傳感器組合可以實現(xiàn)更加智能的移動設(shè)備

有時候智能手機看起來顯得很笨。比如下面這個例子：辦公室里坐了很多員工，每位都在專心地做他或她自己的工作。此時此刻，一首突然響起的流行音樂——剛好離開辦公室去外面就餐的同事的手機鈴音打破了這里的寧靜。手機就放在桌子上，拼命地振動，慢慢地滑向桌子邊緣，迫使旁邊的同事跳起來把手機移到安全的位置。

這種情況對辦公室人員來是非常惱火的，很容易讓他們分心。

乍看起來，一部智能手機如此的不聰明似乎有些奇怪——畢竟智能手機通常都非常了解自己所處的周圍環(huán)境。

事實上，我們還需要增加一些元件，并對各種傳感器的輸出進行仔細的組合，才能讓一臺移動設(shè)備自動執(zhí)行合適的通知功能。本文概述了一個可以提供這種能力的軟硬件框架，它充分利用了許多移動設(shè)備中已有的功能。

智能手機中豐富的傳感器陣列

智能手機中已經(jīng)配備有許多傳感器。有些傳感器可以直接支持智能通知：

·嵌入在顯示屏中的接近傳感器可以檢測到手機是否靠近用戶的耳朵。當靠近用戶耳朵時，它可以通知手機關(guān)閉顯示屏及其觸摸敏感性。

·環(huán)境光線傳感器可以幫助系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境光線的強度調(diào)整顯示屏的亮度。先進的環(huán)境光線傳感器將數(shù)字顏色檢測和接近檢測結(jié)合在一起，可以實現(xiàn)更加復雜的顯示管理。

·加速度計可以判定屏幕的方向，以便屏幕上顯示的內(nèi)容作出合適的旋轉(zhuǎn)以配合橫屏或豎屏模式。

·麥克風可以檢測環(huán)境噪聲的大小。

就目前的配置而言，每個傳感器都被分配一個主要的功能，一般不用于其它功能。加速度計是其中一個例外，它也被用于游戲應(yīng)用中，用于支持玩家的用戶界面。

對環(huán)境的部分感知

目前智能手機中的傳感器陣列具有部分的智能事件通知能力，比如來電、短信和電子郵件。舉例來說，智能手機中的環(huán)境光線傳感器和加速度計可以檢測手機是否處于靜止狀態(tài)和明亮的環(huán)境中(是太陽光還是人造光源)。這意味著智能手機不在用戶身上(如果手機在口袋里，顯示屏上應(yīng)該不會照射到環(huán)境光線)。這也意味著可以自動取消振動功能。

但用戶通知可以做得比這智能得多，而且只需增加少量元器件即可。

舉例來說，當手機面朝下放在桌子上時，環(huán)境光線傳感器將無法正常工作。為了讓智能手機能同時看到兩個方向，需要安裝兩個環(huán)境光線傳感器，一個在手機前面，一個在手機背面。這樣不管手機處于什么位置都能使用環(huán)境光線信息。

同樣對接近檢測也可以這么處理：在手機背面增加第二個接近傳感器。傳感器模塊可以將接近和環(huán)境光線檢測功能結(jié)合在一起，因此在手機背面只需增加一個器件。如果使用顏色傳感器/接近傳感器模塊，那么這個器件就能真實地測量環(huán)境光線的色溫，進而分辨出是人造光(表明手機在室內(nèi))還是太陽光(表明手機在室外)。

智能通知還需要有關(guān)環(huán)境噪聲大小的信息。這要求來自麥克風的檢測輸入，再加上數(shù)字信號處理來判斷手機附近的聲音大小。將麥克風的輸出幅度轉(zhuǎn)換為噪聲音量測量值可以在專門的傳感器接口中實現(xiàn)，避免使用手機的主應(yīng)用處理器的運算資源。

智能通知系統(tǒng)中需要的最后一個硬件是環(huán)境溫度傳感器。對溫度敏感的元件(比如PT100電阻)加上信號處理就能幫助移動設(shè)備確定周圍空氣的溫度。應(yīng)謹慎選取它在電路板上的位置，盡量減小手機本身發(fā)熱對它的影響。測量的絕對精度不是很重要：它的功能只是指示手機是否靠近用戶身體。

現(xiàn)在就可以把這些不同的輸入組合起來，產(chǎn)生手機必須向用戶提供通知那一刻所處環(huán)境的統(tǒng)一視圖(見圖1)。換句話說，各種測量值必須都饋送給一個統(tǒng)一的算法，從而從大量可能的環(huán)境(每種環(huán)境都有自己的一組特征量)中做出正確的選擇。

圖1：可以根據(jù)各種類型的傳感器輸入信息搭建出當前的環(huán)境。