如今，手機(jī)似乎已經(jīng)成為現(xiàn)代人的萬(wàn)能工具，導(dǎo)航、計(jì)步、游戲等等。實(shí)現(xiàn)這些功能，其實(shí)都是因?yàn)樗鼈冄b了一系列的傳感器，華為Mate 20有10種傳感器，蘋果iPhone XS裝有6類傳感器......這就來(lái)說(shuō)說(shuō)那些每天陪伴我們的手機(jī)傳感器。

1. 光線傳感器

說(shuō)到手機(jī)中的傳感器，首先要說(shuō)的就是光線傳感器，它就好比手機(jī)的眼睛。我們?nèi)祟惖难劬梢栽诓煌饩€的環(huán)境下，調(diào)整進(jìn)入眼睛的光線。而光線傳感器則可以讓手機(jī)感測(cè)環(huán)境光線的強(qiáng)度，用來(lái)調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕的亮度。

原理：

光敏三極管，接受外界光線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱不等的電流，從而感知環(huán)境光亮度。

應(yīng)用：

通常用于調(diào)節(jié)屏幕自動(dòng)背光的亮度，白天提高屏幕亮度，夜晚降低屏幕亮度，使得屏幕看得更清楚，同時(shí)不刺眼；

可用于拍照時(shí)調(diào)節(jié)自動(dòng)白平衡；

用光線傳感器來(lái)協(xié)助調(diào)整屏幕亮度，能進(jìn)一步達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命的作用；

光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來(lái)偵測(cè)手機(jī)是否被放置在口袋中，以防止誤觸。

產(chǎn)品代表：

ST （意法半導(dǎo)體）——OPT3007

超薄環(huán)境光傳感器，傳感器的精密光譜響應(yīng)與人眼的明視響應(yīng)高度匹配。

應(yīng)用手機(jī)：

蘋果iPhone XR、vivo X23、華為Mate 20、三星GALAXY Note 9等。

2. 距離傳感器

光線傳感器和距離傳感器一般都是放在一起，位于手機(jī)屏幕聽筒周圍。這樣就存在一個(gè)問(wèn)題，手機(jī)屏幕上方開太多洞或黑色長(zhǎng)條不太好看，各大手機(jī)廠商都一直在想方設(shè)法減少開孔或者隱藏開孔。

原理：

紅外LED燈發(fā)射紅外線，被物體反射后，紅外探測(cè)器通過(guò)接收到紅外線的強(qiáng)度，測(cè)定距離。距離傳感器同時(shí)擁有發(fā)射和接受裝置，一般體積較大。

應(yīng)用：

檢測(cè)手機(jī)是否貼在耳朵上正在打電話，以便自動(dòng)關(guān)閉屏幕達(dá)到省電的目的；

也可用于皮套、口袋模式下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)解鎖與鎖屏動(dòng)作。

產(chǎn)品代表：

TAOS——TMD2772

主要由紅外發(fā)射、光線接收、模數(shù)轉(zhuǎn)化、I2C接口等幾部分組成。

應(yīng)用手機(jī)：

華為Mate 20、蘋果iPhone XR、一加6T等。

3.重力傳感器

原理：

利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起，通過(guò)正交兩個(gè)方向產(chǎn)生的電壓大小，來(lái)計(jì)算出水平方向。

應(yīng)用：

手機(jī)橫豎屏智能切換；

拍攝照片方向；

重力感應(yīng)類游戲，例如平衡球、賽車游戲等。

產(chǎn)品代表：

蘋果研發(fā)的重力感應(yīng)設(shè)備。

應(yīng)用手機(jī)：

榮耀Magic 2、三星GALAXY Note 9、魅族16th等。

4. 加速度傳感器

原理：

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。功耗更小，但是精度低。

應(yīng)用：

計(jì)步，加速度傳感器可以檢測(cè)交流信號(hào)以及物體的振動(dòng)。人在走動(dòng)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動(dòng)，而加速度傳感器可以檢測(cè)振動(dòng)的過(guò)零點(diǎn)，從而計(jì)算出人所走的步或跑步所走的步數(shù)，從而計(jì)算出人所移動(dòng)的位移，并且利用一定的公式可以計(jì)算出卡路里的消耗；

日常應(yīng)用中的一些甩動(dòng)切歌、翻轉(zhuǎn)靜音等。

應(yīng)用手機(jī)：

蘋果iPhone XR、一加6T、小米MIX 3、蘋果iPhone XS等。

5. 磁場(chǎng)傳感器

原理：

各向異性磁致電阻材料，感受到微弱的磁場(chǎng)變化時(shí)會(huì)導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化，所以手機(jī)要旋轉(zhuǎn)或晃動(dòng)幾下才能準(zhǔn)確指示方向。

應(yīng)用：

指南針、地圖導(dǎo)航方向、金屬探測(cè)器APP。

應(yīng)用手機(jī)：OPPO R17等。

6. 陀螺儀

原理：

角動(dòng)量守恒，一個(gè)正在高速旋轉(zhuǎn)的物體(陀螺)，它的旋轉(zhuǎn)軸沒有受到外力影響時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸的指向是不會(huì)有任何改變的。陀螺儀就是以這個(gè)原理作為依據(jù)，用它來(lái)保持一定的方向。一般手機(jī)里標(biāo)配的是三軸陀螺儀，可追蹤6個(gè)方向的位移變化。

應(yīng)用：

一些射擊或賽車游戲；

3D拍照、全景導(dǎo)航等。

產(chǎn)品代表：

NXP（恩智浦）——FXAS21002C

3軸數(shù)字陀螺儀，適用于游戲控制器、電子羅盤穩(wěn)定、增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)控制等應(yīng)用。

