重新認(rèn)識(shí)手機(jī) 手機(jī)傳感器揭秘

　　智能手機(jī)之所以被稱之為智能，主要原因是它具備了傳統(tǒng)通訊設(shè)備所沒有的附加屬性。移動(dòng)SoC芯片強(qiáng)大的性能與整合性讓智能手機(jī)獲得了更強(qiáng)的運(yùn)算能力，但要說提升用戶交互體驗(yàn)的，確是隱藏在手機(jī)背后的那些傳感器。

　　什么是手機(jī)傳感器？

　　簡(jiǎn)單來說，傳感器Sensor就是手機(jī)里那些可以被測(cè)量并且能按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。一般這類傳感器都是由敏感元件以及轉(zhuǎn)換元件組成。本文我們不說復(fù)雜原理，深入淺出地介紹一下傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景。

　　光線傳感器

　　光線傳感器能根據(jù)手機(jī)當(dāng)時(shí)所在的環(huán)境來調(diào)節(jié)屏幕亮度，有的還可以自由控制按鍵呼吸燈的明暗狀態(tài)。比如在特別明亮的戶外，屏幕會(huì)自動(dòng)調(diào)到最亮的狀態(tài)，而當(dāng)在黑暗環(huán)境里，屏幕亮度也會(huì)相應(yīng)降低。

　　距離傳感器

　　距離傳感器一般是配合著光線傳感器來使用。當(dāng)你把手機(jī)放在聽筒位置時(shí)，距離傳感器會(huì)測(cè)算手機(jī)到你耳朵的距離。這個(gè)不同的測(cè)量值會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的功能，比如熄滅屏幕或是自動(dòng)鎖屏等，同樣也可以配合各種保護(hù)套來使用。

　　重力傳感器

　　如今手機(jī)屏幕越來越大，曾經(jīng)被認(rèn)為沒什么必要的橫屏功能早已普及。平時(shí)在觀看照片、視頻的時(shí)候，我們一般都會(huì)把手機(jī)橫過來操作。在一些游戲中也可以通過重力傳感器來實(shí)現(xiàn)更豐富的交互控制，比如平衡球、賽車游戲等。

　　加速度傳感器

　　加速度傳感器的概念和重力傳感器略微有些重疊，但事實(shí)上卻又不一樣。加速度傳感器是多個(gè)維度測(cè)算的，主要測(cè)算一些瞬時(shí)加速或減速的動(dòng)作。比如測(cè)量手機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度，在游戲里能通過加速度傳感器觸發(fā)特殊指令。日常應(yīng)用中的一些甩動(dòng)切歌、翻轉(zhuǎn)靜音等也都用到了這枚傳感器。

　　指紋傳感器

　　從2013年開始，指紋傳感器開始在智能手機(jī)中爆發(fā)式增長(zhǎng)。它可以自動(dòng)采集用戶指紋，以此實(shí)現(xiàn)保護(hù)隱私的目的。不過現(xiàn)在具有指紋傳感器的手機(jī)并不僅僅是解鎖設(shè)備，而是和移動(dòng)支付相互結(jié)合，包括Apple Pay、Sumsang Pay在內(nèi)都是以指紋傳感器為前提來交互。

　　陀螺儀傳感器

　　還記得當(dāng)時(shí)iPhone 4剛推出時(shí)的殺手級(jí)應(yīng)用么？沒錯(cuò)它就是陀螺儀。平時(shí)手機(jī)里標(biāo)配的都是三軸陀螺儀，可追蹤6個(gè)方向的位移變化。日常我們玩的一些射擊或賽車游戲都需要用到這種陀螺儀，很多應(yīng)用也借助陀螺儀傳感器來工作，例如3D拍照、全景導(dǎo)航等。

　　磁場(chǎng)傳感器

　　磁場(chǎng)傳感器是利用磁阻來測(cè)量平面磁場(chǎng)，從而檢測(cè)出磁場(chǎng)強(qiáng)度以及方向位置。一般用在常見的指南針或是地圖導(dǎo)航中，幫助手機(jī)用戶實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。如果你部分東南西北，用地圖中的電子羅盤可以輕松實(shí)現(xiàn)定位。

　　GPS位置傳感器

　　GPS模塊主要作用是通過天線來接收到衛(wèi)星的坐標(biāo)信息幫用戶定位。隨著4G網(wǎng)絡(luò)普及，GPS被應(yīng)用在更多場(chǎng)景，比如與智能硬件配合實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程定位監(jiān)控，或是設(shè)備丟失后定位查找。這里需要分清一個(gè)概念，手機(jī)一般標(biāo)配的是A-GPS，所謂A-GPS是在接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的基礎(chǔ)上通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更快速的定位，比普通的GPS更先進(jìn)一些。

