可穿戴设备同质化如何破？看气体传感器

2015-11-13 17:10

　　这个“双十一”，除了买买买，还有霾霾霾！沈阳和北京近日“雾霾锁城”，很多人出现了呼吸不畅、咳嗽不止等症状。为了躲避这种糟糕的空气，不少人选择宅在家中或躲在办公室里，但这样真的就安全了吗？其实，甲醛、氡、氨、一氧化碳（CO）以及总挥发性有机化合物(TVOC)等造成的室内空气污染同样会严重危害人体健康。那么如何才能实时监测空气质量，控制其周遭环境呢？

　　气体传感器因其灵敏度高、响应速度快以及尺寸小、成本低等优势自然是不错的选择。日前，行业领先的气体传感器公司Cambridge CMOS Sensors（CCS）根据市场需求，推出了首款超低功耗微型数字气体传感器CCS811。该气体传感器究竟有何特别之处，如何实现气体检测？对于可穿戴设备、智能手机而言，CCS811能否带来差异化的功能设计？

　　CCS811的工作原理及优势

　　CCS811属于金属氧化物气体传感器，它的最顶端是一层可以检测挥发性有机化合物的二氧化锡，其下面的黄金触点可测量金属氧化物的电阻。黄金触点的下方是电热板，电热板通过对整个组件加热，从而与进入的气体成比例改变顶层的电阻。

　　CCS811还集成了微控制器（Silicon Labs 8051），可测量金电极之间的电阻并实时缓冲变化。当超过给定的水平，智能手机等终端设备的应用处理器会收到警报中断信号。CCS811可用于检测乙醇（酒精）和危险气体，例如从加热器散发的一氧化碳和廉价家具中的甲醛以及各种各样的挥发性有机化合物。

　　半导体金属氧化物气体传感器原理图

　　值得一提的是，该传感器基于CCS独有的微加热板（Micro-hotplate）技术，与传统的金属氧化物气体传感器相比，CCS811可提供高度可靠的气体传感器解决方案，以及快速的测试周期，显著地降低了平均功耗。

　　CCS811将金属氧化物气体传感器、微控制器、模数转换器（ADC）和I2C数字接口等所有功能都集成到单一小型化的、尺寸为2.7mm×4.0mm、脚距为0.6mm的平面栅格阵列（LGA）封装中，适用于低成本的PCB技术。

　　上图红色方框内即为CCS811传感器芯片

　　CCS公司产品营销总监Paul Wilson表示，CCS811支持多种低功耗优化测量模式：1秒/次、10秒/次以及60秒/次，电池寿命可长达五年，仅需使用小型的锂电池；主动测试时的功耗低于每分钟1.2mW，空闲模式下低于6μW，几乎不会损耗手机的待机时间。

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