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王佳冬中文博客

常见智能手机模块及传感器

by on Aug 17 , 2015 , under 知识管理 , 57 views , Leave a Comment , 网址太长?

要做移动应用,必须要对当前手机的基本模块、传感器有所了解,甚至要对未来手机的传感器方向有所了解,这些天我潜心整理和研究了大部分手机模块及传感器,希望能帮助正在寻找它们的朋友们。

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地磁传感器(电子罗盘):也叫数字指南针,是利用地磁场来定北极的一种方法。现在手机上普遍采用基于“霍尔效应”原理的磁场测量器件。

全球定位系统:通过圆形轨道卫星定位系统,可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。导航、定位、测速、定向方面有着广泛的应用。目前主流定位系统有:GPS、AGPS、GLONASS、北斗定位。

距离传感器:主要控制屏幕点亮和熄灭的,比如打电话时耳朵靠近手机时手机屏幕会自动熄灭,耳朵离开时又点亮,起到节电的作用,同时防止皮肤接触屏幕是按错其他键。

光线传感器:根据外界光线来调节屏幕亮度。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。

重力感应器:有此传感器可以玩一些重力感应的游戏,屏幕上的图案可以自动旋转。手机重力感应指的是手机内置重力摇杆芯片,支持摇晃切换所需的界面和功能。

陀螺仪:又叫角速度传感器,是不同于加速度计(G-sensor)的,他的测量物理量是偏转,倾斜时的转动角速度。

加速度传感器:可以根据重力感应产生的加速度,来推算出手机相对于水平面的倾斜度。

陀螺仪与加速度传感器区别:陀螺仪是让手机有平衡感的设备,加速度传感器是让手机能够感受手机晃动的幅度。加速度传感器是用来感应加速度的,陀螺仪是用来固定一个方向的。

气压传感器:测量气体的绝对压强,其中一个大气压量程的气压传感器通常用来测量天气的变化和利用气压和海拔高度的对应关系用于海拔高度的测量。

霍尔传感器:霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。在手机中主要应用在翻盖或滑盖的控制电路中,通过翻盖或滑盖的动作来控制挂掉电话或接听电话、锁定键盘及解除键盘锁等。

有害辐射传感器:比较非主流,用于探测环境中的辐射水平。

温度传感器:用来检测手机温度的,一旦过高,它就会启动保护装置,这样手机才能正常使用,还有一种就是检测外部环境的温度,可以实时的在手机上显示出来,让我们更方便的清楚温度的变化情况。

红外传感器:手机可以做万能遥控器,其实就是在内部集成一个红外线发射管,模拟常规遥控器的功能,达到控制家电的目的。一般来说,红外传感器还可以测量表面放射出的辐能量,在未来,除了体温测量功能之外,带有红外传感器的手机还可以借助相应的软件检测煤气泄漏以及人体酒精度等功能。

手势追踪传感器:手势控制就是人们用非接触的方式控制手机等产品,在很多时候,这种控制方式有其独特的优势,例如玩游戏等等。

NFC:即近场通讯技术,是一种短距离高频无线通信技术,可允许电子设备互相进行非接触式的点对点数据传输。NFC应用可以分为卡模式、读卡器式、点对点式。

震动马达:手机震动器是利用偏心装置在旋转运动时产生震动这一原理工作的。在用户不希望发出声音的场合,手机振动器可以在有来电、信息、闹钟到时的时候提醒用户而不打扰其他人。

蓝牙:一种短距离无线电技术,利用”蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信。

WIFI:属于物联网传输层,功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈

通信/上网:网络制式就是网络的类型,我国手机常用的网络制式有CDMA手机占用的CDMA 1X,800MHZ频段;GSM手机占用的900/1800/1900MHZ 频段;近两年的GSM 1X双模(即WCDMA)占用的900/1800MHZ频段;3G占用的900/1800/1900/2100MHz频段,4G占用的1920–2170MHZ频段。

摄像头(图像传感器):手机摄像头分为内置与外置,内置摄像头是指摄像头在手机内部,更方便。外置手机通过数据线或者手机下部接口与数码相机相连,来完成数码相机的一切拍摄功能。另外,手机摄像头还分为前置、后置。

