“人體接近檢測”傳感器可減少貼身輻射，帶來酷炫的應(yīng)用體驗(yàn)

1   幕后英雄：“人體接近檢測”傳感器

你是否有這樣的體驗(yàn)，當(dāng)手機(jī)放進(jìn)衣服口袋里，信號傳輸效率大大降低？一部分原因是口袋的遮蔽；另一個(gè)重要的原因是手機(jī)的無線發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)低了。實(shí)際上，很多手機(jī)等電子設(shè)備安裝了自動(dòng)感應(yīng)人體靠近的傳感器，用于檢測是否接近人體，當(dāng)接近時(shí)，可自動(dòng)降低無線射頻（RF）輻射。

圖 “人體存在檢測“的部分市場

國際上，手機(jī)、可穿戴產(chǎn)品、平板電腦等輻射主要靠SAR（比吸收率）值來衡量的。SAR指單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的電磁輻射能量。國際上通常使用SAR值來衡量人體吸收的輻射量，各國也有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

除了符合SAR法規(guī)外，“人體接近檢測”還可提升用戶體驗(yàn)，例如在可穿戴產(chǎn)品中，為耳機(jī)、智能手表等提供自動(dòng)開/關(guān)、媒體控制等“即戴即走“功能。在某些消費(fèi)電子和工業(yè)場景中也可實(shí)現(xiàn)手勢控制。

由于“人體接近檢測”傳感器有這么多的作用，因此有巨大的發(fā)展空間。

2   “人體接近檢測“的實(shí)現(xiàn)方法

“人體接近檢測”主要有兩種方法實(shí)現(xiàn)：一種是光傳感器，需要在手機(jī)等產(chǎn)品上打孔；另一種是通過共用天線進(jìn)行信號檢測，優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的感應(yīng)距離，且安裝簡單、功耗更低。

通過天線進(jìn)行信號檢測的傳感器的特點(diǎn)是什么？產(chǎn)品有何新進(jìn)展？近日，Semtech發(fā)布了讓隨身電子產(chǎn)品更智能的產(chǎn)品平臺——PerSe?。借此機(jī)會(huì)，電子產(chǎn)品世界記者采訪了Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東、Semtech消費(fèi)類傳感產(chǎn)品線高級總監(jiān)黃宇鏗。

圖 Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東，Semtech消費(fèi)類傳感產(chǎn)品線高級總監(jiān)黃宇鏗

3   射頻信號檢測的原理

手機(jī)由天線發(fā)送射頻信號。為了降低手機(jī)發(fā)射功耗，通常有兩種形式，①直接將發(fā)射功率降低，但是這樣傳輸數(shù)據(jù)的速率較低，使用戶體驗(yàn)欠佳。②用傳感器識別用戶周圍的環(huán)境，若手機(jī)離人體較遠(yuǎn)，手機(jī)的發(fā)射功率大一點(diǎn)，這時(shí)較大的數(shù)據(jù)可以從手機(jī)傳到網(wǎng)絡(luò)上；如果手機(jī)接近人體，手機(jī)把發(fā)射功能降下來。這樣不僅可以大大提高用戶體驗(yàn)，也能把有害的輻射降到最低。

為了使“人體接近測”更智能，主要的技術(shù)考量有：①感應(yīng)距離，如果感應(yīng)不靈敏，有可能手機(jī)接近人體時(shí)，手機(jī)不觸發(fā)；②誤觸發(fā)。

Semtech的PerSe產(chǎn)品就是根據(jù)這兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化的。PerSe這個(gè)名字來自于“Person Sensing”，即人體感應(yīng)。如今，最新的PerSe算法可以把測量距離調(diào)得很準(zhǔn)，誤觸發(fā)頻率調(diào)到極低，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)越的傳感性能和獨(dú)特的人體檢測功能。

目前，PerSe積累了很多專利(IP)，包括低功耗、模擬、混合、AI算法等。例如，通常天線會(huì)有干擾的問題，如果做得不好，天線上的干擾信號可能會(huì)布滿，PerSe有相關(guān)的信號專利解決了此問題。算法專利可以檢測人體靠近或溫度改變，以區(qū)分到底是人體還是非生物體。

4   新一代PerSe的優(yōu)勢

PerSe傳感器能夠智能地感知移動(dòng)設(shè)備和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品附近用戶的存在，并在用戶靠近時(shí)啟動(dòng)先進(jìn)的射頻（RF）控制。PerSe的特點(diǎn)主要有：高性能的AFE（模擬前端），可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的距離和更靈敏的感應(yīng)，具有高抗干擾能力，例如，AFE能做到1,000,000：1的信噪比。PerSe能智能區(qū)分人體與非生命物體，提升設(shè)備的響應(yīng)效果，還有先進(jìn)的溫度補(bǔ)償功能，以最大限度地減少誤觸發(fā)。此外，PerSe還具有小巧的外觀、堅(jiān)固的封裝，同時(shí)還采用了低功耗的設(shè)計(jì)。

此次發(fā)布的產(chǎn)品有三大系列：PerSe Connect、PerSe Connect Pro以及PerSe Control。其中，PerSe Connect Pro是最新推出的產(chǎn)品。其他兩款是Semtech以前就有的產(chǎn)品，現(xiàn)在做了進(jìn)一步的優(yōu)化。PerSe的3個(gè)核心的系列如下。

●   PerSe Connect：SAR感應(yīng)器，用來優(yōu)化5G/4G/WiFi的連接性；

●   PerSe Connect Pro：PD（功率密度）感應(yīng)器，用來提升高頻的5G毫米波性能；

●   PerSe Control：人體感應(yīng)器，用來提升可穿戴設(shè)備的直觀控制。

5   PerSe與LoRa的關(guān)系

一提到Semtech，人們不由地會(huì)聯(lián)想到現(xiàn)在盛行的LoRa。LoRa是Semtech開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。

實(shí)際上，PerSe與LoRa是Semtech同一個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的，因?yàn)檫@兩類產(chǎn)品有很多共同之處：它們都與射頻和低功耗有關(guān)。

不同之處是：從應(yīng)用層面來看，PerSe是傳感器，用于收集信息、數(shù)據(jù)；LoRa是傳輸?shù)募夹g(shù)。

在市場方面，二者的策略差別較大。PerSe技術(shù)最初是針對手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)類市場研發(fā)的。消費(fèi)類市場和LoRa對標(biāo)的工業(yè)市場不一樣。消費(fèi)類產(chǎn)品的生命周期較短，更新迭代速度很快，一個(gè)周期最快有可能是3~6月；而LoRa主要定位工業(yè)市場，因此更新?lián)Q代的周期長很多，例如兩三年。所以在消費(fèi)類市場，PerSe快節(jié)奏且投入大，給予客戶充分的支持，以適應(yīng)快速的市場節(jié)奏。為此，PerSe的應(yīng)用工程師投入了大量精力在調(diào)整客戶的產(chǎn)品，也有應(yīng)用團(tuán)隊(duì)為客戶做好產(chǎn)品參考設(shè)計(jì)。

圖 “人體接近測”傳感器/PerSe已有和未來的部分應(yīng)用案例