手機(jī)中常用傳感器介紹?AccelerationSensor?GyroscopeSensor?LightSensor?ProximitySensor?MagneticSensor?HallSensor?PressureSensor?CombinedSensor?SensorHub目錄AccelerationSensor加速度傳感器（AccelerationSensor）通常也稱為：Accelerometer——加速度計(jì)G-sensor——重力加速度傳感器A+Gsensor二合一sensor，A就是加速度傳感器，G是GyroscopeAccelerationSensor加速度傳感器用于檢測(cè)手機(jī)的線性移動(dòng)加速度；2軸加速度傳感器只能檢測(cè)x軸和y軸的加速度；3軸加速度傳感器能檢測(cè)x、y、z三軸的加速度，目前手機(jī)上用的都是3軸的；AccelerationSensor手機(jī)通過加速傳感器檢測(cè)到各軸向的加速度，從而可以判斷手機(jī)的移動(dòng)方向、速度，具體應(yīng)用有：?視頻橫屏、豎屏自動(dòng)切換?游戲中通過傾斜手機(jī)控制游戲角色方向?計(jì)步器AccelerationSensor加速度：（Acceleration）是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的比值（△V/△t），是描述物體速度改變快慢的物理量，通常用a表示：a=F/m加速度只和施加在物體上合力F，和物體的質(zhì)量m有關(guān)，與速度和時(shí)間無關(guān)。

加速度單位：m/s2AccelerationSensor手機(jī)中使用的加速度傳感器、陀螺儀都是基于MEMS的。MEMS是（Micro-Electro-MechanicalSystems）的英文縮寫，微機(jī)電系統(tǒng)，它是指可批量制作的，集微型機(jī)械結(jié)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。AccelerationSensorAccelerationSensor手機(jī)中使用的加速度傳感器大多是電容式的，是基于電容原理的極距變化型的電容傳感器，運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致電容變化，通過檢測(cè)變化的電容計(jì)算加速度。AccelerationSensor主要性能指標(biāo)：GyroscopeSensor陀螺儀（GyroscopeSensor）又叫角速度傳感器，不同于加速度傳感器，它測(cè)量的物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。在手機(jī)上，僅用加速度傳感器無法測(cè)量或重構(gòu)出完整的3D動(dòng)作，測(cè)不到轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作，加速度傳感器只能檢測(cè)軸向的線性動(dòng)作。但陀螺儀可以對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)、偏轉(zhuǎn)的動(dòng)作做很好的測(cè)量，這樣就可以精確分析判斷出使用者的實(shí)際動(dòng)作。GyroscopeSensor陀螺儀在消費(fèi)類產(chǎn)品上，最成功的應(yīng)用當(dāng)屬在Wii的游戲（WiiMotionPlus）中作體感游戲手柄，去實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲的控制。讓游戲者只要手持WiiMotionPlus手柄，就可以通過自己的動(dòng)作控制屏上的游戲視頻，做打乒乓球，網(wǎng)球等運(yùn)動(dòng)類游戲，或者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，你就可以玩駕車的視頻游戲。在手機(jī)上，陀螺儀的主要應(yīng)用是用于游戲控制。相比只有加速度傳感器，手機(jī)對(duì)動(dòng)作感應(yīng)更精確，且能檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。實(shí)際上手機(jī)中使用的陀螺儀通常也集成了加速度傳感器，即A+G傳感器，游戲控制的數(shù)據(jù)融合了加速度傳感器和陀螺儀的數(shù)據(jù)。另外陀螺儀還常用攝像頭的防抖，OIS的攝像頭里面需要用到陀螺儀來檢測(cè)鏡頭的抖動(dòng)。GyroscopeSensor手機(jī)中常用的陀螺儀也是基于MEMS，利用科氏力（也叫科里奧利力，即旋轉(zhuǎn)物體在徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的切向力）導(dǎo)致的電容變化實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的檢測(cè)。GyroscopeSensorGyroscopeSensor實(shí)際的MEMS陀螺儀芯片內(nèi)部通常安裝有兩個(gè)方向的可移動(dòng)電容板，徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運(yùn)動(dòng)，橫向的電容板測(cè)量由于橫向科里奧利運(yùn)動(dòng)帶來的電容變化。