摘要： ??智能傳感集線器，也稱之為Sensor hub，是一種基于低功耗MCU和輕量級(jí)RTOS操作系統(tǒng)之上的軟硬件結(jié)合的解決方案，其主要功能是連接并處理來(lái)自各種傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)。

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1.通用智能傳器集線器概要
??智能傳感集線器，也稱之為Sensor hub，是一種基于低功耗MCU和輕量級(jí)RTOS操作系統(tǒng)之上的軟硬件結(jié)合的解決方案，其主要功能是連接并處理來(lái)自各種傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)。誕生之初的目的主要是為了解決在移動(dòng)設(shè)備端的功耗問(wèn)題。現(xiàn)在隨著業(yè)務(wù)的不斷增加，其功能和性能都在不斷迭代更新。

1.1 物理傳感器
??在嵌入式移動(dòng)設(shè)備中，比如智能手機(jī)，智能穿戴，家用醫(yī)療設(shè)備和其他一些智能硬件設(shè)備，所用到的物理傳感器一般都是MEMS傳感器即微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro Mechanical System）傳感器。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為了世界矚目的重要科技之一，同時(shí)也涉及到了電子，機(jī)械，物理學(xué)等多學(xué)科的領(lǐng)域。和傳統(tǒng)的傳感器相比，MEMS傳感器體積更小，重量輕，成本低，功耗低，可靠性高，易于集成開(kāi)發(fā)等優(yōu)勢(shì)。目前，MEMS傳感器主要有加速度計(jì)(Accelerometer)，磁力計(jì)(Magnetometer)，陀螺儀(Gyroscope)，光感計(jì)(Ambient light sensor)，接近光(Proximity)，氣壓計(jì)(Barometer/pressure)，濕度計(jì)(Humidometer)等等，按類型可以分為環(huán)境類傳感器，運(yùn)動(dòng)類傳感器，健康類傳感器。

1.1.1 加速度傳感器
??加速計(jì)（Accelerometer）也叫重力傳感器，是可以感知任意方向上的加速度（重力加速度則只是地表垂直方向加速度），加速計(jì)通過(guò)測(cè)量組件在某個(gè)軸向的受力情況來(lái)得到結(jié)果，表現(xiàn)形式為軸向的加速度大小和方向（X，Y，Z）。其原理是根據(jù)傳感器內(nèi)部的振動(dòng)結(jié)構(gòu)，由于外界加速度會(huì)影響到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，來(lái)測(cè)量到物體的加速度。加速度計(jì)的用途很多，只要跟智能硬件（比如手機(jī)）運(yùn)動(dòng)相關(guān)的幾乎都與加速度計(jì)有關(guān)（計(jì)步、手機(jī)的姿態(tài)測(cè)量、相關(guān)的游戲等等） 。

1.1.2 陀螺儀傳感器
??陀螺儀，在傳感器內(nèi)部有個(gè)三軸的陀螺。陀螺儀的工作原理是通過(guò)測(cè)量三維坐標(biāo)系內(nèi)陀螺轉(zhuǎn)子的垂直軸與設(shè)備之間的夾角，然后來(lái)計(jì)算角速度，從而可以由夾角和角速度來(lái)判別物體在三維空間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。陀螺儀的用途也非常多，比如數(shù)碼照相防抖，以及配合加速度計(jì)（有的還有磁傳感器或者GPS等）形成的融合傳感器來(lái)完成更高級(jí)的功能（如慣性導(dǎo)航）。

1.1.3 磁力計(jì)傳感器
??磁力計(jì)（Magnetic）也叫地磁計(jì)、磁感器，可用于測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向，磁力計(jì)的原理跟指南針原理類似，可以測(cè)量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個(gè)方向上的夾角。

1.1.4 環(huán)境光感傳感器
??環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線強(qiáng)度。例如，在手機(jī)、筆記本、平板電腦等移動(dòng)應(yīng)用中，可以根據(jù)外界的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)背光亮度等，從而降低產(chǎn)品的功耗。

1.1.5 接近光傳感器
??接近光傳感器用于檢測(cè)紅外信號(hào)，其主要檢測(cè)的是外部的紅外線LED的信號(hào)。這個(gè)LED向外發(fā)出紅外線，當(dāng)有物體接近傳感器的上方時(shí)，進(jìn)入紅外線的發(fā)射區(qū)域，有些紅外線會(huì)被發(fā)射回傳感器。現(xiàn)在還有基于激光的接近光傳感器，比如ToF sensor等，可以測(cè)距范圍在2-4米左右。

