手机传感器的移动应用

手机内置多种传感器,用于匹配多种操作行为转化最终转化为手机中的精确数字,从而在生活和工作中,更好的帮助到人们。

常见传感器:重力传感器、加速度传感器、光线传感器、距离传感器、电子罗盘、

三轴陀螺仪、指纹传感器、RFID/NFC

1、重力传感器

重力传感器,新型属传感器技术,完成从重力变化到电信号的转换。

赛车游戏,可以不通过按键,将手机平放,左右摇摆就可以代替模拟机游戏的方向左右移动了、手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏(如滚钢珠)

原理:利用压电效应实现,传感器内部一块重物和压电片整合在一起,通过正交两个方向产生的电压大小,来计算出水平方向。

2、加速度传感器

原理:与重力传感器相同,也是压电效应,通过三个维度确定加速度方向,但功耗更小,但精度低。

用途:计步(功能比较简陋,需要三轴陀螺仪提高精确度)、手机摆放位置朝向角度、微信摇一摇。

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。一般位于手持设备屏幕上方,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,来给使用者带来最佳视的觉效果。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。

它的功能是用来感应光线强弱的,然后反馈到手持设备,自动调节屏幕亮度,从而达到省电的目的。

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之聚焦,经传输而至受光器之透镜,再至接收感应器,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,其基本原理即对投光器受光器间之光线做遮蔽之动作所获得的信号加以运用以完成各种自动化控制。

实际应用:手机自带的屏幕亮度调整功能、阅读类APP

4、距离感应器

距离感应器又叫位移传感器,是利用各种元件检测对象物的物理变化量,通过将该变化量换算为距离,来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。根据使用元件不同,分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。距离感应器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中,这样便于它的工作。当用户在接听或拨打电话时,将手机靠近头部,距离感应器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭,拿开时再度点亮背景灯,这样更方便用户操作也更为节省电量

实际应用:微信—聊天界面—语音

软件:程序接口

5、电子罗盘

电子罗盘,也叫数字指南针,是现代人用电子技术制作的利用地磁场来定北极的一种方法。现代利用先进加工工艺生产的磁阻传感器为罗盘的数字化提供了有力的帮助。21世纪初,主要有用磁阻传感器和磁通门加工而成的电子罗盘。虽然GPS在导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用,但由于其信号常被地形、地物遮挡,导致精度大大降低,甚至不能使用。尤其在高楼林立城区和植被茂密的林区,GPS信号的有效性仅为60%。并且在静止的情况下,GPS也无法给出航向信息。为弥补这一不足,可以采用组合导航定向的方法。电子罗盘产品正是为满足用户的此类需求而设计的。它可以对GPS信号进行有效补偿,保证导航定向信息100%有效,即使是在GPS信号失锁后也能正常工作,做到“丢星不丢向”。

6、三轴陀螺仪

陀螺仪有单轴陀螺仪和三轴陀螺仪,单轴的只能测量一个方向的量,也就是一个系统需要三个陀螺仪。而三轴陀螺仪可同时测定6个方向的位置,移动轨迹,加速。所以一个三轴陀螺仪就能替代三个单轴陀螺仪。三轴陀螺仪多用于航海、航天等导航、定位系统,能够精确地确定运动物体的方位。如今也多用于智能手机当中,比如最早采用该技的苹果iPhone 4。

三轴陀螺仪里面有“三轴”即X轴、Y轴、Z轴,围成了立体空间联合检测手机的各种动向。

三轴陀螺仪更多的用途会体现在GPS和游戏效果上,这个功能可以让手机在进入隧道丢失GPS信号的时候,凭借陀螺仪感知的加速度方向和大小继续为用户导航。而三轴陀螺仪将会与iPhone原有的距离感应器、光线感应器、方向感应器结合起来让iPhone 4的人机交互功能达到了一个新的高度。

实际应用:

GPS的惯性导航:当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近,没有GPS讯号时,可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移,从而继续导航。

