那一年，数码产品中的传感器！

痞子蔡 · 发表于 2013-5-5 19:15:30

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随着近几年国内外移动网络的快速发展，平板和手机这样的移动设备发展在近几年也呈现出井喷式的趋势。这些移动数码产品除了在硬件性能方面提升非常迅速以外，在特色功能与用户体验方面，也较之前有了革命性的变化。
　　如果说手机与平板这些设备硬件性能的提升归功于处理器，那么该类产品为我们提供革命性变化的用户体验又究竟归结于什么呢？答案可能你已经猜到了，那就是它们内部的各种传感器。那么现在手机与平板的传感器究竟有多少呢？这些传感器究竟有什么样的功能?又能为我们的在使用手机与平板带来哪些奇妙的体验呢？这些就是今天这篇文章需要向大家来介绍的。
　　一．目前手机与平板中最常见的传感器介绍
　　在第一阶段的介绍中，我们首先来看一下手机与平板电脑中最为常见的传感器。这些传感器也是手机与平板中应用最为广泛的。下面就让我们从手机和平板电脑上的重力感应器开始说起。
　　1. 重力感应器：
　　重力感应器开始的应用是在苹果iPhone手机上面，在此之前手机和平板就没有被配过此类的传感器。重力感应器当时最主要的应用就是方便用户切换手机横屏与竖屏，当年在后期重力感应器也被赋予了更多的功能与应用扩展。
　　手机与平板的重力感应器也被称为加速度感应器，这种感应器可以检测到手机加速度的大小与方向。这种感应器是原理就是利用压电效应来实现，当一个重力块因为重力原因改变方向，重力块下面的压电晶体接收到了电阻的变化，由此来判断重力的方向。这种传感器比较类似于我们熟知的水平仪，空气泡相当于重力块，气泡底部为压电晶体。只不过手机或平板上的压重模块和压电晶体非常小，但是大体上的原理是一样的。
　　重力感应器应用场景：
　　（1）屏幕横竖屏切换：首先重力感应器最早的应用就是触摸屏横竖屏幕的切换，在早期触摸屏手机没有配备重力感应器的时候，我们就需要手动来切换手机的横竖屏，操作起来很麻烦而且很频繁。
　所以在配备重力感应器后我们就不需要手机来去切换手机的屏幕问题了，只需要转动手机来实现。
　　（2）游戏应用：对于触摸屏手机和平板来说，实体按键的减少对我们操作一些动作和赛车类游戏来说非常困难。这些设备配备了重力感应器以后，我们可以利用重力来确定手机的左右方向，可以减少实体按键的使用。此外，该类感应器在游戏模拟应用方面也比较出色，增加了游戏的乐趣。
　　（3）信息接收；重力感应器在后期也有简化信息接受方式的用途，比如说我们摇一摇手机就可以直接查看消息，还比如微信这类的社交应用，摇一摇就可以搜索到不同的用户，实际上可以拉近用户之间交流的距离感。
　　2. 陀螺仪
　　陀螺仪又叫角速度传感器，不同于加速度计（G-sensor），它的测量物理量是偏转、倾斜时的转动角速度。在手机或平板上，仅用加速度计没办法测量或重构出完整的3D动作，是测不到转动的动作的。因此，加速度计（G-sensor）只能检测轴向的线性动作。但陀螺仪则可以对转动、偏转的动作做很好的测量。这样，就可以精确分析判断出使用者的实际动作，从而根据动作，对手机或平板做相应的操作。
　　如果简单的理解，陀螺仪就是重力传感器的升级版，重力感应只可以识别左右，而陀螺仪则可以实现上下左右前后全方位识别。陀螺仪的应用早起主要用于飞机航天等这些设备上，后期由于陀螺仪的微型化可以用以手机或平板这样小巧的设备上，对体验的提升有着非常重要的作用。
　　陀螺仪应用场景：
　　（1）游戏与3D应用程序：首先在游戏的应用场景中，像第一人称设计游戏和飞行类游戏，就可以利用陀螺仪的多方位指向性来控制游戏，以进一步简化了游戏的操作。
　　（2）拍照应用：由于陀螺仪的具有更多方向上的感应，对于手机拍照的体验也有相当大的提升。第一点就是手机摄像头防抖功能的加入，陀螺仪能够感知震动并将这些震动信息传达到设备的处理器上，从而帮助用户拍摄更清晰的照片。
　　另外还有全景拍摄，比如iPhone上iOS6系统全景拍摄功能，就是利用陀螺仪定位手机位置，从而简化了全景拍摄方式，也能根据手机位置合成更好的全景照片。
