MEMS無線感測技術(shù)繪制汽車電子安全藝術(shù)藍圖

　　核心提示：廣泛而言，RFID、ZigBee、無線感測網(wǎng)路、微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)、影像感測、聲波、溫度感測等皆屬于感測技術(shù)的領(lǐng)域。就應用市場來看，考量到人體安全、駕駛與車內(nèi)環(huán)境等因素，車用感測使用的技術(shù)類別之廣，說是集感測技術(shù)之大成也不為過。

　　安全為車輛發(fā)展之母，感測技術(shù)則是牢牢把關(guān)新一代車輛安全的優(yōu)等生。自汽車發(fā)明以來，陸上交通事故有增無減，雖然汽車工業(yè)被喻為封閉且較為傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，各家汽車大廠長久以來莫不朝向安全、舒適的方向努力不輟。電子產(chǎn)業(yè)廠商也明白這個趨勢，針對車用安全等相關(guān)應用，提出許多感測技術(shù)解決方案，讓現(xiàn)代高度電腦化車輛朝安全之路更邁進一大步。廣泛而言，RFID、ZigBee、無線感測網(wǎng)路、微機電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)、影像感測、聲波、溫度感測等皆屬于感測技術(shù)的領(lǐng)域。就應用市場來看，考量到人體安全、駕駛與車內(nèi)環(huán)境等因素，車用感測使用的技術(shù)類別之廣，說是集感測技術(shù)之大成也不為過。

　　無線感測技術(shù)提供個人化服務

　　無線感測技術(shù)的應用相當廣泛，因應用領(lǐng)域不同，可對車輛使用者提供安全且個人化的服務。無線感測應用早期以軍事用途為大宗，再開始流向往民間應用，如交通工程、礦坑監(jiān)控、地理偵測等，其后再往智慧家庭領(lǐng)域移動。時至今日，汽車領(lǐng)域也成為無線感測技術(shù)的應用範圍之一。

　　車用領(lǐng)域的無線感測技術(shù)涉及到人身安全，系統(tǒng)要求遠比智慧家庭的無線感測系統(tǒng)來得高。舉例來說，車內(nèi)的二氧化碳濃度的感測事關(guān)重大，二氧化濃度過高，輕則影響駕駛精神，嚴重則會導致悶死。基于上述理由，感測器的靈敏度勢必要加以提升，一旦濃度過高，通過系統(tǒng)的訊號轉(zhuǎn)換，通知車內(nèi)人員車內(nèi)二氧化碳濃度過高，提醒駕駛打開窗戶讓空氣流通。

　　防盜系統(tǒng)也可透過無線感測系統(tǒng)，變得更加聰明而人性化。以往防盜系統(tǒng)通常透過車主身上的無線發(fā)射器，按鈕一按，即可以解除防盜系統(tǒng)。但由于超低功耗的電源管理與射頻製程等技術(shù)進步許多，無線感測的功耗也大幅降低，車主身上可以攜帶一個無線射頻系統(tǒng)，同時控制所有車門，車主靠近哪個門，門就自動開啟，其他門則仍保持未開狀態(tài)，十足是充滿智慧的防盜系統(tǒng)。同時，配合車載控制系統(tǒng)，更可搭配車主喜好，先播放音樂、車內(nèi)空調(diào)與調(diào)整坐位空間。因此，整體而言，無線感測技術(shù)的應用相當廣泛，可因應用領(lǐng)域不同，對于車內(nèi)使用者提供安全且個人化的服務。

　　MEMS Sensor敏感稱王扮車體安全關(guān)鍵角色

　　光靠無線感測網(wǎng)路，對于車內(nèi)人員安全的保護仍然不夠。這時，微機電系統(tǒng)就扮演車體運動的關(guān)鍵角色。早期產(chǎn)業(yè)界并不重視微機電系統(tǒng)，直到iPhone與WII現(xiàn)身江湖，MEMS才真正被發(fā)揚光大。

　　但MEMS早已大量運用車體運動上，主要塬因在于車體運動時會有加速、爬坡與遭遇路面不平等運動現(xiàn)象，透過MEMS Gyro scope即時偵測車體的運動狀況，回報給車身控制系統(tǒng)，進一步控制車身，避免車身過度傾斜造成翻覆，或是過度打滑造成失控衝撞?？剂康杰噧?nèi)人員的安全，MEMS的敏感度與反應速度相對重要許多。舉例而言，MEMS其中一項應用——加速度計，可以計算車體在行駛運動的時速，一旦出現(xiàn)衝撞車禍，受到撞擊的瞬間，加速度計立刻算出撞擊速度，再透過有電子控制元件的安全氣囊，決定是否要啟動安全氣囊保護人體安全。

　　敦吉科技通路事業(yè)本部技術(shù)部協(xié)理許瑞達指出，MEMS雖然應用相當廣泛，但是就消費性與車用安全上，就元件作業(yè)環(huán)境要求的嚴格程度就大不相同，例如在溫度測試上，一般消費性或工業(yè)類電子系統(tǒng)的溫度測試約為約為-20°C 到105°C左右，但就車用領(lǐng)域的溫度測試上，就必須將測試範圍拉到約為-50°C 到150°C的區(qū)間，希望元件在實際應用環(huán)境的狀況能更加穩(wěn)定。同理，在耐撞與防震上，車用微機電系統(tǒng)也必須在受到強烈震動的情況下，仍能穩(wěn)定傳送訊號，以讓車體其他電子系統(tǒng)能迅速作出對應，以保持車體穩(wěn)定與人身安全。

　　影像感測加紅外線開車停車無顧慮

　　影像偵測可分為駕駛?cè)司駹顩r、行車距離與倒車偵測叁大應用，目前應用最為廣泛的是倒車偵測，尤其臺灣地小人稠，家家戶戶皆有房車，如何在狹小的空間停車，就成為一大挑戰(zhàn)。若再配合紅外線功能，更是如虎添翼，透過反射塬理計算車子與障礙物的距離，駕駛者能更明確掌握尚有多少的安全停車空間。

　　考量行車安全，許多車載系統(tǒng)的解決方案的提供商，也開始思考如何更進一步防範車禍發(fā)生，其中，駕駛?cè)司駹顩r與行車距離兩大應用，最為產(chǎn)業(yè)界所熱烈討論。透過影像偵測，如眼睛是否平視前方、眼睛是否有閉上、頭部搖晃的頻率等，判斷駕駛?cè)说木駹顩r如何并加以提醒。系統(tǒng)設計通常由攝像鏡頭進行影像擷取，透過類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)進行訊號轉(zhuǎn)換，再將資料傳給DSP(Digital Signal Processor;數(shù)位訊號處理器)。只要事先在DSP裡燒錄許多駕駛者危險動作資料，配合軟體驅(qū)動進行高速運算，再將運算結(jié)果轉(zhuǎn)送至其他電子系統(tǒng)，迅速提醒駕駛者相關(guān)注意事項，避免發(fā)生事故。