iOS設(shè)備常見(jiàn)傳感器

1、iOS硬件術(shù)語(yǔ)很多時(shí)候，iOS設(shè)備，特別是iPhon的“智能”會(huì)讓很多用戶感到好奇。比如，在使用iPhone中的地圖應(yīng)用時(shí)，它可以顯示出我面向的方向?；蛘?，在我旋轉(zhuǎn)iPhon時(shí)它可以自動(dòng)將程序界面隨之旋轉(zhuǎn)以適應(yīng)當(dāng)前的持握方式。還有，當(dāng)我從戶外走入室內(nèi)后，iPhone可以自動(dòng)降低亮度讓屏幕顯得不是那么刺眼。所有諸如此類的“智能”，其實(shí)都是由集成在iOS設(shè)備內(nèi)部的一系列傳感器配合系統(tǒng)完成的。這些傳感器，對(duì)于iO啄統(tǒng)本身和在其之上運(yùn)行的各類Ap都用相當(dāng)重要的作用，也是iOS系統(tǒng)“智能”的主要來(lái)源之一。了解這些傳感器以及其作用，能夠讓你更好的認(rèn)識(shí)、利用和保護(hù)手中的iOS設(shè)備，這一章節(jié)，我將為各位簡(jiǎn)單介

2、紹存在于iOS中的傳感器。iOS設(shè)備的不同，所集成的傳感器也有不同，這里筆者以iPhone為5例進(jìn)行介紹，在本章節(jié)最后，筆者也會(huì)附帶一個(gè)列表向你展示不同的iOS設(shè)備中擁有的傳感器類型差異。iPhone5傳感器列表運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器(Motion/AccelerometerSensor)環(huán)境光傳感器(AmbientLightSensor)距離傳感器(ProximitySensor)磁力計(jì)傳感器(MagnetometerSensor)內(nèi)部溫度傳感器(InternalTemperatureSensor)濕度傳感器(MoistureSensor)陀螺儀(Gyroscope)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS-G

3、lobalPositioningSystem)攝像頭(Camera)運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器(MotionSensor/AccelerometerSensor)iPhone上配備的是一款三軸的運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器，它也是最早出現(xiàn)在iOS殳備上的傳感器之一。它的讀數(shù)以G-force為單位。所謂加速度，是指單位時(shí)間中速度的變化。所謂三軸，是說(shuō)明其能夠檢測(cè)殳備在三個(gè)方向上的加速度。將你的殳備正面向上平放在一個(gè)水平平面上，從左至右為軸由，從下至上為軸由，與水平面垂直向上的為軸。如圖：。由于地球重力加速度影響，則在此時(shí)軸為一個(gè)負(fù)值，而其它兩軸值為。這時(shí)如果你在水平面上旋轉(zhuǎn)殳備，你會(huì)預(yù)知所有三個(gè)軸上的數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生

4、變化。而如果你讓殳備從平面上立起，則這時(shí)，z軸將不會(huì)感受到重力加速度的影響值為0),那么這時(shí)軸應(yīng)該為一個(gè)負(fù)值。然后你再將殳備向左或向右90度傾倒，讓殳備的左或右邊緣與水平面保持平行狀態(tài)，則此時(shí)，yz軸則不會(huì)收到重力加速度的影響，x軸則為一個(gè)負(fù)值。根據(jù)這個(gè)傳感器提供的數(shù)值，殳備本身就可以檢測(cè)到你的持握方式發(fā)生的改變，從而可以使得iPhone自動(dòng)旋轉(zhuǎn)照片或App界面以適應(yīng)你當(dāng)前的持握方式。所以，在iPhone以前的機(jī)型，其用戶界面在Potrait縱向顯示)或Landscape橫向顯示)模式之間切換是利用了此傳感器。除此以外，我們都知道在iOS殳備中，很多的App都支持“搖一搖”這個(gè)操作，那么這個(gè)動(dòng)

5、作也是得益于運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器，當(dāng)你搖晃設(shè)備時(shí)，傳感器就會(huì)感受到在一個(gè)軸向(x,y,z)上的正/反向加速度，當(dāng)這個(gè)正/反向加速度超過(guò)一個(gè)特定閾值時(shí)，通知系統(tǒng)或App向應(yīng)“搖一搖”這個(gè)操作。很多賽車中都有加速度計(jì)這個(gè)裝置，用于檢測(cè)賽車在高速過(guò)彎時(shí)的橫向加速度，你也可以通過(guò)iOS殳備中的這個(gè)傳感器，自己設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用于檢測(cè)汽車運(yùn)行時(shí)的各方向的加速度。環(huán)境光傳感器(AmbientLightSensor)你應(yīng)該有這樣的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)你從一個(gè)明亮的室外走入相對(duì)黑暗的室內(nèi)后，iOS設(shè)備會(huì)自動(dòng)調(diào)低亮度，讓屏幕顯得不再那么光亮刺眼。這一切就得益于環(huán)境光傳感器的作用。其實(shí)，環(huán)境光傳感器是iOS殳備，甚至Ma上最為古