配合摄像头:防抖、抓拍能力

VR虚拟现实

app:微信运动/计步类APP;游戏类:检测使用者的位移,增强游戏体验

开发者可以通过陀螺仪对动作检测的结果(3D范围内手机的动作),去实现对游戏的操作。比如,把你的手机当作一个方向盘,你的手机屏幕上是一架飞行中的战斗机,只要你上下,左右地倾斜手机,飞机就可以做上下,左右的动作。

7、指纹传感器

目前的主流是电容式指纹识别,但从今年开始识别速度更快识别率更高的超声波指纹识别会逐渐普及。

电容指纹传感器原理:手指构成电容的一极,另一极是硅晶片阵列,通过人体带有的微电场与电容传感器间形成微电流,指纹的波峰波谷与感应器之间的距离形成电容高低差,从而描绘出指纹图像。

超声波指纹传感器原理:超声波多用于测量距离,比如海底地形测绘用的声纳系统。超声波指纹识别的原理也相同,就是直接扫描并测绘指纹纹理,甚至连毛孔都能测绘出来。因此超声波获得的指纹是3D立体的,而电容指纹是2D平面的。超声波不仅识别速度更快、而且不受汗水油污的干扰、指纹细节更丰富难以破解。

用途:加密、解锁、支付……

8、RFID/NFC

NFC是Near Field Communication缩写,即近距离无线通讯技术。是由飞利浦公司发起,由诺基亚、索尼等著名厂商联合主推的一项非接触式识别和无线互联技术。可以在移动设备、消费类电子产品、PC和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。

NFC技术与现在流行蓝牙、WI-FI都是近距离的通信协议,是终端之间可以互联互通。两台具有NFC技术的手机就可以像现在很多具有蓝牙功能手机的一样,可以传输和共享文件。不过NFC的传输距离比较近,只有0-4cm。NFC与RFID有什么关系呢?其实NFC就是现在炙手可热的RFID的一个应用。具有NFC功能的手机有多种工作模式,一是点对点通信,这与蓝牙类似,第二手机可以是一台RFID标签读取器,可以读取13.56MHz(ISO-15693标准)的电子标签,另外手机也可以变成一个电子标签,其它电子标签读取器,可以读取其中的信息,并进行必要的操作。

射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术,又称电子标签、无线射频识别,是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术,是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。(高速公路ETC通道)

工作原理:阅读器发射一定频率的无线电波(磁场)能量,当标签进入磁场后,天线接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag,无源标签或被动标签),或者由标签主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

NFC

手机NFC功能之一

可以读取银行卡这个功能或许很少人知道,简单地操作方法,打开手机的NFC,同样要和银行卡接触,就可以读取银行卡的信息,擦看交易记录,开通快捷支付之类的,可以直接操作,方便快捷的消费和查询。使用提醒,务必保管好自己的手机,做个复杂的密码保护。

手机NFC功能之二

这个功能对于喜欢听音乐的人非常受欢迎,可以快速连接蓝牙音箱:使用这个听音乐的人越来越多,现在的蓝牙音箱也有很多自带NFC,操作方法,只需要打开手机的NFC和蓝牙音箱的NFC对碰下,就可以快速的进行蓝牙连接,畅听自己喜欢的音乐。

手机NFC功能之三

只需一部手机就可以轻松刷地铁公交票:在不少大城市度都已经慢慢有人在使用了,很简单的操作方法,除了你的手机要有NFC功能之外,需要换一张带有NFC的SIM卡,绑定银行卡,就可以在地铁公交上进行手机支付,不用排队买票充卡,随着NFC的发展,我们的生活更加的便捷起来。

手机NFC功能之四

随着网络办公的发展,同事之间传输文件越来越多,简单的操作,把手机NFC功能打开,选择传输的文件图片,两个手机对碰一下,就可以进行信息传输,相片,电话本,视频都可以,对比蓝牙,NFC不需要配对连接,直接对碰就可以,手机对传文件很便捷。

RFID的现实应用

1、高速公路收费及智能交通系统(ETC通道)

2、生产的自动化及过程控制

3、车辆的自动识别以及防盗

4、仓储、配送等物流环节

5、动物跟踪和管理

6、门禁保安

7、防伪

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