你的智能手機真的夠智能嗎?加個傳感器,會有不一樣的驚喜!
發布時間:2015-12-30 來源:EDN電子技術設計 責任編輯:wenwei
【導讀】有時候智能手機看起來顯得很笨。比如下麵這個例子:辦公室裏坐了很多員工,每位都在專心地做他或她自己的工作。此時此刻,一首突然響起的流行音樂——剛gang好hao離li開kai辦ban公gong室shi去qu外wai麵mian就jiu餐can的de同tong事shi的de手shou機ji鈴ling音yin打da破po了le這zhe裏li的de寧ning靜jing。手shou機ji就jiu放fang在zai桌zhuo子zi上shang,拚pin命ming地di振zhen動dong,慢man慢man地di滑hua向xiang桌zhuo子zi邊bian緣yuan,迫po使shi旁pang邊bian的de同tong事shi跳tiao起qi來lai把ba手shou機ji移yi到dao安an全quan的de位wei置zhi。這zhe種zhong情qing況kuang對dui辦ban公gong室shi人ren員yuan來lai是shi非fei常chang惱nao火huo的de,很hen容rong易yi讓rang他ta們men分fen心xin。
乍看起來,一部智能手機如此的不聰明似乎有些奇怪——畢竟智能手機通常都非常了解自己所處的周圍環境。
事實上,我們還需要增加一些元件,並對各種傳感器的de輸shu出chu進jin行xing仔zai細xi的de組zu合he,才cai能neng讓rang一yi台tai移yi動dong設she備bei自zi動dong執zhi行xing合he適shi的de通tong知zhi功gong能neng。本ben文wen概gai述shu了le一yi個ge可ke以yi提ti供gong這zhe種zhong能neng力li的de軟ruan硬ying件jian框kuang架jia,它ta充chong分fen利li用yong了le許xu多duo移yi動dong設she備bei中zhong已yi有you的de功gong能neng。
智能手機中豐富的傳感器陣列
智能手機中已經配備有許多傳感器。有些傳感器可以直接支持智能通知:
·嵌入在顯示屏中的接近傳感器可以檢測到手機是否靠近用戶的耳朵。當靠近用戶耳朵時,它可以通知手機關閉顯示屏及其觸摸敏感性。
·環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)係(xi)統(tong)根(gen)據(ju)環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)的(de)強(qiang)度(du)調(tiao)整(zheng)顯(xian)示(shi)屏(ping)的(de)亮(liang)度(du)。先(xian)進(jin)的(de)環(huan)境(jing)光(guang)線(xian)傳(chuan)感(gan)器(qi)將(jiang)數(shu)字(zi)顏(yan)色(se)檢(jian)測(ce)和(he)接(jie)近(jin)檢(jian)測(ce)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)顯(xian)示(shi)管(guan)理(li)。
·加速度計可以判定屏幕的方向,以便屏幕上顯示的內容作出合適的旋轉以配合橫屏或豎屏模式。
·麥克風可以檢測環境噪聲的大小。
jiumuqiandepeizhieryan,meigechuanganqidoubeifenpeiyigezhuyaodegongneng,yibanbuyongyuqitagongneng。jiasudujishiqizhongyigeliwai,tayebeiyongyuyouxiyingyongzhong,yongyuzhichiwanjiadeyonghujiemian。
對環境的部分感知
目前智能手機中的傳感器陣列具有部分的智能事件通知能力,比如來電、短信和電子郵件。舉例來說,智能手機中的環境光線傳感器和加速度計可以檢測手機是否處於靜止狀態和明亮的環境中(是太陽光還是人造光源)。這意味著智能手機不在用戶身上(如果手機在口袋裏,顯示屏上應該不會照射到環境光線)。這也意味著可以自動取消振動功能。
但用戶通知可以做得比這智能得多,而且隻需增加少量元器件即可。
julilaishuo,dangshoujimianchaoxiafangzaizhuozishangshi,huanjingguangxianchuanganqijiangwufazhengchanggongzuo。weilerangzhinengshoujinengtongshikandaolianggefangxiang,xuyaoanzhuanglianggehuanjingguangxianchuanganqi,yigezaishoujiqianmian,yigezaishoujibeimian。zheyangbuguanshoujichuyushenmeweizhidounengshiyonghuanjingguangxianxinxi。