應(yīng)用手機(jī)：

華為Mate 20、OPPO R17、vivo X23、蘋果iPhone XR等。

7. GPS

原理：

手機(jī)GPS模塊通過(guò)天線接收GPS衛(wèi)星傳送的信息。模塊中的芯片根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為起算數(shù)據(jù)，根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射坐標(biāo)的時(shí)間戳與接收時(shí)的時(shí)間差計(jì)算出衛(wèi)星與手機(jī)的距離，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

應(yīng)用：地圖、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)距。

產(chǎn)品代表：

Fastrax——UP501

可以在惡劣條件下進(jìn)行高性能的導(dǎo)航，甚至在較低的GPS衛(wèi)星可見度環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的定位。

應(yīng)用手機(jī)：榮耀Magic 2、魅族16th等。

8. 指紋傳感器

目前，電容式指紋識(shí)別和超聲波指紋識(shí)別應(yīng)用比較廣泛。

電容指紋傳感器原理：

手指構(gòu)成電容的一極，另一極是硅晶片陣列，通過(guò)人體帶有的微電場(chǎng)與電容傳感器間形成微電流，指紋的波峰波谷與感應(yīng)器之間的距離形成電容高低差，從而描繪出指紋圖像。

超聲波指紋傳感器原理：

利用超聲波，直接掃描并測(cè)繪指紋紋理。超聲波獲得的指紋是3D立體的，而電容指紋是2D平面的。超聲波不僅識(shí)別速度更快、而且不受汗水油污的干擾、指紋細(xì)節(jié)更豐富難以破解。

應(yīng)用：加密、解鎖、支付等。

產(chǎn)品代表：

新思科技——Clear ID FS9500

僅有1.55mm，能夠直接放置在柔性屏幕下邊或直接集成在屏幕中。

應(yīng)用手機(jī)：

華為Mate 20、三星GALAXY Note 9、小米MIX 3、OPPO R17 等。

9. 霍爾感應(yīng)器

原理：霍爾磁電效應(yīng)，當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)位于磁場(chǎng)中的導(dǎo)體的時(shí)候，磁場(chǎng)會(huì)對(duì)導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個(gè)垂直于電子運(yùn)動(dòng)方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差。

應(yīng)用：自動(dòng)解鎖、自動(dòng)鎖屏等。

應(yīng)用手機(jī)：

榮耀Magic 2、魅族16th、華為Mate 20等。

10. 氣壓傳感器

原理：

分為變?nèi)菔交蜃冏枋綒鈮簜鞲衅?，將薄膜與變阻器或電容連接起來(lái)，氣壓變化導(dǎo)致電阻或電容的數(shù)值發(fā)生變化，從而獲得氣壓數(shù)據(jù)。

應(yīng)用：

GPS計(jì)算海拔會(huì)有十米左右的誤差，氣壓傳感器主要用于修正海拔誤差(將至1米左右)，當(dāng)然也能用來(lái)輔助GPS定位立交橋或樓層位置。

應(yīng)用手機(jī)：

華為Mate 20、蘋果iPhone XR、蘋果iPhone XS等。

傳感器市場(chǎng)創(chuàng)新不斷

智能手機(jī)的技術(shù)正在飛速更新，很大程度取決于手機(jī)中的傳感器技術(shù)的創(chuàng)新突破。除了以上傳感器，紫外線傳感器、心率傳感器、血氧傳感器等也廣泛應(yīng)用于當(dāng)下的熱門手機(jī)中。

例如，在近年新發(fā)布的手機(jī)中，很多內(nèi)置了面部識(shí)別傳感器。面部識(shí)別比指紋識(shí)別復(fù)雜的多，它由成像模塊、照明模塊等組成，可以通過(guò)內(nèi)置攝像頭掃描用戶的面部特征，實(shí)現(xiàn)安全、解鎖等功能。在手機(jī)運(yùn)動(dòng)探測(cè)器中，配合心率傳感器、血氧傳感器等，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的健康狀況。

在傳感器的工藝上，傳感器集成度會(huì)越來(lái)越高，越高的集成度給傳感器的拓展留下了更多的可能，而且大大節(jié)約了設(shè)備空間，這更有利于移動(dòng)設(shè)備朝向輕便化的發(fā)展。

未來(lái)，手機(jī)對(duì)用戶的感知會(huì)更加精準(zhǔn)，傳感器的種類將遠(yuǎn)不止這些。

傳感器或?yàn)樾姑苷撸?/p>

傳感技術(shù)的發(fā)展為智能手機(jī)帶來(lái)了更加有趣的體驗(yàn)，但同時(shí)也讓這些傳感器成為泄露信息者。

看似意義不大的數(shù)據(jù)，例如氣壓計(jì)讀數(shù)的微小變化，也能暴露你的海拔，即位于建筑的第幾層。再比如，運(yùn)動(dòng)傳感器同樣可以描繪出使用者的行程，一次旅程產(chǎn)生的潛在移動(dòng)數(shù)據(jù)和更短的、急速的運(yùn)動(dòng)，一些應(yīng)用程序可以從加速度傳感器中抓取信息，得到線路數(shù)據(jù)。

手機(jī)傳感器不僅為那些兜售竊密軟件的網(wǎng)絡(luò)犯罪分子提供窺探隱私的機(jī)會(huì)。合法的應(yīng)用程序通常會(huì)收集用戶信息，例如搜索引擎和應(yīng)用下載的記錄，然后賣給廣告商或其他第三方。而第三方可以利用這些信息了解用戶生活的各個(gè)方面。

安全與便利如何權(quán)衡？避免隱私泄露、減少應(yīng)用程序收集傳感器數(shù)據(jù)，成為手機(jī)安全急需解決的問(wèn)題。

全球物聯(lián)網(wǎng)觀察整理

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