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第 8 章 物联网硬件技术
物联网硬件技术
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学习任务
微电子机械系统（MEMS）
移动设备内置传感器硬件平台
数字化传感器及网络接口技术
Click to add title冷成像系统、微飞行器和微（纳、皮）卫星等仪器中也有所应用。
（6）国防军事领域
化学武器识别系统、武器安全引爆系统、敌我识别系统、用于地雷探索磁强传感器，智能炮弹、导弹和微型侦察机等。
MEMS陀螺仪
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微电子机械系统技术包含了材料、设计与模拟、加工制造、封装、测试五个方面。
（1）MEMS材料
包含导体、半导体和绝缘材料几类。依据不一样使用环境，MEMS材料要求耐高温、耐低温、耐腐蚀和耐辐射。
在微传感器和微执行器制造中，MEMS需要使用含有各种功效材料，如压电材料、压阻材料、磁性材料和形状记忆合金等。
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（2）MEMS设计与模拟技术
MEMS设计与模拟技术包含了专用集成电路（application specific integrated circuit，ASIC）设计、机械微结构设计、加工工艺流程设计、掩模板设计，以及微传感器和微执行器结构参数优化与性能模拟等。
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(3)MEMS加工技术
MEMS加工技术主要分为硅微加工技术和非硅微加工技术两类。
MEMS硅微加工技术应用了微电子常规工艺，包含氧化、薄膜制备、光刻、刻蚀、电镀、离子注入等。
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(4)非硅MEMS微加工技术
非硅MEMS微加工技术包含LIGA、激光、电火花等微加工技术。
LIGA技术是Lithographie、Galvanoformung和Abformung三个德语单词缩写，该技术包含了同时辐射X射线光刻、微电铸和微复制三个工艺步骤，能制备高深宽比聚合物和金属微结构，并能采取微复制工艺进行批量生产。
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(5)MEMS封装技术
MEMS封装技术目标是建立微传感器和微执行器与专用集成电路连接，并降低外部环境对微传感器和微执行器工作影响。
MEMS封装技术包含倒焊装、重布线、密封封装和真空封装等。
设计MEMS器件封装往往比设计普通集成电路封装愈加复杂，这是因为要满足工作在严酷环境条件下需求,比如，冲击、震动、温度改变、潮湿和EMI/RFI等。
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(6) MEMS测试技术
MEMS测试技术主要是对微传感器和微执行器性能，如微结构力学性能、MEMS器件光学性能、电学性能、以及量程、分辨率、响应频率等进行测试。
可靠性测试是MEMS产品进入市场前提，其内容包含了高低温、使用环境、振动、疲劳、使用寿命等方面测试。
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产品应用实例
①苹果iPhone
iPhone将使用MEMS陀螺仪，比如保龄球、高尔夫等运动游戏。另外，该项技术还能够将iPhone和桌面PC游戏结合在一起。
②奥林巴斯数码相机 u1050SW
使用者可经过敲击LCD显示器或机身外壳来改变设置、拍照和查看拍摄照片。比如，当使用者在滑雪坡道上拍照时，无需脱下手套即可操作相机。
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产品应用实例
③ GPS辅助导航
　MEMS压力传感器能够使GPS导航更准确，Sensor Platforms企业和其它供给商都在开发集成有MEMS航位推算功效系统，这么你导航系统就能够跟随你进入建筑物内（甚至是地铁）而不迷路。
它开发者在开发把GPS、相机、MEMS传感器集成在一个平台，这么导航系统不但知道使用者身处何处，还知道使用者看到些什么，这么屏幕上数据交互以确定你寻找建筑物。
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移动设备内置传感器硬件平台
有许多传感器可供节点平台使用，使用哪种传感器往往由详细应用需求以及传感器本身特点决定。
需要依据处理器与传感器交互方式：经过模拟信号和经过数字信号，选择是否需要外部模数转换器和额外校准技术。
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内置传感器
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微处理器
微处理器是无线传感节点中负责计算关键 ，当前微处理器芯片同时也集成了内存、闪存、模数转化器、数字IO等 ，这种深度集成特征使得它们非常适合在无线传感器网络中使用。
影响节点工作整体性能微处理器关键性能包含功耗特征，唤醒时间（在睡眠/工作状态间快速切换），供电电