同樣對接近檢測也可以這麼處理:zaishoujibeimianzengjiadiergejiejinchuanganqi。chuanganqimokuaikeyijiangjiejinhehuanjingguangxianjiancegongnengjiehezaiyiqi,yincizaishoujibeimianzhixuzengjiayigeqijian。ruguoshiyongyansechuanganqi/接近傳感器模塊,那麼這個器件就能真實地測量環境光線的色溫,進而分辨出是人造光(表明手機在室內)還是太陽光(表明手機在室外)。
zhinengtongzhihaixuyaoyouguanhuanjingzaoshengdaxiaodexinxi。zheyaoqiulaizimaikefengdejianceshuru,zaijiashangshuzixinhaochulilaipanduanshoujifujindeshengyindaxiao。jiangmaikefengdeshuchufuduzhuanhuanweizaoshengyinliangceliangzhikeyizaizhuanmendechuanganqijiekouzhongshixian,bimianshiyongshoujidezhuyingyongchuliqideyunsuanziyuan。
智能通知係統中需要的最後一個硬件是環境溫度傳感器。對溫度敏感的元件(比如PT100電阻)加jia上shang信xin號hao處chu理li就jiu能neng幫bang助zhu移yi動dong設she備bei確que定ding周zhou圍wei空kong氣qi的de溫wen度du。應ying謹jin慎shen選xuan取qu它ta在zai電dian路lu板ban上shang的de位wei置zhi,盡jin量liang減jian小xiao手shou機ji本ben身shen發fa熱re對dui它ta的de影ying響xiang。測ce量liang的de絕jue對dui精jing度du不bu是shi很hen重zhong要yao:它的功能隻是指示手機是否靠近用戶身體。
現在就可以把這些不同的輸入組合起來,產生手機必須向用戶提供通知那一刻所處環境的統一視圖(見圖1)。換句話說,各種測量值必須都饋送給一個統一的算法,從而從大量可能的環境(每種環境都有自己的一組特征量)中做出正確的選擇。

圖1:可以根據各種類型的傳感器輸入信息搭建出當前的環境。
如何組合來自不同傳感器的信息
參考本文開頭描述的“桌子上振鈴的手機”場景,音量傳感器應該單獨就能指示設備處於安靜的環境中;zhinengsuanfasuihoujiukeyijiangditongzhideyinliang。lingwai,laiziqianhoujiejinchuanganqidezuhexinxikeyizhishishoujijibenshangpingfangzaizhuomianhuoqitapingtandebiaomianshang。shoujikeyishiyongzhegexinxizuochuguanbizhendongdejueding,dangshoujibuzaiyonghushenshangshizhendongshimeiyoubiyaode。
正zheng如ru這zhe個ge例li子zi表biao明ming的de那na樣yang,各ge種zhong傳chuan感gan器qi輸shu入ru的de組zu合he可ke以yi幫bang助zhu設she備bei精jing確que地di檢jian測ce所suo處chu的de環huan境jing,然ran後hou針zhen對dui這zhe種zhong環huan境jing做zuo出chu合he適shi通tong知zhi類lei型xing的de明ming智zhi決jue定ding。
將(jiang)這(zhe)個(ge)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)加(jia)以(yi)擴(kuo)展(zhan),可(ke)以(yi)定(ding)義(yi)許(xu)多(duo)典(dian)型(xing)的(de)場(chang)景(jing),然(ran)後(hou)針(zhen)對(dui)每(mei)種(zhong)場(chang)景(jing)做(zuo)一(yi)個(ge)配(pei)置(zhi)文(wen)件(jian)。這(zhe)個(ge)配(pei)置(zhi)文(wen)件(jian)可(ke)以(yi)向(xiang)移(yi)動(dong)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)應(ying)該(gai)如(ru)何(he)通(tong)知(zhi)用(yong)戶(hu)的(de)指(zhi)令(ling)。舉(ju)例(li)來(lai)說(shuo):
·“在用戶口袋裏”這種配置應該提示設備進行振動
·“在包裏,並且在移動”這種配置應該提示使用大音量提醒
·“躺在安靜房間裏的桌子上”這種配置應該降低提醒音量
圖2所示的流程圖描述了一種決策樹,它可以用到來自多個傳感器的信息分辨出7種zhong不bu同tong的de配pei置zhi。一yi係xi列lie加jia速su度du計ji測ce量liang結jie果guo可ke以yi用yong來lai判pan斷duan移yi動dong設she備bei是shi在zai移yi動dong還hai是shi靜jing止zhi狀zhuang態tai。溫wen度du傳chuan感gan器qi用yong來lai判pan斷duan設she備bei是shi否fou靠kao近jin用yong戶hu身shen體ti。環huan境jing光guang線xian傳chuan感gan器qi可ke以yi分fen辨bian出chu是shi室shi內nei還hai是shi室shi外wai環huan境jing(≥2,000lux的值表明設備在室外),或確定設備是否在黑暗的環境中,比如包或口袋中。

