Android傳感器【轉】

本文轉載自：http://blog.csdn.net/ffmxnjm/article/details/52101592?locationNum=3&fps=1

傳感器的意義

    事實上，目前智能手機應用軟體生态系統不斷擴充。傳感器除了能增加展現感和使用者互動這些理念性的東西外。遊戲上傳感器的應用也成為新的發展方向。就是體感裝置在遊戲裝置的崛起一樣，傳感器在手機和平闆上的發展會越來越快。現在在遊戲、健康照護、體能訓練以及許多新應用都要用到傳感器。

    由于智慧手機中加入了各種傳感器，使手機也變得越來越智慧化。加速度傳感器回應使用者的互動方式，使得傳統平淡無奇的輸入作業，轉變成類似遊戲的新奇體驗，進而提高使用者使用智慧手機的意願。過去智慧手機比較的重點在于是否擁有加速度傳感器，目前變成比較誰的手機具備了三軸陀螺儀，未來則有更多的新的傳感器的加入。

  下面就列舉下大家比較關注也是常見的幾種傳感器（或者叫感應器）

重力感應器

     手機重力感應技術：利用壓電效應實作，簡單來說是測量内部一片重物(重物和壓電片做成一體)重力正交兩個方向的分力大小，來判定水準方向。通過對力敏感的傳感器，感受手機在變換姿勢時，重心的變化，使手機光标變化位置進而實作選擇的功能。

     手機重力感應指的是手機内置重力搖杆晶片，支援搖晃切換所需的界面和功能，甩歌甩屏，翻轉靜音，甩動切換視訊等，是一種非常具有使用樂趣的功能。

     重力感應器說的簡單點就是，你本來把手機拿在手裡是豎着的，你将它轉90度，橫過來，它的頁面就跟随你的重心自動反應過來，也就是說頁面也轉了90度，極具人性化。現在基本上智能手機都有内置重力感應器，甚至有些非智能手機也有内置。其常見的應用有玩平衡球了，還有橫屏浏覽網頁、看小說之類的了。

根據壓電效應的原理來工作的。所謂的壓電效應就是 “對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還将改變晶體的極化狀态，在晶體内部建立電場，這種由于機械力作用使媒體發生極化的現象稱為正壓電效應”。

它采用彈性敏感元件制成懸臂式位移器，與采用彈性敏感元件制成的儲能彈簧來驅動電觸點，完成從重力變化到電信号的轉換。重力傳感器在手機橫豎的時候螢幕會自動轉，在玩遊戲可以代替上下左右，比如說玩賽車遊戲，可以不通過按鍵，将手機平放，左右搖擺就可以代替模拟機遊戲的方向左右移動了。

重力傳感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶體變形這個特性。由于這個變形會産生電壓，隻要計算出産生電壓和所施加的加速度之間的關系，就可以将加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多其它方法來制作加速度傳感器，比如電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由于加速度産生某個 媒體産生變形，通過測量其變形量并用相關電路轉化成電壓輸出。手機重力感應指的是手機内置重力搖杆晶片，支援搖晃切換所需的界面和功能，甩歌甩屏，翻轉靜音，甩動切換視訊等，是一種非常具有使用樂趣的功能。

加速度傳感器

     加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子裝置。加速力就是當物體在加速過程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個常量，比如g，也可以是變量。是以它的範圍比重力感應器要大，但是一般在手機被提到的加速度感應器時，其實就是指重力感應器，是以兩者可以看做是等價的。

磁傳感器、加速度傳感器和陀螺儀通常稱為慣性傳感器，常用于各種裝置或終端中實作姿态檢測，運動檢測等。這些傳感器提供了各種APP、遊戲、軟體成為有趣的現實。加速度傳感器利用重力加速度，可以用于檢測裝置的傾斜角度，但是它會受到運動加速度的影響，使傾角測量不夠準确，是以通常需利用陀螺儀和磁傳感器補償。 同時磁傳感器測量方位角時，也是利用地磁場，當系統中電流變化或周圍有導磁材料時，以及當裝置傾斜時，測量出的方位角也不準确，這時需要用加速度傳感器(傾角傳感器)和陀螺儀進行補償。而陀螺儀，隻有運動時才輸出角速率，靜态時輸出為0，它也很難單獨地确定裝置的姿态。是以在實際應用中，通常應用三軸磁傳感器、三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀一起确定裝置的姿态，以及實作運動檢測。

方向感應器

手機方向傳感器是指，安裝在手機上用以檢測手機本身處于何種方向狀态的部件，而不是通常了解的指南針的功能。

    手機方向檢測功能可以檢測手機處于正豎、倒豎、左橫、右橫，仰、俯狀态。具有方向檢測功能的手機具有使用更友善、更具人性化的特點。例如，手機旋轉後，螢幕圖像可以自動跟着旋轉并切換長寬比例，文字或菜單也可以同時旋轉，使你閱讀友善。

