环境传感、安全致胜—环安传感系统与周边应用

智能家庭内建多种环境感应器，提供侦测与自动控制功能。图？EnOcean Alliance

由于MEMS传感元件能将传感器微缩，使其应用范围深入各式微型电子装置，举凡智能手机、平板、电脑等产品，皆可搭配传感元件来增加使用者体验。至于在环境传感部分，无论居家、办公室、企业机房、车载电子、工厂或公共区域等场所，透过传感系统与周边，即可协助进行各种场所、环境的数据监测，增加营运稳定性与安全性。以下就各式传感系统与相关周边产品的应用做介绍…

智能传感应用  将与人密不可分

移动设备的智能化，搭配传感元件的应用，不仅提升消费者体验，也开拓了MEMS元件的市场。许多产品与行业纷纷加入无线连接与传感的能力，朝向智能化发展。最近穿戴式装置的兴起，更催生了各式MEMS朝向更微型化、更低耗电的设计，让智能手表、手环、眼镜等穿戴式产品，能够具备全天候传感、精准传感等需求。这些产品都须应用到更高度整合、且更省电的惯性传感元件、环境传感元件，甚或光学感应元件，以提供信息娱乐、健身等度量需求。

至于酝酿中的智能家庭市场这部分，许多厂商纷纷推出智能控制与传感产品，除了能够以无线连接的方式、透过手机或平板来远程手动控制或监测之外，其装置均内建多种MEMS环境传感元件，提供温度、湿度、光线等侦测功能，以自动调节空调温度，或提供灯光控制功能；另外也有空气品质、烟雾、一氧化碳浓度的侦测设计等产品，不仅提供家庭防灾的预警，也能达到节能的目的，以提升整体生活品质。

家用的智能传感系统、周边商品，会依照其应用目的而内建不同的感应器。例如NEST Learning Thermostat (学习型恒温器)，就内建了温度、湿度、近场活动、远场活动、环境光源等感应器；另一个产品NEST Protect (有害气体侦测器)，则内建了：光电式烟雾感应器、一氧化碳感应器、热能感应器、人体活动传感器(含超声波与在场传感器)、环境光源传感器等元件。

上述所提到的在场传感器(occupancy sensor)，大多采用PIR(被动红外线)元件技术来实作。例如Belkin的WeMo Switch + Motion (智能开关与感应器)，可侦测人体的移动而自动开闭家电。而Lexma的智能传感LED灯泡，能侦测到有人接近时，就会自动开闭灯泡。另外有些智能灯具产品，则是采用光度感应设计，当有阳光照进室内时，就会根据室内的照度，来调节室内灯光的亮度，以节省能源。

行车用传感系统  须具备更高规格

除了商用、家用等传感产品之外，许多新一代汽车的车载电子装置，开始强调与移动设备的互连性，内建导航与多媒体等信息娱乐系统，让开车族享受更高档的车内娱乐享受。而汽车所使用的传感元件更是多元，上述的技术几乎都会用到，包含惯性类(侦测煞车、碰撞、加速、辅助车用GPS导航应用等)、光源类(前车防撞指示、倒车雷达、防盗)、环境类(车内恒温空调)等感应元件，以协助朝向自动化、智能化行车目标。

由于汽车主要是在户外使用，因此车用的传感元件必须采用更高的规格等级，以符合户外宽温、防水、防震，甚至防泥沙等较严苛的环境下使用。在传感元件上，必须具备各种环境修正参数，让传感数据更加精准。

而车用安全性的传感，还有TPMS (Tire Pressure Monitoring System；胎压侦测系统)。由于高速公路重大事故中，有7成都是因为「爆胎」引起，因此政府自2014/11、2016/7起强制规定新车、旧车必须安装TPMS，以减少因胎压不足的问题所导致车祸发生。

TPMS有分成间接式和直接式的设计。间接式是在汽车出厂时，搭配汽车ABS系统的轮速传感器，可比较车轮之间的转速不同，来达到监测轮胎状况；而直接式的产品，就有分成「胎外式」的感应附件(装在轮胎气嘴上，可自行DIY)与「胎内式」的感应模块(内建在轮胎内，须进保养厂安装)，这类直接式TPMS传感模块，具备压力、温度、加速度等感应器，能在胎压不足时，透过屏幕显示或语音方式来及时提醒驾驶者，以提供驾驶与乘客的行车安全保障。

电脑机房专用的传感系统

机房专属的环境传感系统，可分成许多环节，包含电力系统(用电品质、电力回路状态、电力回路电流、发电机电力状态？油箱内的油位等侦测)、空调系统(主机运转、冷却系统、运转状态等侦测)、消防系统(空气流量、消防主机运转、消防传感器回路运转等状态侦测)、机房与门禁管理(温湿度传感、机器运作状态侦测、人员进出管制、机柜管制)、监视系统(影像录影、宽角度高速移动摄影镜头、线上监视)、设备连动系统(关系表建置、设备连动控制)、警告系统(电子告示板、简讯、E-MAIL通知等)。

以机房为主的环境控制与传感产品，就具备可扩充性的设计，可以连结多种感应器，包括震动、烟雾、温度、温湿度、漏水、风力、结霜、机房门禁状态、工作人员移动状态等各式传感器，再搭配监视器，就能够侦测与监控机房内部的环境状态，搭配事件记录等日志功能，以便机房管理人员能够实时监控与分析。

善用上述传感系统与周边的辅助，搭配网络线上监控功能，就能精准监控与调配各种能源的使用，以建构一座能耗低、高效率、且具备高度安全性的企业机房，为企业提升竞争力。

工业控制与其他场域的传感元件

其他场域的MEMS传感元件部分，像工业等级的专业传感器，就分成：光电传感器、磁性感应器、近接感应器、静电容感应器、气压缸感应器、光纤感应器等类别，并有专属搭配的配件，可针对不同工业领域的场合与需求做各种的应用。

另外特殊用途的传感器，例如：对比？色彩？萤光？传送传感器(简称CCLT)，在自动化设备上，能在最大速度下透过灰阶对比、颜色或厚度变化辨别物体，主要应用印刷或包装工业。而专业级的位移、距离传感器，可应用在吊运业、仓储业领域。至于超声波传感器，则可在灯光不足的场所(如隧道、地底、海底等)，做为透明物体或流体的侦测之用。

针对各式流体的特殊量测，有接触式与非接触式的传感产品：液位传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、振动？漏液传感器等等。此外，还有针对不同行业的专业需求而设计的感应器。像是视觉传感器、3D影像视觉传感器、区域光栅传感器、线性量测器、阵列传感器、红外线光传送器、位置传感器、量测光幕型传感器、槽型传感器、放大器分离型光电传感器、温度传感器、彩色标签传感器、雷达波传感器、雷射光传感器。

工厂或公共环境监控应用方面，则有有气压传感器、太阳能追踪器、风速侦测器、马达转速侦测器、近接侦测、齿轮速度传感器等机械运作环境等传感设备，确保机械运作正常并提供实时状况反应。

至于在工厂安全的传感上，则有安全光栅？光幕？围篱、安全雷射区域扫描仪、安全开关？插鞘？锁、安全视觉传感器、安全控制器、安全模块、安全即停开关、单光轴安全传感器等应用产品，为工作场所的安全需求做好把关。