摘要
传感器技能年代现已到来。现在，很难见到不运用传感器为用户发明新体会的电子消费产品。传感器正在阅历复兴，这是因为微机电体系 （MEMS） 技能价格降低了，尺度也缩小了，因而又推进了传感器在新运用的运用，并为传感器商场营建了新机遇。
1. 导言
传感器现在用于各种运用中，如智能移动设备、轿车体系、工业操控、医疗保健、石油勘探和气候监测。传感器无处不在，现在传感器技能已开端亲近仿照终极感知设备，即人类。传感器交融使这成为或许，该技能运用微操控器（“大脑”）将从多个传感器收集的各个数据交融在一起，取得的数据视图比独自运用各个离散传感器取得的视图更准确、更牢靠。运用传感器交融全体收集的数据远远大于各传感器独立收集的数据之和。
传感器交融支撑环境感知，这对物联网（IoT）来说蕴藏着巨大潜力。传感器交融针对长途情感核算（情感感测和处理）的演进在未来还或许发生激动人心的新运用，包含智能医疗。可是，这些功用也带来了物联网 监管中需求处理的严峻的隐私问题。跟着传感器交融和 REC 技能的运用不断添加，将收集很多的环境感知数据。这些数据结合物联网 对“空中全球神经网络”和依据云的处理资源的拜访，将进一步推进为给定状况供给自定义的环境感知服务。这些服务可依据单个用户正在做什么、设备正在做什么、基础设施正在做什么，大自然正在做什么等环境，以及一切上述内容的各种组合。
图1 传感器交融：人体模型
2. 人类：终极传感示例
为了了解传感器交融怎么作业，让咱们看看人体内感知的作业方式。一个人在许多方面体会外部国际。视觉、听觉、化学感觉（嗅觉和味觉）和外表感觉（触觉）都供给关于一个人周围环境的感官信息，这些信息经过外周神经体系 （PNS） 传递给大脑。然后大脑决议怎么呼应一个给定的状况或体会。
PNS 对它传输的信息不拟定杂乱的决议计划；这些决议计划由大脑拟定。对感觉输入，大脑的反响是发送运动信息，这是人类对输入的呼应。例如，一个行人看到一辆轿车向他开过来，他的大脑告知他的肌肉以更快的速度走到路的另一边，防止发生事端。人还接纳来自他们内脏器官的信息，其间一些信息十分显着，如胃疼。还有其他类型的体内信息是人无法感知的，如血压，这些信息用于调理人体的内部环境。
图2 计步器事例剖析
大脑是终究的决议计划者。可是，假如没有外周神经体系带来感知信息并发出运动信息，人将无法行走、说话或咱们常常以为天经地义的许多其他功用。大脑常常运用数个感官输入源验证事情，并完善非“完整性”信息，然后做出决议计划。例如，人或许看不到轿车引擎盖下的火焰，但橡胶焚烧的气味和仪表盘发出的热量将告知大脑需求脱离这辆轿车，因为引擎起火了。在这种状况下，使大脑做出反响的信息大于独立感官输入之和。
在技能国际，传感器交融发挥的效果与此类似。传感器交融将来自多个传感器的输入整合在一起，供给更准确、更牢靠的传感，能够发生更高水平的认知，并供给新的应对办法。各个传感器都有固有的局限性，或许发生过错，但这些过错能够由弥补传感节点进行纠正或进行弥补。例如，陀螺仪会跟着时刻的推移而发生偏移，能够运用装备的加快计来补偿这些偏移。因而，（来自多个传感器的）交融的传感器信息比独自的传感器数据更准确、更牢靠。
3.不断发展的传感器技能改善日常日子
让咱们看一个计步器的简略示例。传统的计步器运用一个钟摆，需求以笔直的视点佩带在髋关节，以防止过错读数。当用户走动时，计步器盯梢钟摆跟着髋关节的运动来回摇摆，摇摆一回便计数一次，以此对每一步进行计数。可是，因为步幅、攀爬/步行视点的改变以及当用户驾驭轿车或进行其他运动时的过错计步，无效读数很常见。
依据 MEMS 的惯性传感器带来了很大的改善。第一代依据 MEMS 的计步器运用的加快计对人的加快度履行 1 轴、2 轴或3 轴（3D）检测，更准确地丈量步数。此外，旧式机械计步器只依据摇摆次数记载步数，而加快计则每秒屡次丈量一个人的运动。
可是，假如您不只想计量步数，还想准确地核算上下楼梯或上下山时焚烧的卡路里。下一代计步器添加了高度计，丈量和核算人在行走时相对于某个固定参考点的高度改变。高度计技能用于检测高度计或气压计 （BAP） 运用中的肯定气压。要取得准确的压力读数还需求进行温度丈量，因而通常会添加某种温度补偿电路以进步丈量精度。
继挂在慢跑者手臂上的前期便携式音乐播放器取得成功后，现在有许多规划佩带在手臂上的独立计步器和有计步器功用的手机（而不是挂在髋关节的皮带上）。在这个运用事例中，手臂运动引入了寄生运动。陀螺仪可丈量手臂的旋转运动并对其进行补偿。
将三种传感器（加快计、高度计和陀螺仪）和 MCU 结合在一起来丈量和处理读数，就发生了高精度计步器。
