智能手機(jī)的市場機(jī)遇和挑戰(zhàn)：

• 智能手機(jī)將成最大無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
• MEMS傳感器提高用戶生活質(zhì)量
• 智能手機(jī)傳感器應(yīng)用有待開發(fā)
• 固定位置無線傳感器網(wǎng)絡(luò)存在缺陷

智能手機(jī)的市場數(shù)據(jù)：

• 2015年手機(jī)中MEMS芯片將超過20億美元

智能手機(jī)應(yīng)用軟件日益龐大的生態(tài)系統(tǒng)很大程度上要?dú)w功于MEMS傳感器。事實(shí)上，由于智能手機(jī)永遠(yuǎn)在線的互聯(lián)網(wǎng)訪問和傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，智能手機(jī)正在快速變成地球上最大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

“手機(jī)天生就是一個(gè)傳感器，即使是麥克風(fēng)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(nèi)的所有傳感器上獲得信息，并創(chuàng)建以前從未想到的應(yīng)用軟件。”iSuppli公司分析師 JérémieBouchard表示。

移動(dòng)手機(jī)中的MEMS傳感器不僅能讓用戶對(duì)應(yīng)用軟件著迷，而且今后還能用來監(jiān)視星球脈沖信號(hào)。“由于移動(dòng)手機(jī)中使用了MEMS傳感器，使得我們?nèi)缃衲芤愿痈咝У姆绞脚c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(gè)世界范圍內(nèi)，MEMS傳感器正在不斷提高使用這些傳感器的人們的生活質(zhì)量。”

“今天，互聯(lián)網(wǎng)只是一個(gè)可以尋找信息和執(zhí)行計(jì)算的大腦，但傳感器能使這個(gè)大腦意識(shí)到周圍事物。” 惠普實(shí)驗(yàn)室高級(jí)研究員、惠普超靈敏加速度計(jì)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(jī)中配備了加速度計(jì)，可以使顯示器從縱向顯示自動(dòng)變成橫向顯示。競爭對(duì)手也迅速跟進(jìn)?，F(xiàn)在蘋果有大量創(chuàng)新的應(yīng)用軟件用到iPhone的加速度計(jì)，包括游戲、健康護(hù)理、體育訓(xùn)練以及大量開發(fā)人員殫精竭慮想出的無數(shù)其它應(yīng)用。

加速度計(jì)響應(yīng)用戶運(yùn)動(dòng)的能力可以將以前平淡無奇的操作(如手工滾動(dòng))轉(zhuǎn)換成類似游戲中的體驗(yàn)(如通過傾斜實(shí)現(xiàn)滾動(dòng))，從而充分激發(fā)用戶對(duì)移動(dòng)手機(jī)的使用激情。在前代智能手機(jī)中增加加速度計(jì)的競賽如今已經(jīng)變成增加MEMS陀螺儀的競賽，明年的設(shè)計(jì)還可能增加大氣壓力、溫度和濕度傳感器。

“由于智能手機(jī)中所有傳感器的加入，智能手機(jī)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(jī)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(yīng)商意法微電子公司購買產(chǎn)品。Invensense公司計(jì)劃在今年晚些時(shí)候進(jìn)行IPO，并聲稱有許多設(shè)計(jì)贏得了Android手機(jī)制造商的定單，同時(shí)預(yù)測采用陀螺儀的Android手機(jī)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(qiáng)大的能力在iPhone手機(jī)中增加新的傳感器，因?yàn)橛写罅块_發(fā)人員正在開發(fā)使用這些傳感器的應(yīng)用軟件。其它智能手機(jī)供應(yīng)商對(duì)此一直非常羨慕，但無法超越蘋果的應(yīng)用軟件商店。
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“Android想憑借作為蘋果競爭對(duì)手的應(yīng)用軟件商店(Android市場)攻克游戲領(lǐng)域。現(xiàn)在，Android手機(jī)制造商不必考慮下一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用。他們只需增加傳感器，應(yīng)用軟件商店就會(huì)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(huì)存在應(yīng)用軟件商店現(xiàn)象。”

這個(gè)市場非常巨大。隨著一些MEMS傳感器的價(jià)格下降至不到1美元，每家智能手機(jī)供應(yīng)商都在想方設(shè)法填補(bǔ)蘋果傳感器的空白。因此針對(duì)MEMS傳感器的移動(dòng)設(shè)備市場將非常繁榮，iSuppli公司的Bouchard認(rèn)為。他甚至預(yù)測，明年手機(jī)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(gè)市場將超過20億美元。

