MEMS(微機電)是如今炙手可熱的一種傳感器技術。在個人消費電子設備方面，它可幫助延伸人體的感官和體驗，衍生出多種有趣應用;而在工業、農業、醫療、航空、軍事等行業，MEMS也得到越來越多的使用，可幫助實現許多造福人類生活的應用。

隨著ADI公司一款突破性MEMS加速度計的問世，更多改變人類生活的應用將會成為現實。因為它的極低功耗，使得很多需要數月甚至數年電池壽命的應用得以成真，此類應用中更換電池可能不切實際或者對設備或操作人員有危險。

這款產品就是目前市場上功耗最低的3軸數字MEMS加速度計ADXL362，在全速測量模式下，數據速率為100 Hz時，該器件的功耗為2μA，比相同頻率下工作的競爭MEMS加速度計低80%!

什么應用需要“低功耗”加速度計?

那么超低功耗的ADXL362產品究竟可具體在什么應用中找到用武之地呢?答案有很多，不勝枚舉，這里我們列舉了在工業、醫療、農業等領域某些比較典型的應用例子(如圖1所示)。

圖1.哪些應用需要“超低功耗”MEMS加速度計?

1. 家用燃氣表(需要數年的電池壽命或上門服務更換成本高昂)。

例如在地震多發區，假設當實際的地震等級超過五級時切斷燃氣，以防止災害加劇或發生二次災害。那么，這個家用燃氣表就需要內置一個加速度計，用來檢測實際發生地震時的震動波形。但用戶和燃氣公司都不可能隨意就更換這個燃氣表或電池，所以無論從成本還是方便性角度來考慮，這都是不現實的。所以具有檢測地震功能的燃氣表，希望其壽命可以達到十年甚至更長，這樣可以節省燃氣公司的成本，也能提升用戶體驗。這是它在工業類的一個典型應用。

2. 大型畜牧業農場(需要大量替換)。

在大型農場中，每一頭牛的身上也要戴一個傳感器。因為在正常狀態下，牛是有一定的活動規律的，比如牛在吃草、走步、歡快跳躍的時候，都有一定的頻率，而一旦牛生病了，它的運動行為就會發生變化。這時就需要檢測牛的運動行為，一旦發現有變化，就要對它進行“隔離審查”，看是否真的有問題。如果這個事件發現得比較晚，那在牛與牛之間可能已經傳染了，所以牧場主一定要及時發現，否則病情一旦傳播到幾百上千只的話，經濟方面的損失會非常大。牛配戴的傳感器在有問題的時候會通過無線的方式把數據發送到處理中心。所以這個傳感器也是每天要實時工作的。如果每個月都需要給大量的牛更換電池來進行監測的話，那從成本、人的勞動強度、勞動時間上來說，也都是不可行的。對于需要大量替換的場合，也一定是需要低功耗的解決方案。即使這個低功耗產品只能延長一個月的替換時間，對于用戶體驗及成本節省，都是非常有幫助的。

3. DARPA Blast Gauge沖擊檢測系統采用ADI MEMS技術(密閉環境)。

ADXL362將集成到DARPA第二代Blast Gauge中，該器件由美國羅切斯特理工大學開發，并由BlackBox Biometrics公司轉化為商業產品，用于保護美國軍隊武裝人員。Blast Gauge既可用作醫療人員的篩選工具，執行爆炸事故后的驗傷分類，也可為研究機構提供詳細數據，幫助分析顱腦損傷(TBI)的原因。第一代Blast Gauge使用ADI公司的ADXL345傳感器，已在數千名赴阿富汗美軍士兵身上配備了一年。BlackBox Biometrics公司首席技術官David Borkholder表示：“借助ADI公司的高性能MEMS傳感器，Blast Gauge經過驗證能夠可靠地檢測我軍人員遭受的震蕩沖擊。由于這些密封器件使用非充電電池，ADXL362大幅延長了其電池壽命。”

4. 運動監測產品(更換電池在財務方面不現實)。

在某些條件下，產品也可以更換電池，但從成本的角度考慮并不合理。比如老年人、殘疾人使用的運動監測產品。目前市場上常見的老人手機，可以檢測老人是否有跌倒的情況，如果跌倒后的一段時間內，老人沒有任何活動，這就表示摔得比較嚴重，它會自動通過手機以GPS或GPRS的方式把信息傳到急救中心或老人的兒女。對于這種老年人應用的運動監測產品，老人可能并不知道何時需要更換電池，在不能使用以后，老人需要求助醫務人員或家人來解決。對于這類醫療應用的產品，總是希望產品的工作時間越長越好。這就需要一顆低功耗的運動監測產品來幫助解決這個問題。

5. 工業油氣管道(偏遠或危險區域)。

當傳輸管道上有漏油或漏氣發生時，就需要準確定位整個傳輸管道的哪一段有洞，以便及時安排維修。在如此長的管道上，不可能每天安排人去不停地巡查。因此在工業油氣管道上，就需要鋪設大量的傳感器來檢測泄漏，同時實時檢測是否有外力對管道進行沖擊、破壞。鋪設完成后，也不可能經常去更換大量傳感器的電池，所以傳感器的電池壽命越久越好。

ADXL362如何體現業界功耗最低?

現在來看看我們的主角ADXL362究竟在超低功耗方面有何突出亮點。這里有3個關鍵的技術指標可以說明問題，即：

1. 測量電流最低(2 μA)：最大程度降低滿負荷工作時的電池消耗;

2. 喚醒模式電流最低(300 nA)：優化電池壽命;

3. 休眠電流最低(10nA)：優化電池壽命。

目前市面上的很多其它的產品也標稱是2μA的功耗，甚至是更低。但是這種所謂的低功耗，一般都只是在極低的采樣率比如1Hz(一秒鐘只采一個點)的情況下測量的，此時，雖然器件也工作了，但是一秒鐘一個采樣點，對于前文所提到的應用例子，如需要實時檢測是否有沖擊，是否有地震發生、老人是否跌倒等，1Hz的數據采樣率是遠遠不夠的。而ADXL362在100Hz的采樣率下，測量模式典型的電流也只有2μA。所以ADXL362是真正實現了超低功耗，可以最大程度地降低產品滿負荷工作時的電池消耗，可以采用紐扣電池供電。

在運動檢測喚醒模式下功耗僅為300nA，與最接近的競爭傳感器相比，相同模式下的功耗要低60%。這里所謂的喚醒模式，即假設物體是靜止的，那么整個系統都可以自動進入休眠狀態，包括ADXL362器件本身。ADXL362可以自動檢測系統是運動的還是靜止的，并根據靜止狀態自動進入休眠狀態。而當物體是運動的，那么ADXL362器件本身會先把自已喚醒，同時它還可以喚醒整個系統，讓它高速運行，這時，即使在其高速運行的時候，功耗也只有2μA。在這種切換模式下，系統的最低工作電流只有300 nA。