1.1.6 氣壓計(jì)傳感器
??氣壓計(jì)主要是由一個(gè)真空盒式氣壓傳感器，靠氣壓導(dǎo)致真空盒形變，上下兩塊電容板距離改變，電容改變來(lái)測(cè)量大氣壓值。

1.1.7 濕度計(jì)傳感器
??主要原理是把空氣中的溫濕度通過(guò)一定檢測(cè)裝置，測(cè)量到溫濕度后，按一定的規(guī)律變換成電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，從而來(lái)檢測(cè)出當(dāng)時(shí)的溫度值。

1.1.8 紫外線傳感器
??紫外線傳感器（UV）是利用光敏元件將紫外線信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。

1.1.9 PM2.5傳感器
??PM2.5激光傳感器是一款通用細(xì)微顆粒物濃度傳感器，采用激光散射原理。即令激光照射在空氣中的懸浮顆粒物上產(chǎn)生散射，同時(shí)在某一特定角度用探測(cè)器接收散射光，產(chǎn)生的光電流經(jīng)放大后，得到電信號(hào)與顆粒物的對(duì)應(yīng)曲線，經(jīng)過(guò)一系列算法得出單位體積內(nèi)不同粒徑的顆粒物質(zhì)量。從而獲得空氣中單 位體積內(nèi)PM2.5的質(zhì)量數(shù)據(jù)。PM2.5傳感器主要用于嵌入各種細(xì)微顆粒物濃度相關(guān)的儀器儀表、環(huán)境改善設(shè)備，如空氣凈化器。

1.2 智能傳感器硬件框架
??根據(jù)不同的終端設(shè)備和業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求，當(dāng)前的傳感器硬件框架主要可以分為三種，MCU內(nèi)置型，MCU外置型和MCU獨(dú)立型。硬件組件主要有低功耗MCU，比如ARM7，ARM9和cortex M系列為主，外設(shè)主要是MEMS傳感器，如加速度，陀螺儀等等。

1.2.1 MCU內(nèi)置型
目前主要是在智能手機(jī)中存在這樣的硬件方案，SOC上運(yùn)行安卓或者IOS，MCU上運(yùn)行輕量級(jí)的RTOS。

1.2.2 MCU外置型
在沒(méi)有內(nèi)置型硬件架構(gòu)之前，市面上的很多智能設(shè)備都基于這樣的硬件方案。當(dāng)然，目前這樣的硬件方案還有很大的市場(chǎng)。

1.2.3 MCU獨(dú)立型
這種硬件方案主要是用于各種智能硬件設(shè)備，比如智能手環(huán)，掃地機(jī)器人等等。

1.3 智能傳感器軟件框架
??本章節(jié)主要是介紹智能傳感器的軟件部分，在此之后，也將稱之為sensorhub。主要涉及通用軟件方案的概要設(shè)計(jì)和各模塊的功能職責(zé)，包括了功能模塊，管理模塊，驅(qū)動(dòng)模塊等。

通用軟件組件，按上圖所示，主要有sensor framework和BSP兩大部分。按模塊分，可以分為如下模塊：
◆ Service Manager: 負(fù)責(zé)管理各種傳感器相關(guān)的算法的注冊(cè)，配置等，比如管理計(jì)步器。
◆ Device Manager: 負(fù)責(zé)物理傳感器的驅(qū)動(dòng)管理、電源管理和配置管理。
◆ Sensor Service: 各種機(jī)基于理傳感器數(shù)據(jù)的應(yīng)用算法，比如計(jì)步器，室內(nèi)導(dǎo)航等。
◆ Sensor Driver: 主要是指物理傳感器驅(qū)動(dòng)，有些也包含了軸向映射，靜態(tài)校準(zhǔn)等功能。

1.4 傳感器數(shù)據(jù)類型
??傳感器數(shù)據(jù)主要分兩種類型，一種是物理傳感器數(shù)據(jù)，兩外一種是基于物理傳感器數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上通過(guò)算法導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，可以稱之為虛擬數(shù)據(jù)或者軟件數(shù)據(jù)。

1.5 基于智能傳感器框架的通用業(yè)務(wù)
??隨著IoT物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，各種智能硬件設(shè)備越來(lái)越依賴于各種傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種智能化業(yè)務(wù)。從個(gè)人消費(fèi)產(chǎn)品的普及，到如今的智能家居，智能城市，智能工業(yè)等無(wú)不依賴于傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)其智能化。感知，連接，應(yīng)用，從模擬世界到數(shù)字世界，連接的橋梁基石就是傳感器。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的通用智能传感集线器(Sensorhub)介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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