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智能手機(jī)功能完善——六類傳感器功不可沒(méi)

發(fā)布時(shí)間:2014-11-07 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】如今手機(jī)功能越來(lái)越繁瑣,其功能的日益完善主要?dú)w功于誰(shuí)呢?——傳感器。智能手機(jī)的傳感器實(shí)際上就是指能夠探測(cè)并感受到外界信號(hào)、光、熱量、溫度的物理裝置。傳感器的存在價(jià)值是讓智能手機(jī)有更多計(jì)算和思考的機(jī)會(huì),從而讓其擁有感知能力。
 
如今手機(jī)功能越來(lái)越繁瑣,除了表面上那些依靠屏幕、處理器、攝像頭可直觀提升的體驗(yàn)之外,你也許并不知曉很多隱性功能的實(shí)現(xiàn)跟日益完善的傳感器有很大關(guān)系。智能手機(jī)的傳感器實(shí)際上就是指能夠探測(cè)并感受到外界信號(hào)、光、熱量、溫度的物理裝置。它應(yīng)該分為兩個(gè)層面來(lái)看,一是改善體驗(yàn),二是測(cè)算結(jié)果。傳感器的存在價(jià)值是讓智能手機(jī)有更多計(jì)算和思考的機(jī)會(huì),從而讓其擁有感知能力。
 
指紋識(shí)別傳感器:讓手機(jī)支付更安全
 
自iPhone 5s配備Touch ID之后,Android手機(jī)也逐漸加入了指紋識(shí)別陣營(yíng)。包括三星S5、HTC One Max、vivo Xplay 3S都相繼推出了指紋識(shí)別手機(jī)。時(shí)隔一年,指紋技術(shù)比之前更加完善,近期關(guān)注度很高的華為Mate 7、OPPO N3都加入了按壓式指紋識(shí)別傳感器,而即將發(fā)布的魅族MX4 Pro也有望支持指紋功能。由此可見,指紋傳感器在智能手機(jī)中的地位再次被提升。
 
指紋傳感器是實(shí)現(xiàn)指紋自動(dòng)采集的關(guān)鍵器件。指紋成像原理和技術(shù)分為光學(xué)指紋傳感器、半導(dǎo)體電容傳感器、半導(dǎo)體熱敏傳感器、半導(dǎo)體壓感傳感器、超聲波傳感器和射頻RF傳感器等。指紋傳感器的制造技術(shù)具備綜合性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜度高、制造工藝難的特點(diǎn)。
 
目前來(lái)看,指紋識(shí)別傳感器更多應(yīng)用在解鎖識(shí)別、文件加密、指紋拍照等領(lǐng)域,未來(lái)會(huì)更廣泛的應(yīng)用在支付領(lǐng)域之中。
 
除了指紋識(shí)別傳感器之外,其實(shí)還有很多傳感器是隱藏在智能手機(jī)中的。對(duì)此我們還整理了出鏡率較高的五類傳感器。
重力感應(yīng)傳感器:360度旋轉(zhuǎn)無(wú)壓力
重力感應(yīng)傳感器:360度旋轉(zhuǎn)無(wú)壓力
 
重力感應(yīng)技術(shù)并不難理解,它利用了壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部一片重物重力正交兩個(gè)方向分力的大小來(lái)判斷水平方向。一般默認(rèn)手機(jī)水平放置時(shí)為重力感應(yīng)中心點(diǎn)。不過(guò)在實(shí)際的操作中,用戶很難掌握重力中心點(diǎn),所以一般會(huì)有單獨(dú)的設(shè)定模式讓你自己控制重力感應(yīng)?,F(xiàn)階段多數(shù)智能設(shè)備都采用了G-Sensor重力感應(yīng)器搭配三軸加速度計(jì)的組合實(shí)現(xiàn)360度的旋轉(zhuǎn)。
 
需要特別說(shuō)明的一點(diǎn)是,經(jīng)常有用戶會(huì)把重力感應(yīng)傳感器和加速度計(jì)、方向感應(yīng)傳感器混為一談。其實(shí)三軸加速度計(jì)是根據(jù)重力感應(yīng)產(chǎn)生的加速度來(lái)計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜度。三軸加速度計(jì)可以感知重力、手機(jī)的靜態(tài)姿態(tài)以及運(yùn)動(dòng)方向,最重要的是可以感知某一時(shí)間內(nèi)的瞬間加速,比如微信搖一搖功能的應(yīng)用,這點(diǎn)區(qū)別還是比較明顯的。
 
常見的應(yīng)用程序、看電影、玩游戲等橫向操作時(shí),你都會(huì)用到重力感應(yīng)傳感器和加速度計(jì)。從最初在iPhone上開始被使用之后,今天越來(lái)越多的App上都有涉及。
 
電子羅盤傳感器:精準(zhǔn)導(dǎo)航必備要素
 
電子羅盤使用到了智能手機(jī)中的磁阻傳感器功能。目前電子羅盤傳感器主要分為A-GPS以及GLONASS。A-GPS用來(lái)定位GPS信號(hào)、也可以利用網(wǎng)絡(luò)輔助定位。而GLONASS則相當(dāng)于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),在手機(jī)接收不到GPS信號(hào)時(shí)可以直接來(lái)定位。
 
電子羅盤傳感器主要被應(yīng)用在地圖定位中,開啟電子羅盤之后,設(shè)備會(huì)直接定位到你當(dāng)前所在的位置上,可以根據(jù)手機(jī)位置的不同顯示當(dāng)前的方向或角度。
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三重陀螺儀傳感器:FPS迷變身操控帝
 
