某類(地震)監(jiān)測網(wǎng)絡，因為當?shù)氐牡卣鸱浅ｎl繁。但在用加速度計改裝他們的無線煤氣表后，他們將擁有一個改進的網(wǎng)絡，其中每個節(jié)點是固定的，并且在已知的位置，因此不同于裝在人們口袋中隨處移動的手機發(fā)出的加速度數(shù)據(jù)。”ADI公司高級應用工程師HarveyWeinberg表示。

然而，固定位置的無線網(wǎng)絡不能跟蹤實時人口分布情況，而智能手機傳感器密度將隨用戶分布情況而變動。因此基于智能手機的無線傳感器網(wǎng)絡能夠用來監(jiān)視空氣質量，還能成為在擁擠的體育場中檢測有毒氣體的更高分辨率網(wǎng)絡。

在美國，應用軟件開發(fā)人員正在集中開發(fā)地震監(jiān)視軟件。由斯坦福大學贊助的地震捕捉網(wǎng)絡(QCN)要求成員自愿提供由他們的互聯(lián)網(wǎng)連接設備(大部分是筆記本和臺式電腦)中的加速度計產(chǎn)生的數(shù)據(jù)用于加速地震監(jiān)測。地震捕捉網(wǎng)絡激發(fā)了另一個由加州理工學院贊助的類似項目，稱為公共地震網(wǎng)絡，旨在增加來自智能手機中的加速度計產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

目前而言，這些項目能夠滿足記錄地震活動的要求。但由于地震活動是從一個點向四周幅射出去，因此最終這些項目將試圖足夠快地檢測震中位置，再通過呼叫震中附近人們的電話，給他們提供長達60秒的警告。

其它應用將使用手機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供重要程度較低但同樣實用的服務。“有許多應用軟件可以使用由手機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。只是知道人們在哪里就能實現(xiàn)難以置信地強大功能。”Weinberg表示，“如果有許多人在公交站臺等車，也許可以往這條線路增派一輛公交車;或者有許多人在商店里(正在排隊等待的顧客手機中發(fā)出的數(shù)據(jù)也許能提示這一點)，表明在收銀臺需要更多的職員。”目前已有應用軟件能幫助醫(yī)生遠程診斷病人，將手機傳感器用作診斷設備。一個被稱為3GDoctor的服務可以讓病人

通過3G視頻電話連接咨詢醫(yī)生。自動化助手可以收集病史和癥狀信息，比如傷口圖像或咳嗽的聲音樣本。醫(yī)生在遠程評估這些信息，也許通過短信形式向病人詢問一些問題，或請求更多的圖像或聲音，然后呼叫相關人員一起討論診斷結果，并使用裝有前后攝像機的視頻電話面對面功能推薦治療方案。