這樣，MEMS陀螺儀內(nèi)的“陀螺物體”在驅(qū)動(dòng)下就會(huì)不停地來回做徑向運(yùn)動(dòng)或震蕩，從而模擬出科氏力不停地在橫向來回變化的運(yùn)動(dòng)，并可在橫向作與驅(qū)動(dòng)力差90度的微小震蕩。這種科氏力好比角速度，所以由電容的變化便可以計(jì)算出MEMS陀螺儀的角速度。GyroscopeSensor下圖為BOCH的一個(gè)A+Gsensor的內(nèi)部框圖：GyroscopeSensor陀螺儀主要性能指標(biāo)：?測(cè)量范圍（full-scalerange）?靈敏度（sensitivity）?靈敏度溫漂（sensitivityvariationovertemperature）?零點(diǎn)誤差（initialzerotolerance）?零偏穩(wěn)定性（zerovariationovertemperature）?輸出速率(outputdatarate)?功耗（powerconsumption）LightSensor光線傳感器（Lightsensor）用于檢測(cè)環(huán)境光的亮度，在手機(jī)中主要用于實(shí)現(xiàn)在不同亮度環(huán)境下調(diào)整LCD的亮度至人眼舒適的程度。在戶外強(qiáng)光環(huán)境下，需要LCD的亮度提高才能看清顯示的內(nèi)容，而在昏暗的環(huán)境下，則需要把LCD的亮度調(diào)低，太亮?xí)碳と搜郏{(diào)低亮度使人眼舒適，同時(shí)也節(jié)省手機(jī)功耗，延長使用時(shí)間。這個(gè)機(jī)制叫LABC，LightAdaptiveBacklightControl。LightSensor目前手機(jī)中的Lightsensor通常與Proximitysensor集成在一起，其原理是通過一個(gè)光電二極管（photodiode）來檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度。下圖紅色圈中的光電二極管就是用于環(huán)境光檢測(cè)。LightSensor光電二極管（Photo-Diode）和普通二極管一樣，也是由一個(gè)PN結(jié)組成的半導(dǎo)體器件，也具有單向?qū)щ娞匦?。光電二極管在反向電壓作用下工作，沒有光照時(shí)，反向電流極其微弱，叫暗電流；有光照時(shí)，反向電流迅速增大，稱為光電流。光的強(qiáng)度越大，反向電流也越大。光的變化引起光電二極管電流變化，這就可以把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，成為光電傳感器件。LightSensor下圖為一個(gè)光電二極管的伏安特性曲線，可以看出，當(dāng)反向電壓增大到某一閥值，反向電流與反向電壓無關(guān)，只與入射光功率有關(guān)。LightSensor光電二極管在較小負(fù)載電阻下，光電流與入射光功率成線性關(guān)系，如下圖所示，所以通過檢測(cè)光電流就可以知道光的強(qiáng)度。ProximitySensor手機(jī)上的接近傳感器（Proximitysensor）主要用于在通話中檢測(cè)手機(jī)聽筒是否靠近人耳，當(dāng)檢測(cè)到靠近人耳，手機(jī)會(huì)把LCD熄滅，防止人耳誤觸手機(jī)屏幕，導(dǎo)致觸發(fā)其它功能，同時(shí)也可以節(jié)省手機(jī)功耗。ProximitySensor手機(jī)中使用的接近傳感器

通常和光線傳感器集成在一起，下圖中紅色圈中部分就是接近傳感器的重要組成部分，紅外LED和紅外光電二極管。ProximitySensor接近傳感器的檢測(cè)原理是，通過紅外LED向外發(fā)射紅外光，當(dāng)接近物體時(shí)，紅外光經(jīng)過物體表面反射回來，進(jìn)入紅外光電二極管。紅外光電二極管的工作原理與之前介紹的lightsensor的光電二極管工作原理一樣，可檢測(cè)入射光的強(qiáng)度，當(dāng)接近傳感器越靠近物體，反射到紅外光電二極管的強(qiáng)度就越大，由此可以判斷手機(jī)是否接近人體。MagneticSensor手機(jī)中的地磁傳感器（MagneticSensor）可用于檢測(cè)地球磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)電子指南針（E-Compass功能），以及地圖導(dǎo)航中車輛方向的識(shí)別。MagneticSensor地磁檢測(cè)技術(shù)有如下幾種：?磁阻效應(yīng)?霍爾效應(yīng)?AMR(相異性磁力阻抗感應(yīng)）?GMR(巨磁效應(yīng)）?電磁感應(yīng)我司目前常用的地磁傳感器是AKM的AKM09918，是基于霍爾效應(yīng)，因此著重介紹一下霍爾效應(yīng)。MagneticSensor當(dāng)金屬或半導(dǎo)體放置在一片磁場(chǎng)中，并且有電流通過它，就會(huì)在垂直于磁場(chǎng)和電流的方向（左手定則）產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這就是霍爾效應(yīng)。