传感器在智能手机中的应用及发展趋势

Science&TechnologyVision

科技视界

传感器在智能手机中的应用及发展趋势

齐立萍王栋轩王静一

(

河北农业大学渤海校区

袁

河北沧州

061100)

揖

摘要

铱

伴随着技术的发展

袁

如果手机仅仅作为一种通信工具

袁

已经无法满足当前的需求

袁

人们希望能够

将手机变成功能强大的便携式电子设备

遥

手机被寄予的期望日益增高

袁

人们一直在追求提高手机的智能化

尧

人

性化程度

遥

这种情况下

袁

传感器得到了越来越普遍的应用

遥

本文主要介绍了不同类型的传感器在智能手机中的

应用及其发展趋势

遥

揖

关键词

铱

传感器

曰

智能手机

曰

发展趋势

中图分类号

院J905

文献标识码

院A

文章编号

院2095-2457渊2018冤03-0140-002

Theapplicationanddevelopmenttrendofsensorsinsmartphones

QILi-pingW粤晕郧Dong原xuanW粤晕郧Jing原yi

(BohaicampusofAgriculturalUniversityofHebei,CangzhouHebei061100)

demand,

揖Abstract

andpeople

铱With

want

the

to

development

turnitinto

of

apowerful

technology,ifthemobilephoneismerelyacommunicationtool,itcan'tmeetthecurrent

have

paper

been

揖

mainly

seeking

Keywords

introduces

toimprove

铱Sensor曰Smart

theapplication

theintelligence

phone曰Trends

anddevelopment

and

portable

humanization

electronic

trendof

of

different

mobile

types

phones.

ofsensors

Inthis

in

case,

smart

sensors

phones.

0

引言

判断左右方向

[3]

对于一些数码爱好者而言

袁

他们懂得智能手机的

重力传感器

遥

的优点是可以准确识别手机的受力情

配置参数

袁

如屏幕分辨率

尧

处理器

尧

运行内存等代表着

况

,

它主要用于切换手机横屏和竖屏

,

在一些游戏程序

什么意义

遥

当前科技高速发展

袁

人们致力于提高智能

中

手机的配置

袁

这种提高表现在方方面面

袁

不再仅是拘

2.2

也有所应用

遥

泥于屏幕

尧CPU

等关键参数的提高

袁

而对与用户的互动

物

陀

体

螺

在

仪

旋转过程中其旋转轴的方向不会改变

袁

除

性要求更高

袁

意味着要有很好的体验感

遥

如今

袁

移动设

非受到外界的影响

遥

陀螺仪就是根据这个原理

要要要

用

备的应用软件生态系统持续扩大

袁

传感器在这个过程

旋转物体的旋转轴来保持方向

袁

制造出来的

[4]

中发挥的作用不可小觑

遥

手机里各式传感器的发展一

陀螺仪迅速旋转

袁

首先要使其受力

袁

获得加速度

遥

要

遥

想

陀

让

螺

日千里

袁

在未来

袁

传感器的种类必将更为繁多

袁

功能也

仪旋转的平均速度为每分钟几十万转

袁

故运行时间较

会更为复杂

袁

精确度也会大幅度提升

遥

长

遥

陀螺仪获取旋转轴当前指向的方位后

袁

就会将数

1

传感器的定义

据转化为相应的信息传输给控制系统

遥

陀螺仪内置一

个陀螺

袁

其旋转轴因为陀螺原理一直与初始方向保持

国家标准

GB7665冥87

对传感器下的定义是

院

在规

平行

袁

这样就可以经过计算与初始方向的偏差从而得

定的范围内

袁

能够感受并测量出一系列的物理量

袁

然

到实际方向

遥

陀螺仪作为传感器

袁

被设计成构造精细

后将测量的结果转换成信号传输给控制系统的部件装

的芯片

袁

芯片内含有直径非常小的陀螺

遥

置

袁

一般由敏感元件和转换元件构成

[1]

陀螺仪能测量转动角速度

袁

且是在设备偏转

尧

倾斜

是用于检测的器件

袁

能将检测到的信息

遥

传

按

感

某

器

种

实

规

际

律

上

转

时进行测量

袁

这是和加速度计

渊G-sensor冤

的差异之处

遥

换成电信号等形式进行传输

袁

用于处理

尧

控制

尧

存储等

在移动设备上

袁

加速度计

渊G-sensor冤

不能测量出转动

方面

,

达到自动检测和自动控制的目的

[2]