創(chuàng)新使用智能手機(jī)傳感器的首個(gè)應(yīng)用是針對(duì)電源管理的內(nèi)部程序，這是供應(yīng)商在設(shè)備中增加加速度計(jì)后自己想出來的。例如，如果軟件能夠從振動(dòng)推斷手機(jī)放在汽車上，那么手機(jī)的Wi-Fi無線功能將被關(guān)閉，從而節(jié)省電能。或者，如果手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，可以通過停止持續(xù)地刷新來自GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)而達(dá)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(jī)的信息。能夠通過使用其它手機(jī)的數(shù)據(jù)而擴(kuò)展傳感器范圍的應(yīng)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(luò)。”意法微電子公司MEMS業(yè)務(wù)部總監(jiān) BenedettoVigna表示，“第一種網(wǎng)絡(luò)部署在所有帶MEMS傳感器的移動(dòng)設(shè)備中，包括手機(jī)、上網(wǎng)本、筆記本電腦和像智能數(shù)碼相機(jī)等其它手持設(shè)備。第二種網(wǎng)絡(luò)部署是固定位置的特殊傳感器節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)沒有手機(jī)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(luò)正在全球范圍內(nèi)迅速擴(kuò)散，適合從環(huán)境監(jiān)視到橋梁維護(hù)到緊急事件準(zhǔn)備等眾多專門用途?；萜展咀罱炇鹆艘还P向殼牌石油公司提供超靈敏加速度計(jì)的交易，這些加速度計(jì)用于實(shí)現(xiàn)能夠探明新石油儲(chǔ)量的無線地震成像系統(tǒng)。另外，全球智能公用事業(yè)計(jì)量系統(tǒng)也在他們的無線節(jié)點(diǎn)中增加MEMS傳感器。

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

“日本總有某類(地震)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐牡卣鸱浅ｎl繁。但在用加速度計(jì)改裝他們的無線煤氣表后，他們將擁有一個(gè)改進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)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(dòng)的手機(jī)發(fā)出的加速度數(shù)據(jù)。”ADI公司高級(jí)應(yīng)用工程師HarveyWeinberg表示。

然而，固定位置的無線網(wǎng)絡(luò)不能跟蹤實(shí)時(shí)人口分布情況，而智能手機(jī)傳感器密度將隨用戶分布情況而變動(dòng)。因此基于智能手機(jī)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠用來監(jiān)視空氣質(zhì)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(luò)。

在美國，應(yīng)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(xué)贊助的地震捕捉網(wǎng)絡(luò)(QCN)要求成員自愿提供由他們的互聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備(大部分是筆記本和臺(tái)式電腦)中的加速度計(jì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)用于加速地震監(jiān)測。地震捕捉網(wǎng)絡(luò)激發(fā)了另一個(gè)由加州理工學(xué)院贊助的類似項(xiàng)目，稱為公共地震網(wǎng)絡(luò)，旨在增加來自智能手機(jī)中的加速度計(jì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

目前而言，這些項(xiàng)目能夠滿足記錄地震活動(dòng)的要求。但由于地震活動(dòng)是從一個(gè)點(diǎn)向四周幅射出去，因此最終這些項(xiàng)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(dá)60秒的警告。

其它應(yīng)用將使用手機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供重要程度較低但同樣實(shí)用的服務(wù)。“有許多應(yīng)用軟件可以使用由手機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流。只是知道人們在哪里就能實(shí)現(xiàn)難以置信地強(qiáng)大功能。”Weinberg表示，“如果有許多人在公交站臺(tái)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(duì)等待的顧客手機(jī)中發(fā)出的數(shù)據(jù)也許能提示這一點(diǎn))，表明在收銀臺(tái)需要更多的職員。”目前已有應(yīng)用軟件能幫助醫(yī)生遠(yuǎn)程診斷病人，將手機(jī)傳感器用作診斷設(shè)備。一個(gè)被稱為3GDoctor的服務(wù)可以讓病人

通過3G視頻電話連接咨詢醫(yī)生。自動(dòng)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(yuǎn)程評(píng)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(guān)人員一起討論診斷結(jié)果，并使用裝有前后攝像機(jī)的視頻電話面對(duì)面功能推薦治療方案。