陀螺儀是一種用來(lái)傳感與維持方向的裝置,是基于角動(dòng)量守恒的理論設(shè)計(jì)出來(lái)的。它由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成,陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn),由于轉(zhuǎn)子的角動(dòng)量,陀螺儀就有抗拒方向改變的力。
 
還記得在iPhone 4發(fā)布時(shí),喬布斯帶來(lái)了三重陀螺儀傳感器。它的出現(xiàn)可以讓手機(jī)感知人體的移動(dòng)方向,結(jié)合重力感應(yīng)、加速度感應(yīng)就可以帶來(lái)更真實(shí)的游戲體驗(yàn)。比如像射擊類手機(jī)游戲通過(guò)晃動(dòng)手機(jī)可以起到代替鼠標(biāo)的用途。當(dāng)然了,陀螺儀也有一部分會(huì)跟電子羅盤有相似點(diǎn),可以被用作導(dǎo)航。
光線距離傳感器:智能手機(jī)標(biāo)配
光線距離傳感器:智能手機(jī)標(biāo)配
 
接下來(lái)聊的手機(jī)中的光線感應(yīng)是利用光線傳感器實(shí)現(xiàn)的,這就比較常見了。一般都是設(shè)計(jì)在屏幕上方,通過(guò)識(shí)別外界光線的強(qiáng)弱在顯示照度中做出調(diào)節(jié)。利用傳感器,最明顯的例子就是手機(jī)能自動(dòng)感應(yīng)周圍環(huán)境,讓屏幕亮度自動(dòng)調(diào)節(jié),這對(duì)于如今越來(lái)越耗電的大屏手機(jī)來(lái)說(shuō)可以起到一定的省電作用。
 
距離感應(yīng)器也被稱為位移傳感器,通過(guò)感應(yīng)傳感器到對(duì)象間的距離變化來(lái)實(shí)現(xiàn)操作。一般而言,距離感應(yīng)器都在聽筒的附近,當(dāng)我們接聽或撥打電話時(shí),距離感應(yīng)器就可以通過(guò)測(cè)量耳朵與聽筒的距離從而實(shí)現(xiàn)屏幕顯示的自動(dòng)開啟和關(guān)閉,最終有效的節(jié)省電量。之所以我們把光線、距離傳感器放在一起說(shuō),也是因?yàn)橛泻芏嘀悄苁謾C(jī)是把它們?cè)O(shè)計(jì)在一起來(lái)識(shí)別周圍環(huán)境的。
 
當(dāng)進(jìn)行通話時(shí),電話貼近耳朵的時(shí)候屏幕會(huì)熄滅,或是手機(jī)翻轉(zhuǎn)靜音等操作。這其實(shí)就利用到了距離傳感器。光線感應(yīng)器主要是根據(jù)周圍環(huán)境亮暗的變化調(diào)整屏幕的明暗。
 
溫度濕度氣壓傳感器:發(fā)力可穿戴、健康領(lǐng)域
 
最后要解讀的溫度濕度傳感器是近兩年開始在智能手機(jī)中使用的。它是指那些能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分,按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類,而按照傳感器材料及電子元件特性則分為熱電阻和熱電偶。
 
氣壓傳感器則用于測(cè)量氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)。主要適用于與氣體壓強(qiáng)相關(guān)的物理實(shí)驗(yàn)中,如氣體定律等,也可以在生物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量干燥、無(wú)腐蝕性的氣體壓強(qiáng),只是我們平常生活中一般用不到這么高深的功能。
 
溫度傳感器在智能手機(jī)中是很常見的一類。它可以檢測(cè)手機(jī)芯片、電池的溫度變化,同時(shí)也能檢測(cè)周圍環(huán)境溫度、濕度對(duì)設(shè)備帶來(lái)的影響。特殊的環(huán)境下可以起到保護(hù)設(shè)備的作用。
 
相比之下,內(nèi)置氣壓傳感器的智能手機(jī)則可以測(cè)量大氣壓,根據(jù)氣壓值計(jì)算出海拔高度,同時(shí)還能結(jié)合溫度傳感器數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正,從而提供給用戶更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。
 
比如這次最新發(fā)布的iPhone 6中就新加入了氣壓計(jì),其功能并不僅僅用在測(cè)量海拔,由于API的開放,氣壓計(jì)可以在穿戴領(lǐng)域或者健康醫(yī)療方面有更多的利用價(jià)值,應(yīng)用在例如iHeath、S健康等App中。
 
總結(jié):傳感器讓智能手機(jī)感知生活
 
不可否認(rèn)的是,手機(jī)的發(fā)展已進(jìn)入到一定的瓶頸期,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們除了外觀不同之外,手機(jī)在功能體驗(yàn)上幾乎很難看到差別。對(duì)于這種現(xiàn)狀,隱性元素傳感器的作用在未來(lái)會(huì)進(jìn)一步被凸顯,它的存在可以讓智能手機(jī)像人體一樣感知周圍的環(huán)境,不再被動(dòng)式的執(zhí)行系統(tǒng)命令??梢灶A(yù)想到的是,未來(lái)智能手機(jī)的運(yùn)算方式將不會(huì)僅僅局限在記錄存儲(chǔ),而更多是運(yùn)算和分析,通過(guò)傳感器為用戶提供更有針對(duì)性的建議。
 
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