　　（3）惯性导航：由于陀螺仪最先利用在飞机等设备上，陀螺仪这种设备可以为飞机这样的航空设备提供导航功能。而陀螺仪也可以为手机或平板提供辅助导航，比如说汽车进入山洞后失去了GPS信号，导航软件就会利用陀螺仪的方向指向作用，来为手机提供持续的导航。除此之外室内导航等应用也是利用陀螺仪指向性的原理来进行。
　　3. 光线感应器
　　光线感应器也叫做亮度感应器，英文名称为Light-Sensor，很多平板电脑和手机都配备了该感应器。一般位于设备屏幕上方，它能根据手持设备目前所处的光线亮度，自动调节手持设备屏幕亮度，给使用者带来最佳的视觉效果。例如在黑暗的环境下，手持设备屏幕背光灯就会自动变暗，否则很刺眼。
　　光电感应器是由两个组件即投光器及受光器所组成，利用投光器将光线由透镜将其聚焦，经传输至受光器透镜到达接收感应器。最后，感应器将收到的光线讯号转变成电器信号，此电信讯号更可进一步作各种不同的开关及控制动作。
　　光线感应器应用场景：
　　光线感应器的作用主要是针对节省手机屏幕不必要的耗电与保护人眼来进行设计的。这个传感器对于使用过安卓智能手机平板与iOS手机与平板的用户肯定会相当了解，在这里我们就不对光线感应器的应用场景做太深入的介绍了。
　　4. 近距离感应器
　　近距离感应器主要作用是当用户在接电话时手机会自动关闭屏幕，除了能够节省不必要的电量浪费以外，还可以减少在接电话时的误操作。近距离感应器是原理就是近距离感应器发射一束红外光线，通过红外光线反射来测试物体之间的距离。不过，像手机中的距离感应器非常短只有几厘米而已。
　　近距离应用场景：
　　除了能够在接电话时候关闭屏幕以外，近距离感应器可以利用其他感应器实现翻转手机静音和锁屏与解锁操作。不过此类操作会长时间打开手机的近距离感应器并没有起到什么省电作用，只是方便用户来操作手机。
　　5.温度传感器
　　温度传感器在早期的手机中就已经出现，它可以检测手机电池和处理器温度变化情况。目前的智能手机中拥有更多的温度传感器，用于检测手机的工作情况，控制手机发热程度，如果手机发热过大，处理器可以降频达到手机降温的目的。随着Windows 8、Android 4.0增加了对于温湿度传感器的API支持，相关的第三方应用开发者将可以在此基础上开发大量的应用软件。
　　温度传感器场景应用：针对温度传感器的应用，除了一些常规的手机硬件测试以外，一些厂商针对农村市场也推出了可以显示温湿度的手机，可以帮助农民更便捷地了解气候变化。此外，一些针对老人的手持设备中也加入温湿度传感器，提醒他们及时补充水分和调节空间温湿度。
　　二．主流移动设备中的传感器：
　　以上我们介绍了手机与平板电脑会配备的一些基本的传感器，而对于一些中高级手机与平板电脑当然为了用户体验的提升，也会配备更为高级的传感器。那么这些传感器究竟有哪些？在日常使用上会给我们带来哪些使用体验上的提升。
　　1. 位置传感器：
　　位置传感器最普通的理解就是GPS。说到GPS大家都太了解了，不就是为我们提供位置信息的设备吗？目前几百块钱的手机也有这种功能，为什么我们会把这类传感器归结到了中高端手机的传感器中了呢？
　　在早期的智能手机中，能够定位和配备GPS一直是判断是不是高端手机的一个重要标准之一。而目前几百块钱的手机当然也会配备GPS，对于这种位置传感器当然也会有一定的进化。在目前的中高端手机中，位置传感器已经升级为了A-GPS和格洛纳斯这类位置传感器。在A-GPS中除了利用GPS信号定位外，还可以利用移动网络来辅助定位和确定GPS卫星的位置，提高了定位速度和效率，在很短的时间内就可以快速的定位手机。而格洛纳斯则是定位卫星网络另外一个版本，就是说当手机无法接受不到GPS信号时，可以利用格洛纳斯来定位手机的位置。当然目前高端手机两个标准都会支持可以同时工作，除了能够快速定位外，对于定位稳定性上也有比较大的提升。
　　位置传感器应用场景：