    這個兩者是不一樣的，方向感應器或者叫應用角速度傳感器比較合适，一般手機的上的方向感應器是感應水準面上的方位角、旋轉角和傾斜角的。這個如果你可能覺得有點理論的話，舉個例子吧。有方向感應器的能很好的玩都市賽車遊戲。而隻有重力感應器也能玩，但是恩，很令人糾結。

三軸陀螺儀

   三軸陀螺儀：即同時測定6個方向的位置，移動軌迹，加速。單軸的隻能測量一個方向的量，也就是一個系統需要三個陀螺儀，而3軸的一個就能替代三個單軸的。3軸的體積小、重量輕、結構簡單、可靠性好，是雷射陀螺的發展趨勢。對于雷射陀螺則更多應用于軍事方面，我們暫且不做讨論。不過我們可以看出iPhone4應用的三軸陀螺儀是較為先進的。

    如果說，重力感應器所能測的是直線的，方面感應器所測的是平面得，那麼三軸陀螺儀所測的方向和位置則是立體的。特别是玩一些像彩虹六号，那種第一人稱射擊遊戲，你會發現三軸陀螺儀的效果是很明顯的。

陀螺儀就是内部有一個陀螺，陀螺儀一旦開始旋轉，由于輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的特性，它的軸由于陀螺效應始終與初始方向平行，這樣就可以通過與初始方向的偏差計算出實際方向。手機裡陀螺儀實際上是一個結構非常精密的晶片，内部包含超微小的陀螺。陀螺儀測量是參考标準是内部中間在與地面垂直的方向上進行轉動的陀螺。通過裝置與陀螺的夾角得到結果。陀螺儀的強項在于測量裝置自身的旋轉運動。對裝置自身運動更擅長。但不能确定裝置的方位。

陀螺儀有單軸陀螺儀和三軸陀螺儀，單軸的隻能測量一個方向的量，也就是一個系統需要三個陀螺儀。而三軸陀螺儀可同時測定6個方向的位置，移動軌 迹，加速。是以一個三軸陀螺儀就能替代三個單軸陀螺儀。三軸陀螺儀多用于航海、航天等導航、定位系統，能夠精确地确定運動物體的方位。如今也多用于智能手機當中，比如最早采用該技的蘋果iPhone 4。

三軸陀螺儀最早由蘋果iPhone 4采用，後來逐漸被各類智能手機所應用。三軸陀螺儀可以測出手機的運動方向，使手機做出正确回應。通過移動手機相應的位置，就可以達到改變方向的目的，同時操作也更加簡便。利用三軸陀螺儀進行體感控制的遊戲。 目前手機中采用的三軸陀螺儀用途主要展現在遊戲的操控上，有了三軸陀螺儀，我們在玩現代戰争等第一人稱射擊遊戲以及狂野飙車等競技類遊戲時，可 以完全摒棄以前通過方向按鍵來控制遊戲的操控方式，我們隻需要通過移動手機相應的位置，既可以達到改變方向的目的，使遊戲體驗更加真實、操作更加靈活。

距離傳感器

    距離傳感器是利用測時間來實作測距離的原理，以檢測物體的距離的一種傳感器。工作原理：通過發射特别短的光脈沖，并測量此光脈沖從發射到被物體反射回來的時間，通過測時間來計算與物體之間的距離。這個傳感器在手機上的作用是當我們打電話時，手機螢幕會自動熄滅，當你臉離開，螢幕燈會自動開啟，并且自動解鎖。這個對于待機手機較短的智能手機來說是相當實用的。現在很多智能手機都裝備的這個傳感器。

距離感應器又叫位移傳感器，是利用各種元件檢測對象物的實體變化量，通過将該變化量換算為距離，來測量從傳感器到對象物的距離位移的機器。根據 使用元件不同，分為光學式位移傳感器、線性接近傳感器、超音波位移傳感器等。距離感應器一般都在手機聽筒的兩側或者是在手機聽筒凹槽中，這樣便于它的工作。當使用者在接聽或撥打電話時，将手機靠近頭部，距離感應器可以測出之間的距離到了一定程度後便通知螢幕背景燈熄滅，拿開時再度點亮背景燈，這樣更友善用 戶操作也更為節省電量。