的动作

袁

更不必提测量或完整构建出

3D

动作了

遥

故加

2

几种典型的传感器

遥

速度计

渊G-sensor冤

一般用于测量简单的二维动作

遥

而

2.1

陀螺仪就可以较为准确的测量出转动

尧

偏转的动作

遥

按照陀螺仪的测量结果

袁

能够准确的判辨用户的现实

重

重

力

力

传

传

感

感

器

器

在智能手机中非常常见

遥

它的原理是

行动

袁

从而对移动设备做出相应的操作

遥

陀螺仪是在

压电效应

,

可以测量出重力

袁

并将该力正交分解

,

即可

重力传感器的基础上构造出来的

袁

这样说的原因在于

作者简介

院

齐立萍

(1991.1要)袁

女

袁

汉族

袁

河北省沧州市人

袁

河北农业大学渤海校区理工学院

袁

硕士研究生

袁

助教

袁

研究方向为机器视

觉与人工智能

遥

140

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重力传感器只能检测两个方位

要要要

左和右

袁

而陀螺仪

则能检测任何方位

遥

陀螺仪最开始主要应用于航空航天等方面

袁

随着

陀螺仪的微型化

袁

使得陀螺仪能够应用在一些移动设

备上

袁

这对提升用户的体验感至关重要

遥

手机里有了

陀螺仪传感器后

袁

就能任意固定住一个方向

袁

不管手

机向着什么方向挪动或歪斜

袁

这个固定的方向是稳定

不变的

遥

比如在部分射击类手游中

袁

射击的靶心是不

会改变的

袁

这样就可以不断改变手机的位置来瞄准靶

心

遥

通过分析判断使用者的动作达到操控游戏的目

的

袁

会有很多创新空间

遥

开发者可以通过陀螺仪检测

全方位

渊3D

范围内

冤

动作的结果

袁

实现对游戏的操作

袁

比如

袁

在游戏中

袁

手机可以当作一个方向盘

袁

使用者上

下

尧

左右地倾斜手机

袁

屏幕上被操控的对象就可以做

上下

尧

左右的动作

遥

由于陀螺仪能够瞬间检测到手机

或平板旋转角度的微小变化

袁

且检测结果十分精准

袁

足够满足一些对分辨率和反应速度要求很高的应用

袁

从而较好的提升用户的体验感

遥

除此之外

袁

陀螺仪还

可以应用于动作感应的

GUI袁

用户稍微倾斜手机

袁

就能

对菜单进行选择

袁

极具人性化

遥

陀螺仪还有一个非常

重要的作用是对拍照进行防抖操作

遥

和相机的光学防

抖

遥

很

在

像

移

袁

动

但

设

陀

备

螺

拍

仪

照

的

的

结

时

构

候

相

袁

对

手

简

在

单

按

袁

下

相

快

当

门

于

的

电

瞬

子

间

防

避

抖

[5]

不了抖动

袁

陀螺仪通过检测抖动的方向和距离

袁

控制

免

手机弥补与抖动方向相反的相同距离的位移

袁

就可以

消除这些抖动

[6]

2.3

遥

距

距

离

离

传

传

感

感

器

器

也是手机中不可或缺的传感器

袁

通常

其集成位置靠近听筒

遥

距离传感器首先会发射光脉

冲

袁

记下此时的时间

曰

然后测量此光脉冲被物体反射

回来的时间

袁

两个时间做差

袁

就可以通过测量时间的

方法来测量距离

[7]

