3352
哈喽，大家好，我是程序员秘书LittleG。
前言
手机对我们来说是再常见不过的东西了，如果将手机比喻成一个人，传感器就是眼睛(视觉)、皮肤(触觉)、耳朵(听觉)、甚至是鼻子(嗅觉)、嘴巴(味觉)等等；当然现在市面上的手机还没有嗅觉和味觉，但可以做一个大胆的假设，相信随着AI大模型逐渐终端化，以后的手机将会变得更加智能，拥有味觉和嗅觉是迟早得事情了。
到时在家里或者随时随地就可以拥有享受5D影院的观感体验，想想就美！
回到现实，说说你还在玩摇一摇吗？每天都在看自己走了多少步吗？当你手机贴着耳朵接听电话时，有注意到手机屏幕就自己灭屏防误触了吗？平时有使用过手机里的指南针吗？手机拍照有防抖功能吗？玩和平精英、玩飞车时追求精准细致控制体验吗？这些功能都无一例外，用到了特定的传感器。
正文
传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件，通常由敏感元件和转换元件组成。国际电工委员会（IEC:International Electrotechnical Committee）的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。下面看看手机中常见常用的几种传感器：
1> Accelerometer(G-sensor)
重力传感器，又称加速度传感器，用于获取设备加速度信息，包括x（屏幕水平方向）、y（垂直屏幕水平方向）、z（垂直屏幕平面方向）三个方向的加速度信息。主要的供应商有ST，Bosch，Freescale，ADI，美新等；
使用场景有：摇一摇，步数统计，报警系统，速度感应系统等；
例如微信的摇一摇，当你在摇晃手机的时候，上下左右都会产生一个相应的值，当这个值大于某一个值的时候，就可以确定是在摇晃手机了，这时就会做出响应；
再如，个别高端笔记本也内置有G-sensor，在感知发生剧烈加速度时（如开始跌落），会立即使硬盘的磁头归位，使盘体和磁头分离，避免在读写磁盘操作的时候受到冲击，防止硬盘受到损害。
Accelerometer一般使用方法：初始化 Accelerometer得到 Accelerometer 的读数将 Accelerometer 的读数转化成倾斜角度
2> Magnetometer(M-sensor)
地磁仪，又称地磁传感器，用于测量地磁场强度和方向的仪器的统称。主要的供应商有AKM，Yamaha，ST，QST，爱盛等；
如手机中指南针APP就是用这个识别东南西北方向的。
再如地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成检测。比如当驾驶员把车辆停在车位上，地磁传感器能自动感应车辆的到来并开始计时；等车辆要离开时，传感器会自动把停车时间传送到中转站或服务器进行计费。针对开放式停车场，就不再需要人工跑来跑去，计费和收费了。
G-sensor是感应芯片在三个方向（通常是）上的重力加速度；手机里的重力球用的就是这个技术，一般用来做手机屏幕旋转检测。M-sensor是感受磁场的传感器，一般用来做手机中指南针的开发。如果是Motion sensor的简称的话，基本上指的是和g-sensor一样的东西。
3> Gyroscope
陀螺仪，又称角速度传感器，用于检测设备在X、Y、Z轴上所旋转的角速度，是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。可以用于检测设备的持握方式。也可以和手机里的摄像头配合使用，在我们按下快门时，陀螺仪可以测量出手机翻转的角度，将手抖产生的偏差反馈给图像处理器，用计算出的结果控制补偿镜片组，对镜头的抖动方向以及位移做出补偿，实现更清晰的拍照效果。还有支撑如赛车类追求细致控制的游戏体验；主要的供应商有Invensesne，ST，Bosch，Panasonic等；
4> Barometer/Pressure
气压传感器能通过气压测量，判断当前位置的海拔/高度，能协助提高 GPS 定位的精度。主要的供应商有Bosch，Sensata，Infineon，Denso等。
比如，当你在一个大型商城里面溜达，在理想状态下，记录你平时消费习惯的app就可以精确的知道你正在几楼，给你推送离这一层离你最近的厕所位置、及你可能有冲动要消费的店面；
再比如，你和家人或孩子走散在了一个陌生环境，不同的楼层或地下室，如果开启位置共享，从地图上看，可能只能看到在同一个平面互相移动，但就是互相找不见对方，有了气压检测，如果就可以准确知道具体在哪一层位置了，位置共享变得更加清晰看见。
5> Ambient Light
Ambient Light Sensor(ALS，环境光传感器) ，能感知设备周围光线情况。比如手机可以通过利用光线传感器的数据，自动调节显示屏亮度；当你从一个明亮环境走到一个黑暗环境时，手机会自动调低亮度，让屏幕不再光亮刺眼；当你从一个黑暗环境走到一个明亮环境时，手机会自动调高亮度，以便比如在太阳光下也能看清屏幕内容。这个就叫做手机的自动亮度功能，它一方面保证了手机在不同环境中的屏幕使用体验，一方面也节省了屏幕对电池电量的损耗，一定程度增长了待机时间。
另外，还有色彩传感器 (Color Light Sensor ，CLS)属于更高阶的ALS，不仅能感测光的强与弱，还可把红、蓝、绿光的强度分别感测出来，进而自动调整屏幕背光，呈现的最佳色温亮度，降低对人眼刺激，达到最佳平衡，特别适合对屏幕色彩显示及智能照明等有高质量要求的应用。
6> Proximity
Proximity Sensor（PS，接近传感器），距离传感器由一个红外线发射器和红外线监测器构成。对于手机，距离传感器位于听筒附近的主要原因是，当手机靠近耳朵时，系统通过距离传感器可以知道用户在通电话，然后会关闭显示屏，防止误触影响通话或产生误操作。距离传感器利用“飞行时间法”的原理来检测与物体之间距离，它通过发射特别短的光脉冲，由被物体反射回来的时间计算而得。
具体原理：当没有物体遮挡时，红外线监测器监测到的是Ambient light(环境光)及Crosstalk(串扰)光线中的红外线。如果结构做得好，Ambient light 和 Crosstalk 造成的背景噪声 a 是很小的。当有物体遮挡时，红外线发射器发射的红外脉冲，遇到物体折射到红外线监测器，监测器接收到的红外线会比没遮挡时明显增大。
为了监测物体的接近和离开，需要确定两个门限值ps_threshold_low & ps_threshold_high，红外线监测器检测的红外线值为ps，当ps_threshold_low <= ps <= ps_threshold_high,proximity sensor不会产生中断，当ps < ps_threshold_low 表示远离(farway)行为，proximity sensor产生中断告诉上层远离事件产生，当ps > ps_threshold_high 表示接近(close)行为，proximity sensor产生中断告诉上层远接近事件产生。
此外，手机中可能还有如下传感器：
心率传感器（Heart Rate Sensor）检测你的睡眠质量如何？心率是否正常？就是依赖于它检测心率。
温度传感器（Temperature Sensor）手机玩到发烫？担心是否会有意外？通常手机内部都有温度传感器检测电池温度、CPU温度或其他关键器件温度，并配有相应的控制策略。
体温传感器（Body Temperature Sensor） 比如口罩时，市场上已经有手机支持检测体温，专门应对特殊时期的测温需求。
后面有时间了再研究研究他们的工作原理。
总结：
如果你是一个对手机玩游戏、日常使用体验、有极致追求的人，在购买手机时除了看CPU、GPU、RAM、ROM配置，最好也关注看下各类传感器配置情况，比如型号，参数配置水平如何等。不过，世界上没有完美的人，也没有完美的手机，结合自己的经济能力，选择适合自己的产品就好。
下期见~
下载ECAD模型