　　氣壓傳感器

　　氣壓傳感器之前一直被用在軍工手機(jī)當(dāng)中，分為變?nèi)菔綒鈮簜鞲衅饕约白冏枋綒鈮簜鞲衅?。氣壓變化?huì)導(dǎo)致電阻或電容測(cè)算數(shù)值發(fā)生改變。一般GPS能計(jì)算出你的位置，但對(duì)于一些高度上的變化是需要?dú)鈮簜鞲衅鱽頊y(cè)算。安裝了這種傳感器的手機(jī)能測(cè)算你一天上了多少個(gè)樓層，或是用于室內(nèi)定位等，而內(nèi)部的氣壓傳感器主要是測(cè)試設(shè)備封閉程度。

　　溫度傳感器

　　今年MWC上一款支持熱成像測(cè)試的三防手機(jī)讓人記憶深刻，它用到的就是溫度傳感器。溫度傳感器是用來檢測(cè)手機(jī)本身溫度變化的，可以看出手機(jī)的發(fā)熱程度。擴(kuò)展功能方面，溫度傳感器也能檢測(cè)外界空氣中的溫度變化，甚至是用戶當(dāng)前的體溫。

　　霍爾傳感器

　　和磁場(chǎng)傳感器類似，霍爾傳感器可以將變化的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為輸出電壓，從而在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。有些手機(jī)會(huì)隨機(jī)標(biāo)配一些保護(hù)套，當(dāng)合上保護(hù)套時(shí)手機(jī)會(huì)自動(dòng)鎖屏，打開保護(hù)套之后設(shè)備又會(huì)自動(dòng)解鎖。

　　紫外線傳感器

　　紫外線傳感器利用了光電發(fā)射效應(yīng)來測(cè)算，通過攝像頭拍戶外光源從而換算成放電效應(yīng)測(cè)出紫外線強(qiáng)度?，F(xiàn)在應(yīng)用這種傳感器的手機(jī)并不多見，而且測(cè)算的穩(wěn)定性也有待進(jìn)一步觀察。

　　心率傳感器

　　心率傳感器在穿戴設(shè)別中比較常見，但在手機(jī)上的應(yīng)用一般是設(shè)置在手機(jī)背部的位置，通過高亮度的LED光源照射手指的方式轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)來測(cè)算心率，測(cè)試的時(shí)候需要手指保持平穩(wěn)，否則測(cè)試出的結(jié)果會(huì)有較大偏差。

　　血氧傳感器

　　和心率傳感器一樣，血液中的血紅蛋白和氧合血紅蛋白對(duì)紅外光和紅光的吸收比例不同，用這種紅外光與紅光的兩個(gè)LED燈光同時(shí)照射手指的話，也可以測(cè)量出反射光的吸收光譜，從而測(cè)量血氧含量。

　　增加傳感器要滿足什么條件？

　　智能手機(jī)發(fā)展至今，你可能想問為什么傳感器的普及速度并不快。事實(shí)上在手機(jī)上增加傳感器是需要滿足一些特定條件的，比如操作系統(tǒng)本身的支持、需要開發(fā)對(duì)應(yīng)的應(yīng)用去配合傳感器的數(shù)據(jù)記錄、保證傳感器測(cè)算的精讀、控制傳感器的尺寸以及成本等。

　　總結(jié)

　　以上我們列舉出了目前智能手機(jī)中比較主流的傳感器，其中的大部分都已經(jīng)成為了智能手機(jī)的標(biāo)配功能。我們可以給這些傳感器分門別類，比如有些是針對(duì)基礎(chǔ)功能的檢測(cè)，比如光線距離感應(yīng)器，有些是應(yīng)用在導(dǎo)航上的測(cè)算，比如GPS、磁場(chǎng)傳感器。另外一些則是專門用于運(yùn)動(dòng)健康，比如心率血氧傳感器、紫外線傳感器等。正是這些隱藏在手機(jī)背后的“黑科技”讓我們?cè)谑褂弥悄苁謾C(jī)時(shí)更加得心應(yīng)手。

　　傳感器和其他電子元件一樣，如今都在越變?cè)叫?，成本也越來越低。未來手機(jī)傳感器的發(fā)展方向?qū)?huì)是思考如何進(jìn)一步提升測(cè)算精讀，以及如何在有限的設(shè)備中集成更多的傳感器去感知用戶當(dāng)前的狀態(tài)。