圖2:這種決策樹可以用來判斷最合適的通知方式。
用戶配置和自學習能力
智zhi能neng手shou機ji的de一yi種zhong能neng力li就jiu是shi決jue策ce樹shu能neng由you用yong戶hu進jin行xing配pei置zhi。當dang然ran在zai實shi際ji使shi用yong中zhong,這zhe樣yang可ke能neng會hui帶dai來lai一yi些xie複fu雜za性xing,而er且qie實shi際ji上shang很hen少shao有you用yong戶hu會hui修xiu改gai默mo認ren的de決jue策ce樹shu。
自(zi)我(wo)學(xue)習(xi)算(suan)法(fa)當(dang)然(ran)會(hui)增(zeng)強(qiang)用(yong)戶(hu)的(de)體(ti)驗(yan)。算(suan)法(fa)的(de)默(mo)認(ren)狀(zhuang)態(tai)包(bao)含(han)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)決(jue)策(ce)樹(shu)和(he)預(yu)定(ding)義(yi)的(de)通(tong)知(zhi)配(pei)置(zhi)集(ji)。但(dan)這(zhe)些(xie)規(gui)則(ze)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)用(yong)戶(hu)輸(shu)入(ru)和(he)行(xing)為(wei)進(jin)行(xing)自(zi)動(dong)修(xiu)改(gai)。
liru,ruguoyonghuxiangzaitedingchangjingzhongjiangshoujitiaodaojinzhendongzhuangtai,shebeikeyizidongjiangzhezhongxiugaizengjiadaobiaozhunpeizhiwenjianzhong。zheyang,suizheshijiandetuiyi,yonghujiuhuidedaoshebeinenggouyuqihelijiezijixingweideyinxiang。dangran,zhezhongshiyingxingbixujinshenshixian,yaobimianwujieshaoliangdesuijishijian。
本文小結
現(xian)在(zai)的(de)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)已(yi)經(jing)配(pei)備(bei)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)陣(zhen)列(lie),它(ta)們(men)能(neng)夠(gou)了(le)解(jie)周(zhou)圍(wei)的(de)環(huan)境(jing),但(dan)它(ta)們(men)工(gong)作(zuo)在(zai)各(ge)自(zi)獨(du)立(li)的(de)方(fang)式(shi)。通(tong)過(guo)組(zu)合(he)它(ta)們(men)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo),手(shou)機(ji)就(jiu)能(neng)檢(jian)測(ce)出(chu)單(dan)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)本(ben)身(shen)無(wu)法(fa)感(gan)知(zhi)的(de)完(wan)整(zheng)應(ying)用(yong)場(chang)景(jing)。結(jie)合(he)用(yong)軟(ruan)件(jian)實(shi)現(xian)的(de)決(jue)策(ce)流(liu)程(cheng),手(shou)機(ji)中(zhong)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)組(zu)合(he)就(jiu)能(neng)真(zhen)實(shi)地(di)模(mo)仿(fang)人(ren)類(lei)行(xing)為(wei),並(bing)使(shi)用(yong)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)入(ru)信(xin)息(xi)對(dui)我(wo)們(men)居(ju)住(zhu)的(de)環(huan)境(jing)做(zuo)出(chu)智(zhi)能(neng)的(de)響(xiang)應(ying)。
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