距离传感器主

遥

要应用于两点

院

一

尧

通话过程中

袁

距

离

野

二

黑

传

尧

屏

感

翻转

冶

器

袁

手

防

检

机

止

测

就

用

到用户的面部接近听筒

袁

就会使手机

可

户

以

不

自

小

动

心

挂

触

断

碰

遥

屏幕

袁

并且节约电量

遥

3

传感器的发展趋势

3.1

近

多

几

领

年

域

里

应

袁

用

手机巨头三星在移动设备上增加的功

能不胜枚举

袁

在

GalaxyS4

和

S5

两款旗舰手机上也可

以体现出来

遥

这两款手机都增加了温度和湿度传感

器

袁

通过

SHealth

这个应用就可以知道当前的温度和

湿度

袁

实现让手机来关注周围的境况

遥

在未来

袁

智能手

机既能显示空气质量

袁

还能实时监视污染源或过敏

原

袁

并将这些信息发布到互联网上

袁

提示用户关注气

候的变化

遥

不仅如此

袁

将来的智能手机还可以追踪用

户的心率和监测用户的情绪状态

袁

比如

袁

当你感到焦

灼的时候

袁

设备会自行播放轻松缓和的音乐

遥

著名半

导体厂商飞思卡尔公司总监

IvanKari-mi

曾说过

袁

即

使是一些价格便宜的传感器

袁

也可能实现这一切

遥

在

将来

袁

你的设备会观测你的情感

袁

这就意味着

袁

一个手

机或平板会比你还了解你本身

遥

电信业巨头

AT&T

的老牌技术员

Milosz

表达了自

己对传感器将来发展的主旋律的推测

遥Milosz

在

AT&T

的实验室中承担模块的是移动传感系统和大数据分

析

遥野

将来的移动设备中会涌现出更多的传感器

遥

或许

我们还会拥有

3D

立体摄像头

尧

雷达

尧

声纳等

袁

甚至还

会有某种形式的传感器可以用于医疗上

遥

我们领会到

手机传感器微型化日新月异

袁

我们可以实现的愿望会

日

3.2

渐增

以

电

多

后

子

遥

MEMS

器

冶

件的

器

融

件

合

或许会把一些常用的手机传感器

与

MEMS

应用

系统的

冤

处

袁

整

如

理器集成在一起

袁

成为一个

COM渊Chipon

合

此

性

一

袁

还

来

有

袁

不

利

但

于

缩

开

减

发

了

和

面

应

积

用

袁

遥

节

譬

约

如

成

加

本

速

袁

度

提

计

高

尧

陀螺仪和重力传感器就可以被集成在一起

袁

用其中一

个传感器去弥补另外两个传感器的不足

遥

因此

袁

这三

种传感器并不是互相独立的

袁

而是彼此依靠

遥

三者协

作组合

袁

更充分发挥各自的特性

袁

给用户带来更好的

体验感

遥

当把传感器集成在一起之后

袁

需要有一个

MCU

去

分析这些传感器的数据

袁

在未来的某一天

袁

应该会将

传感器和

MCU

进行整合

袁

这样等同于将传感器的功能

和

MCU

的功能整合到了一起

遥

4

结语

目前在智能手机领域里

袁

各类硬件不仅在性能方

面堆叠

袁

形形色色的功能堆叠也层见迭出

遥

手机里的

大多数新功能都有对应的传感器在支撑

袁

传感器会有

更广阔的用武之地

袁

必将进一步改变我们的生活方

式

遥

咱

揖

参考文献

铱

[

咱

J

员

圆

].

暂

暂

城

杜

王

市

丽

忠

建

君

利

设

.

论

.

传

理

述

论

传

研

感

究

器

(

电

在

子

各

版

个

)

领

,2015

域的

(35

应

)

用

:916

及

-

其

916.

发挥的作用

工程科技学术研

感

讨

器

会

在

论

汽

文

车

集

上

.2006.

的应用

[C].

第三届河南省汽车

咱

[

猿暂

李晋宏

,

李淑伟

.

基于

Ventuz

软件的人机交互

咱

J

源

].

计算机光盘软件与应用

,2014(6):74-

].

75

发

,78.

应用研究

版

)

暂

,2009

劳永

(

新

3):

.

13

从

-

旋

14.

转中体会发明之道

[J

明与创新

(

综合

咱

咱

缘

远

暂

暂

姚远

.

智能

感

手

器

机

在

与

智

传

能

感

手

器

机

[J].

中

新

的

电

应

脑

用

,2011

[J].

(

职

10

大

):38

学

-

报

41.

(6):76

刘

-

为

78

.

,

传

100.

,2013

4

咱

-

苑

4.

暂

孙晶

.

传感器的原理与应用研究

[J].

科技资讯

,2011(21):

Science&TechnologyVision

科技视界

141

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