光線傳感器（感應器）

光線傳感器，也就是感光器，也叫做亮度感應器，英文名稱為Light-Sensor，很多平闆電腦和手機都配備了該感應器。一般位于手持裝置螢幕上方，它能根據手持裝置目前所處的光線亮度，自動調節手持裝置螢幕亮度，來給使用者帶來最佳視的覺效果。例如在黑暗的環境下，手持裝置螢幕背光燈就會自動變暗，否則很刺眼。它的功能是用來感應光線強弱的，然後回報到手持裝置，自動調節螢幕亮度，進而達到省電的目的。

是能夠根據周圍光亮明暗程度來調節螢幕明暗的裝置。就是在光線強的地方手機會自動關掉鍵盤燈，并且稍微加強螢幕亮度，達到節電并更好觀看螢幕的效果，。

光線傳感器，一光線感應器一是環境光及接近檢測傳感器，這個傳感器用于改善使用者體驗并延長電池壽命。據介紹，數字環境光傳感器能根據燈光變化（光線亮度）自動調節顯示屏亮度，可減少30%的電源消耗。另外，接近檢測則通過非接觸式技術簡化人機交流。

　　二是RGB顔色傳感器，這個傳感器可以迎合更高精度“人眼”顔色傳感器的視覺體驗需求。Jerry Koontz說，目前顔色光學傳感器，是由創新的矽設計和光電二級管配置，有專為子產品機械和光學設計進行優化的紅外阻塞過濾器，實作與人眼相似的光學反應。精确的RGB光線和色溫測量實作顯示器校準備和最佳的圖檔品質，RGB顔色傳感器支援環境光感測，提高視覺體驗，并且節能。

　　三是手勢識别傳感器。采用非接觸技術的高內建度手勢傳感器，是用光電二極管技術 實作高度可靠、精确的非接觸式使用者界面，精密的手勢引擎可以實作複雜的紅外線手勢感應，具有紅外手勢感覺、環境光顔色感覺、接近檢測的四合一子產品TMG3992/3可用于優惠券兌換。Jerry Koontz說，手勢識别傳感器電路闆面積小于10平方毫米，是為優化系統提供的高內建度的解決方案，可配置的手勢指令使應用更靈活，會推動下一代使用者操作界面的發展。

光電感應器是由兩個元件即投光器及受光器所組成，利用投光器将光線由透鏡将之聚焦，經傳輸而至受光器之透鏡，再至接收感應器，感應器将收到之光 線訊号轉變成電器信号，此電信訊号更可進一步作各種不同的開關及控制動作，其基本原理即對投光器受光器間之光線做遮蔽之動作所獲得的信号加以運用以完成各 種自動化控制。

電子羅盤，也叫方位感應器（傳感器）

   電子羅盤，也叫數字指南針，是利用地磁場來定北極的一種方法。古代稱為羅經，現代利用先進加工工藝生産的磁阻傳感器為羅盤的數字化提供了有力的幫助。現在一般有用磁阻傳感器和磁通門加工而成的電子羅盤。這個就是電子版指南針，配合GPS和地圖時非常好用，不會整的暈頭轉向。

    當然除了這些較為常見的傳感器之外，電容屏也是一種傳感器,在女性手機上可以見到紫外線傳感器，在軍用手機上可以看到氣壓和溫度傳感器等等。

電子羅盤也被廣泛應用于智能手機中，用來導航指向，同時還可以将數字信号接送到自動舵。現代實用的電子羅盤一般能耗低、體積小、重量輕、精度高、内置溫度補償，能夠實作精确導航。

位移傳感器

位移傳感器應用于手機中，可以使使用者在接打電話時，感應到使用者頭與手機之間的距離。當頭靠近手機聽筒時，手機螢幕背景燈就會熄滅，當距離再次拉遠時，便會恢複正常背景燈。在智能手機電池續航能力備受吐槽的今天，距離感應器的應用可以為使用者節能更多電量，來提升手機續航能力。

霍爾傳感器

霍爾傳感器是一類可直接對磁場及其變化進行檢測的傳感器，通常也間接用于鐵磁物質位置檢測，并起到開關的作用。我們經常看到一些帶皮套的智能手機，當使用者在合上前蓋時，手機能夠自動鎖屏進入休眠狀态并隻在有透明開窗部分顯示常用資訊友善使用者檢視，以起到省電的作用。當有來電資訊或者打開翻蓋時，手機會自動激活友善使用者使用。這是由于皮套子的前蓋子中帶有磁性物質，當蓋子合上時，磁性物質與手機近距離接觸，改變了裡面霍爾傳感器位置處的磁場大小，進而被傳感器檢測到并輸出電信号值，該信号最終由手機的檢測和控制系統接收到并發出鎖屏休眠指令。同理，打開翻蓋時是一樣的道理。手機皮套子中鐵磁物質除了提供磁場外，另一個作用是與手機裡類似物(如話筒)産生磁吸力，友善皮套前蓋的開合使用。

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