如今，手機似乎已經(jīng)成為現(xiàn)代人的萬能工具，導(dǎo)航、計步、游戲等等。實現(xiàn)這些功能，其實都是因為它們裝了一系列的傳感器，華為Mate 20有10種傳感器，蘋果iPhone XS裝有6類傳感器......這就來說說那些每天陪伴我們的手機傳感器。

1. 光線傳感器

說到手機中的傳感器，首先要說的就是光線傳感器，它就好比手機的眼睛。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感測環(huán)境光線的強度，用來調(diào)節(jié)手機屏幕的亮度。

原理：

光敏三極管，接受外界光線時，會產(chǎn)生強弱不等的電流，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，同時不刺眼；

可用于拍照時調(diào)節(jié)自動白平衡；

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

光線傳感器也可搭配其他傳感器一同來偵測手機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：

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，位于手機屏幕聽筒周圍。這樣就存在一個問題，手機屏幕上方開太多洞或黑色長條不太好看，各大手機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，紅外探測器通過接收到紅外線的強度，測定距離。距離傳感器同時擁有發(fā)射和接受裝置，一般體積較大。

應(yīng)用：

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

也可用于皮套、口袋模式下自動實現(xiàn)解鎖與鎖屏動作。

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：

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)實現(xiàn)，傳感器內(nèi)部一塊重物和壓電片整合在一起，通過正交兩個方向產(chǎn)生的電壓大小，來計算出水平方向。

應(yīng)用：

手機橫豎屏智能切換；

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：

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維度測算的，主要測算一些瞬時加速或減速的動作。功耗更小，但是精度低。

應(yīng)用：

計步，加速度傳感器可以檢測交流信號以及物體的振動。人在走動的時候會產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動，而加速度傳感器可以檢測振動的過零點，從而計算出人所走的步或跑步所走的步數(shù)，從而計算出人所移動的位移，并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗；

日常應(yīng)用中的一些甩動切歌、翻轉(zhuǎn)靜音等。

應(yīng)用手機：

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

5. 磁場傳感器

原理：

各向異性磁致電阻材料，感受到微弱的磁場變化時會導(dǎo)致自身電阻產(chǎn)生變化，所以手機要旋轉(zhuǎn)或晃動幾下才能準(zhǔn)確指示方向。

應(yīng)用：

指南針、地圖導(dǎo)航方向、金屬探測器APP。

應(yīng)用手機：OPPO R17等。

6. 陀螺儀

原理：

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

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、增強運動控制等應(yīng)用。

應(yīng)用手機：

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

7. GPS

原理：

手機GPS模塊通過天線接收GPS衛(wèi)星傳送的信息。模塊中的芯片根據(jù)高速運動的衛(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)的時間戳與接收時的時間差計算出衛(wèi)星與手機的距離，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置坐標(biāo)。

應(yīng)用：地圖、導(dǎo)航、測速、測距。

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)境下實現(xiàn)穩(wěn)定的定位。

應(yīng)用手機：榮耀Magic 2、魅族16th等。

8. 指紋傳感器

目前，電容式指紋識別和超聲波指紋識別應(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，通過人體帶有的微電場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：

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)電流通過一個位于磁場中的導(dǎo)體的時候，磁場會對導(dǎo)體中的電子產(chǎn)生一個垂直于電子運動方向上的的作用力，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢差。

應(yīng)用：自動解鎖、自動鎖屏等。

應(yīng)用手機：

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

應(yīng)用手機：

華為Mate 20、蘋果iPhone XR、蘋果iPhone XS等。

傳感器市場創(chuàng)新不斷

智能手機的技術(shù)正在飛速更新，很大程度取決于手機中的傳感器技術(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)下的熱門手機中。

例如，在近年新發(fā)布的手機中，很多內(nèi)置了面部識別傳感器。面部識別比指紋識別復(fù)雜的多，它由成像模塊、照明模塊等組成，可以通過內(nèi)置攝像頭掃描用戶的面部特征，實現(xiàn)安全、解鎖等功能。在手機運動探測器中，配合心率傳感器、血氧傳感器等，可以實時監(jiān)控用戶的健康狀況。

在傳感器的工藝上，傳感器集成度會越來越高，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，這更有利于移動設(shè)備朝向輕便化的發(fā)展。

未來，手機對用戶的感知會更加精準(zhǔn)，傳感器的種類將遠(yuǎn)不止這些。

傳感器或為泄密者？

傳感技術(shù)的發(fā)展為智能手機帶來了更加有趣的體驗，但同時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，運動傳感器同樣可以描繪出使用者的行程，一次旅程產(chǎn)生的潛在移動數(shù)據(jù)和更短的、急速的運動，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會。合法的應(yīng)用程序通常會收集用戶信息，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)，成為手機安全急需解決的問題。

全球物聯(lián)網(wǎng)觀察整理

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