Sensor Hub

Sensor Hub,中文名:传感器控制中心。

       Sensor Hub主要有两个功能:

  1. 在CPU休眠的情况下,实现对传感器的实时控制,从而达到降低功耗的功能

  2. 将不同类型Sensor的数据进行融合,实现多种sensor数据结合才能实现的功能

  

         而概括地看,Sensor Hub可以执行以下操作:

  1. 手势识别:感测人的手势,如:翻转手机,敲打手机,摇晃手机,拿起手机等手势。

  可实现案例:翻转静音,拒接电话,摇晃切换背景图片以及拿起接听电话等功能。

  2. 设备状态识别:感测设备的状态,如:手机面朝上/朝下, 手机在桌子上,还是在口袋里,还是在人手里。

  可实现案例:手机在口袋里时,自动将来电铃声放至最大;而在桌子上的时候,调至静音震动模式。

  3.用户状态识别:感测用户的状态,如:跑步,走路,站立,坐下等。

  实现功能: 在走路/跑步时,自动打开记步功能,而站立和坐下后,暂停相关功能

     4.用户交通行为判断:感测用户乘坐交通时的状态,如:开车,坐火车,坐电梯等。

  实现功能: 在开车状态,自动蓝牙连接;而在火车上接电话,开启消噪功能。

  5.室内定位/室内导航:室外定位目前主要是GPS+AGPS。AGPS是通过手机附近的基站获取GPS辅助信息(包含GPS的星历和方位俯仰角等),从而帮助GPS快速,准确定位。在GPS信号不强的情况下,手机也可以通过多个手机基站进行定位。

但GPS和AGPS无法解决室内的精确定位的问题。而目前普遍的室内定位方式,则是手机通过判断与周围的WiFi路由器或低功耗蓝牙BLE设备的距离,来判断手机的室内位置。Apple采用的iBeacon技术,则就是利用低功耗蓝牙BLE实现位置定位等各种应用。

不过无论通过GPS/AGPS定位,还是通过WiFi/蓝牙的定位,通过Sensor Hub,可以融合当前运动的加速度,角速度进行惯性导航,而有了地磁的数据,可以准确的判断运动的方向,并更准确的进行室内定位。

  而且融合了Sensor Hub的数据,可以实现更多的功能,尤其在室内室外切换。

  常见实现功能:

  1. 车辆突然行驶至隧道或者高架下方后,突然失去了GPS的信号,这时手机只需要通过判断当前运动的加速度和角速度,就可以准确判断车辆的运动方向。

  2. 结合气压传感器后,可以迅速定位用户所在的楼层,帮助用户找到想去的商家店铺,或者寻车。

  3. 若再结合摄像头, 还可以在当前拍摄画面上,进行导航。(如告知店铺位置,告知方向)

6. 在可穿戴/VR上的应用:

  由于Sensor Hub 可以实现精准的设备状态识别和用户状态识别,所以Sensor Hub可以在可穿戴和VR上发挥很大的作用。比如抬起手,手环显示时间。比如打VR游戏的时候,VR设备通过Sensor Hub数据判断用户的状态,从而显示不同的场景。

如何实现Sensor Hub?

  一个具有如此强悍能力的辅助,那么Sensor Hub是怎么工作的呢?据了解,它主要是需要一个MCU或DSP去处理相关的Sensor数据。

  而在手机上,实现Sensor Hub,共有三种方式:

  1. 将Sensor Hub 做为单独芯片,放置在CPU与各类MEMS之间。

  优势: Sensor Hub芯片和MEMS都可以灵活切换。可选性多样化。

  劣势: 需要支持种类多,调试难。

2. 将Sensor Hub与MEMS合二为一,接收不同sensor给来的信号进行融合,再将融合后的信号提供给AP。

  优势: 由于sensor已经选好,调试相对简单。

  缺点: sensor基本固定,客户不能自行选择

3. 由AP来集成Sensor Hub,sensor先将数据提供给AP内部的Sensor Hub,Senor Hub融合后再将数据提供给AP。

  优点:sensor选择自由,有机会降低成本。

  缺点:对AP算法难度大,AP需要与各sensor协调作战

关于sensor hub的一些看法

  从成本来看,如果将sensor放在外面,无论是独立的还是与sensor放在一起都会增加额外的成本。而AP一方面可以通过低制程来降低MCU的成本,另一方面也可以与其他功能共同分享一个MCU,从而达到降低成本的目的。

  从手机生态链来看,第一种是有MCU的公司希望看到的局面,不过除了像ST这种既有MCU技术又有Sensor技术的公司才有能力去做大这件事。之前Apple,Samsung用的就是这种方案。但Apple最新方案用的是第三种。而Sensor公司肯定希望做第二种,因为这样一方面可以打包销售自己所有的Sensor,另外一方面也可以提升自己的Revenue。但是多数Sensor公司在MCU领域并没有太多的耕耘。第三种则是AP供应商希望实现的方式。而目前来看,也是客户最想看到的方式。虽然这样会要求AP厂商实现相关的算法,但对终端客户来看,这样也能更方便选择不同类型的sensor,从而获得更好的性价比。

  从智能穿戴生态链来看,第一种有着一定的优势。比如智能手环就可以通过Sensor Hub的MCU完成对Sensor数据的融合,并实现部分控制,而不需要再加入主控芯片。所以做独立Sensor Hub的公司目标市场除了手机,也会把更多的精力放在智能穿戴上。

  Sensor Hub的产业链

  如前面介绍的虹膜识别一样,Sensor Hub也会给产业链带来一个新机会,这些产业链厂商包括了:

  (1)Sensor类供应商:

  Accelerometer 加速度传感器: 主要的供应商有ST,Bosch,Freescale,ADI,美新等;

  Gyro Sensor 角速度传感器: 主要的供应商有Invensesne,ST,Bosch,Panasonic等;

  GeomagneTIc 地磁传感器:主要的供应商有AKM,Yamaha,ST,QST,爱盛等;

Barometer 气压传感器:Bosch,Sensata,Infineon,Denso等。

  具体的Sensor供应链,小编将单独写一篇文章介绍,就不再此敖述了。

  (2)算法类供应商:

  速位科技成立于2007年。主要致力于体感互动遥控、无线高清传输、影像脸部/物体追踪、云端处理引擎。目前是主要的Sensor Hub 算法提供商。

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