摄像头并不是直接读取二维码,而是应用程序会借助摄像头抓取取景器中的二维码图像,再利用内置的解码程序翻译图像中包含的信息,构成完整的识别读取流程,摄像头在整个过程中充当二维码识别器的角色。

LED闪光灯:可以用作手电也可以补光,甚至可以“测脉搏”。用高光(摄像头旁的 LED 闪光灯,或者其他足够亮的光源也可)照亮指尖皮下毛细血管,当心脏将新鲜的血液压入毛细血管时,亮度(红色的深度)会有轻微变化,通过摄像头监测这一有规律变化的间隔,即可算出心跳了。

指纹识别:目前手机厂商所采用的指纹识别技术有些是基于指纹图片匹配计算得出,并非是真正的生物识别算法技术,而图片匹配软件的相似度带来的隐患就是识别精准度出现偏差,如果未来全面普及生物算法识别的话,那么会具备更高的唯一性。

3.5mm插孔:市面上的耳机接头虽然有3芯和4芯之分,但目前的手机几乎都采用的是4芯标准,这四个芯中分别是,左声道、右声道和MIC(麦克风)以及GND(地线)。手机里面音频输出系统的幅频特性,也既是带宽概念。那么,既然有带宽,我们就可以在这个频带内实现我们的通信信道了。

再来看看拉卡拉刷卡器是如何完成工作的,其实刷卡的工作就是将卡片信息传递给了芯片,芯片再将卡的信息编码成音频信号,利用MIC线发送给手机,手机端实际上是通过APP程序通过对音频信号的采样、解码最终得到卡信息。拉卡拉刷卡器其实仅仅是利用了MIC线路传输给手机APP的功能。

耳机:未来的iphone耳机,具有生物计量功能,可以感应包括体温、心跳和排汗多少在内的多种健康衡量指标。获得这项专利权无疑是苹果进军健身与健康监测领域的一个初期迹象。苹果的这种健康监测系统可以嵌入多种耳机,和耳机巧妙地结合在一起。用户通常外出时会戴着那些类型的耳机听音乐,只要将耳机塞住耳朵,或者把耳机放在靠近耳朵的部位,耳机内嵌的人体活动感应器就能捕捉到提问、排汗和心跳等衡量健康水平的数据。

扬声器:是一种将电能转换为声能的电声器件,简单说就是发声器。似乎目前还没有什么交互功能。

麦克风:一般来说现在的手机上都会有2到3个麦克风,一个比较大的位于手机下方,另一个(或者说另外两个)一般位于手机顶部或是背后。降噪的原理说起来其实很简单,因为两个麦克风所处的位置不同,收集到的音频信号也不同,这两个麦克风收集到的人声一般会有6dB左右的音量差,而手机处理器利用这两个麦克风收集到的不同声音进行处理,会自动产生与噪音相反的声波,用来主动抵消噪音。

触控屏:又称为触控面板,是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。电容屏,静电感应;电阻屏,压力感应;现在基本都是电容屏了。

数据插孔:其实就是大部分手机的充电接口,现在都集成了数据传输的功能,具有强大的交互功能。主流的有Mini USB、Micro USB、Lightning等。

 

生物传感器:

心率传感器:心率是一个非常基本但是又很强大的度量标准:静息心率可以反映你的健康状态,而心脏对运动的反应能够反映出更多东西。几十年来,运动生理学家会利用心率来规定和监控运动训练计划。临床运动处方同样也基于心率的变化。

生物电阻抗传感器:这款组件可以测量皮肤电反应。通俗的说,可以计算用户的排汗量。目前有些智能腕带已经集成了这款传感器,可以很好的计算运动水平以及燃烧的卡路里。

皮肤温度传感器:这款传感器可以用来提供更准确的生物数据。比如环境温度传感器可以与用户皮肤体温对比,确定最适宜的运动强度。

血氧传感器:这款传感器可以测量血氧值,对于准确的脉搏率检测至关重要。

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