MagneticSensor下圖為AKM09918的內(nèi)部框圖：MagneticSensor地磁傳感器的主要性能指標(biāo)：?靈敏度（sensitivity）?測(cè)量范圍（measurementrange）?測(cè)量時(shí)間（timeformeasurement）?初始漂移（initialoffset）HallSensor手機(jī)中霍爾傳感器（hallsensor）主要用于手機(jī)皮套打開和合上的檢測(cè)。其檢測(cè)原理基于霍爾效應(yīng)，在皮套的蓋上有一塊磁鐵，當(dāng)蓋合上時(shí)，磁鐵貼近手機(jī)主板上hallsensor的位置，磁鐵的強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)被hallsensor檢測(cè)到，就會(huì)把手機(jī)切換至待機(jī)狀態(tài)。反之，當(dāng)打開皮套蓋時(shí)，皮套蓋上的磁鐵遠(yuǎn)離hallsensor，hallsensor檢測(cè)到磁場(chǎng)變小，判斷為皮套打開，會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮手機(jī)屏幕。PressureSensor氣壓傳感器（Pressuresensor）也叫氣壓計(jì)（barometer）

，主要用于大氣壓的檢測(cè)，從而判斷當(dāng)前所在的高度，在戶外則可以知道當(dāng)前海拔高度，在市內(nèi)則可以知道所在樓層，導(dǎo)航時(shí)則可以知道是否在高架上。PressureSensor氣壓傳感器主要有兩種類型，變阻式和變?nèi)菔健Ｗ冏枋綒鈮簜鞲衅鞯闹饕獋鞲性且粋€(gè)對(duì)壓強(qiáng)敏感的薄膜，它連接了一個(gè)柔性電阻器。當(dāng)氣壓降低或升高時(shí)，薄膜會(huì)變形，電阻器的阻值將會(huì)改變，通過測(cè)量這個(gè)電阻值就可以知道氣壓強(qiáng)度。變?nèi)菔綒鈮簜鞲衅鞯闹饕考樽內(nèi)菔焦枘ず?，?dāng)該氣壓發(fā)生變化時(shí)，單晶硅膜盒隨著發(fā)生彈性變形，從而引起硅膜盒平行板電容器電容量的變化，通過測(cè)量這個(gè)電容值就可以知道氣壓強(qiáng)度。

PressureSensor氣壓傳感器的主要性能指標(biāo)：?氣壓相對(duì)精度（relativeaccuracypressure）?氣壓絕對(duì)精度（absoluteaccuracypressure）?分辨率（resolution）?測(cè)量時(shí)間（conversiontime）?長期穩(wěn)定性（longtermstability）CombinedSensor手機(jī)中的復(fù)合傳感器（Combinedsensor）是由Android系統(tǒng)或平臺(tái)商（Qualcomm、MTK）定義的實(shí)現(xiàn)某些具體行為檢測(cè)的虛擬傳感器，它處理、融合來自前面介紹的一個(gè)或多個(gè)物理傳感器的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)更加精確、復(fù)雜、更加有針對(duì)性的傳感器功能。常用復(fù)合傳感器：?PICK_UP_GESTURE：用于抬腕喚醒手機(jī)?STEP_COUNTER：用于實(shí)現(xiàn)計(jì)步器?GAME_ROTATION_VECTOR：用于實(shí)現(xiàn)游戲角色控制CombinedSensor拿起手勢(shì)傳感器(PICK_UP_GESTURE)底層物理傳感器：加速度計(jì)報(bào)告模式：?jiǎn)未文Ｊ絞etDefaultSensor(SENSOR_TYPE_PICK_UP_GESTURE)返回喚醒傳感器拿起手勢(shì)傳感器僅在拿起設(shè)備時(shí)被觸發(fā)，并且不考慮設(shè)備在拿起前的所在位置（桌面、口袋里或袋子里）。每個(gè)傳感器事件在sensors_event_t.data[0]中報(bào)告1。CombinedSensor游戲旋轉(zhuǎn)矢量傳感器（GAME_ROTATION_VECTOR）底層物理傳感器：加速度計(jì)和陀螺儀（無磁力計(jì)）報(bào)告模式：連續(xù)模式getDefaultSensor(SENSOR_TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR)返回一個(gè)非喚醒傳感器游戲旋轉(zhuǎn)矢量傳感器基于陀螺儀和加速度計(jì)，陀螺儀作為主要方向變化輸入源，加速度計(jì)輸入源來彌補(bǔ)陀螺儀漂移，可以報(bào)告手機(jī)在X、Y、Z上的旋轉(zhuǎn)幅度：sensors_event_t.data[0]=rot_axis.x*sin(theta/2)sensors_event_t.data[1]=rot_axis.y*sin(theta/2)sensors_event_t.data[2]=rot_axis.z*sin(theta/2)sensors_event_t.data[3]=cos(theta/2)rot_axis的x、y和z字段是表示旋轉(zhuǎn)軸的單位長度向量的坐標(biāo)theta是旋轉(zhuǎn)角度CombinedSensor計(jì)步器底層物理傳感器：加速度計(jì)報(bào)告模式：變化模式getDefaultSensor(SE