　　（1）地图定位与应用程序定位：可以利用位置信息查看自己所处的位置，利用地图来进行导航这是最简单的功能。而目前的应用程序也具有获取位置的能力，比如说我们熟知的美食软件，可以查询附近的美食等等。社交软件可以利用位置信息来查看附近的人，结交一些相同兴趣的人，当然也容易被不法分子利用。此外，拍照时候也可以定位拍照时的位置，制作拍照地图和制作旅游足迹等等。
　　（2）丢失设备寻找：在目前中高端手机或平板都会配备寻找功能。
　　这项功能除了有防盗功能以外，还可以确定你的设备放在哪里，比如说查看是不是遗忘在家里面或者其他地方。
　　（3）查岗：这个不过多介绍了，相信知道的人一定会知道。
　　2.磁力感应器：
　　手机与平板的磁力感应器一共有两种传感器，我们在这里把这两种磁力传感器归为一类来介绍。首先，地球磁力感应器也就是我们熟知的罗盘，可以确定东西南北作为定位辅助设备存在，也可以单独存在。在初次使用时，往往我们都会看到屏幕中提示要让我们手动将设备按照“倒八字”方向移动，以便让其中的传感器更加准确的对方位进行确定。
　　另外，磁力感应器这类传感器主要用于屏幕锁屏操作来使用，比如说iPad上的Smart Cover和黑莓手机的保护套，均使用了该类磁力感应器。因此，该类传感器简单、方便、易用的特点，让其成为了目前主流中高端移动设备的标准配置。
　　磁力感应器应用场景：这类磁力感应器应用场景比较单一，目前来看我们最熟悉的还是在设备的锁屏方面。
　　2. 气压传感器：
　　在目前的中高端移动设备中均配备了气压传感器。这种气压传感器也分为两部分，一部分为外部气压传感器，另一部分为内部气压传感器。外部气压传感器就是检测我们生活场景中的大气压力，利用大气压的变化来检测我们所处的高度。当然这个也是作为位置传感器辅助存在的。除此之外如果经常户外的人肯定知道，利用气压降低和升高来确定短时间的天气变化。不过可惜，目前这种软件市场中还没有出现。
　　除了设备外部气压传感器，一些三防手机等还有内部气压传感器，实时检测内部气压变化，来确定设备的外壳密封情况。
　　气压传感器应用场景：外部气压传感器应用范围较大，例如可以确定我们现在所处的高度。
　　3.NFC近场传感器
　　近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由索尼和飞利浦各自开发成功，主要为手机、平板等手持设备提供M2M(Machine to Machine)的通信。由于拥有极佳的便携性，这类传感器广泛用于便捷支付，比如说乘车与零售店支付，比较像我们使用的地铁或者公交卡等。另外，这种近场传感器也被赋予了更多的用途，比如说两个手机之间的快捷连接和快速信息标记。目前许多平板、手机设备中都设置了此类传感器，可以说算是当前数码设备中的一个热点功能。
　　NFC近场传感器应用场景：1、快捷支付 2、标记信息快速获取 3、数据传输
　　三．近期增加的手机与平板传感器
　　除了以上传感器外，现在手机与平板也增加了一些新的传感器，目前这些传感器应用产品并不是太多，所以接下来仅仅是简单的介绍，不做太多深入的介绍。
　　超灵敏触控传感器
　　超灵敏触控传感器主要作用是辅助电容屏触控使用。由于现在触摸屏手机与平板中的电容屏幕主要是依靠电压的变化，来检测手指在屏幕上的位置。而对于冬天带着手套的用户来说，电容屏就很难检测到细微的电压变化。这类超灵敏触控传感器可以检测到屏幕上的微小电流，使得用户带着手套也可以正常操作手机。
　　据悉，该技术是由电容传感器领域的先锋美国新思科技（Synaptics）提供技术支持，建立在他们全新的ClearPad Series 3电容触摸屏感应技术之上。这样的技术通过自动感应皮肤、戴手套的手指及指甲来做出响应，达到优化触控体验、为用户提供无缝多点触摸的目的。
　　编辑点评：在看过了我们对目前手机、平板类产品中诸多传感器的介绍，你是不是也没有想到，这些我们看似平常的功能原来背后竟然是一个个如此神奇的技术。其实，手机与平板这些传感器最主要的作用还是方便我们使用这些数码设备。随着科技的发展手机与平板的传感器肯定还会继续增多，还会为我们带来更丰富的使用体验，让我们拭目以待吧。

那一年，数码产品中的传感器！

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