空气质量传感器嵌入人工智能功能

Covid-19 大流行强调了改善室内空气质量的重要性。无论是在家里、办公室还是在公共交通工具上，确保我们呼吸的空气清洁和安全比以往任何时候都更加重要。 Bosch Sensortec 开发了环境 MEMS 传感器和基于 AI 的软件，以降低感染病毒的风险。

MEMS 传感器已经进入我们的日常生活。尽管如此，为了继续为客户提供价值，Bosch Sensortec 坚信需要通过使用先进的算法和嵌入式 AI 更加关注软硬件协同设计。

对于 Bosch Sensortec 而言，传感器软件将变得越来越智能，将 MEMS 传感器变成更准确、更安全和个性化的系统，可以帮助用户适应任何情况。 Bosch Sensortec 副总裁兼 MEMS 产品领域负责人 Ralf Schellin 在最近的 MWS 2021 MEMS Titans 网络研讨会上表示，软件不仅可以为传感器增加价值，还可以为整个系统增加价值。

四合一

每次呼气时，都会向空气中释放小液滴。如果有人被感染，呼吸道飞沫和空气传播可以将病毒传播给其他人。 Schellin 说，环境湿度或温度越低，气溶胶在空气中停留的时间就越长。

Bosch Sensortec 的 BME688 是一款空气质量 MEMS 传感器，它结合了四种传感功能（气体、湿度、温度和气压）和 AI 功能。

该气体传感器可以检测十亿分之一（pbb）范围内的挥发性有机化合物（VOC）、挥发性硫化合物（VSC）和其他气体，如一氧化碳和氢气。

尽管 BME688 传感器无法检测到 Covid-19 病毒，但“它可以通过测量 VOC、湿度、温度来帮助显着降低感染风险，”Schellin 说。通过浓度控制的通风，可以显着降低感染风险和影响。 “最后，它会给你一种打开窗户或打开空气净化器的信号，或者你可以在该区域设置一个自动系统。”

基于人工智能的软件

BME688 或 Bosch Sensortec 称之为“数字鼻子”，可以通过测量其独特的电子指纹来检测气体并区分不同的气体成分。首先，传感器必须了解这些不同的气体，这意味着它需要使用机器学习方法进行训练。这就是 Bosch Sensortec 的 BME AI-Studio 软件的用武之地。它可以让客户探索和验证他们的特定用例。他们可以收集气体测量值、训练机器学习算法并导出最终算法以与他们项目中的 BME 库一起使用。

“您可以调查自己的用例并针对该用例训练系统，”Schellin 说。

通过 BME688 的气体 MEMS 的温度循环操作，可以识别和分类不同的气体混合物。 （图片来源：Bosch Sensortec）

该公司表示，在标准配置中，检测到 VSC 的存在是一个指标，例如细菌生长。气体扫描仪可以在灵敏度、选择性、数据速率和功耗方面进行定制。该公司表示，BME688 具有气体扫描仪功能，而 BME AI-Studio 工具使客户能够针对其特定应用对 BME688 气体扫描仪进行培训，例如在家用电器、物联网产品或智能家居中。

Schellin 说，软件本身运行在未集成的应用处理器上。 “我们有 MEMS，我们有具有特定功能的 ASIC。但是整体仿真是在应用处理器上运行的。它何时可以在设备本身上运行只是时间问题。我们已经用 BHI 运动传感器展示了它，它在集成设备上运行。所以，并不是我们做不到。目前没有在上面运行。”

Bosch Sensotec 表示正在提供与 Adafruit 兼容的开发套件。

3.0 x 3.0

BME688 传感器采用紧凑型封装，尺寸仅为 3.0 x 3.0 x 0.9 毫米。以该公司的 BMM150 磁力计尺寸为 1.56 x 1.56 x 0.6 毫米为例，谢林说他有信心可以进一步缩小尺寸。然而，一旦达到物理极限，“您会添加越来越多的智能和更多功能，但我们肯定还没有做到。”

从传感器设计和封装到嵌入式 AI 算法，Bosch Sensortec 表示，一切都在内部完成，以最大限度地发挥协同作用。例如，如果“您需要实现极低的功耗，但您不了解硬件，您将无法读取可以达到的功率级别，”Shelin 举例说明。 “这并不意味着我们不与合作伙伴合作，但在这种情况下，我们尝试自己开发一切。”

>> 本文最初发表在我们的姊妹网站 EE时代欧洲。

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