6、老的傳感器成員。它的存在能夠讓你在使用Ma或iPhoneiPad時(shí)，眼睛更為舒適。除此之外，當(dāng)你使用iPhone拍照時(shí)，閃光燈會(huì)在一定條件下自動(dòng)啟動(dòng)。還有，幾乎所有的筆記本型Mac都帶有背光鍵盤(pán)，當(dāng)周圍光線減弱到一定條件是會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟鍵盤(pán)背光，這都是得益于環(huán)境光傳感器的功勞。距離傳感器(ProximitySensor)當(dāng)你使用iPhon撥出電話或者接聽(tīng)電話并將電話放在耳邊的時(shí)候，iPhone會(huì)自動(dòng)關(guān)閉屏幕，這樣做的好處，1，是節(jié)省電量。2，是防止耳朵或面部錯(cuò)誤觸發(fā)觸摸屏操作。這一切都是iPhon上的距離傳感器在起作用。除此之外，Siri還有一個(gè)開(kāi)關(guān)叫做拿起電話來(lái)說(shuō)話”，當(dāng)你開(kāi)啟它后，只要拿起iP

7、hon放在耳邊，這時(shí)Si就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，傾聽(tīng)你的訴說(shuō)，這也同樣是距離傳感器的功勞。說(shuō)句題外話，iPhone距離傳感器的存在造成了太多影視劇的穿幫鏡頭，當(dāng)劇中人物帥氣的拿起iPhone撥打電話并放到耳邊時(shí)，屏幕卻很不爭(zhēng)氣的亮著，每每看到這種鏡頭，筆者只能苦笑導(dǎo)演的粗心。磁力計(jì)傳感器(MagnetometerSensor)從iPhone3GS始,iOS系統(tǒng)內(nèi)置了一個(gè)指南針的應(yīng)用。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是一個(gè)電子羅盤(pán)。它的出現(xiàn)得益于iPhon裝備了磁力傳感器。通過(guò)磁力傳感器對(duì)于地球磁場(chǎng)的感應(yīng)，獲得方向信息。這也使得iPhon在位置服務(wù)數(shù)據(jù)提供上更為精準(zhǔn)。對(duì)于iPad來(lái)說(shuō)，磁力計(jì)傳感器除了用于電子羅盤(pán)和導(dǎo)航，還有就

8、是感應(yīng)SmartCovit蓋睡眠的操作。內(nèi)部溫度傳感器(InternalTemperatureSensor)從iPad-代開(kāi)始，iOS設(shè)備都加入了一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器，用于檢測(cè)內(nèi)部組件溫度，當(dāng)溫度超過(guò)系統(tǒng)殳定閾值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)以下提示，。提醒你需要將設(shè)備靜置一段時(shí)間等其冷卻后再使用。這個(gè)傳感器的加入，對(duì)于提升iOSS備自身安全性與穩(wěn)定性有很大的幫助。濕度傳感器(MoistureSensor)相信很多使用iOSMac設(shè)備的朋友都有設(shè)備進(jìn)水后拿去維修被拒絕的經(jīng)歷，原因是設(shè)備進(jìn)水不在保修范圍之內(nèi)。那么Apple的維修人員是如何得知設(shè)備進(jìn)水了呢？這就是濕度傳感器在作怪。濕度傳感器與這里介紹的其他基于微電子，

9、微機(jī)電的傳感器不同，它是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理傳感器，簡(jiǎn)單說(shuō)就是一張遇水變紅的試紙。拿iPhone來(lái)說(shuō)，在耳機(jī)插孔底部和Doc線連接口內(nèi)部都有這樣一張?jiān)嚰?。一旦設(shè)備遇水，它們就會(huì)變成紅色。Apple維修人員在接到iPhone殳備時(shí)，會(huì)首先查看試紙顏色，如遇變紅，則就會(huì)拒絕你的保修請(qǐng)求。但是這個(gè)傳感器的靈敏度有些過(guò)分，筆者遇到過(guò)很多用戶，設(shè)備明明沒(méi)有進(jìn)水，但是試紙也呈現(xiàn)紅色，這往往是因?yàn)樵O(shè)備在高濕度環(huán)境中暴露的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致(比如放在一個(gè)帶有淋浴的洗手間內(nèi)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間)。Apple近期也由于這個(gè)問(wèn)題遭遇用戶的聯(lián)合起訴，賠償了很大一筆數(shù)目。筆記本型的Ma也基本都帶有這個(gè)傳感器，多數(shù)位于兩側(cè)喇叭下。所以很多打翻水

10、杯導(dǎo)致進(jìn)水的用戶會(huì)遭遇拒絕保修服務(wù)。陀螺儀(Gyroscope)陀螺儀是隨著iPhone的上市首次出現(xiàn)在iOS殳備上的傳感器，它的加入為iOS設(shè)備帶來(lái)了更為精準(zhǔn)的持握方式變化偵測(cè)和新的App特別是賽車類游戲)控制方式。在前面我們介紹過(guò)運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器，從它本身的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，激發(fā)它需要一個(gè)可被察覺(jué)的加速度，從而使得它更有利于偵測(cè)設(shè)備相對(duì)于外界參照物的移動(dòng)，但是對(duì)于檢測(cè)設(shè)備本身的動(dòng)作或姿態(tài)并不精準(zhǔn)。這就是陀螺儀進(jìn)駐iOSS備的原因，它能夠讓設(shè)備對(duì)于自身當(dāng)前的姿態(tài)有更準(zhǔn)確的了解。iOS設(shè)備中的陀螺儀都是三軸陀螺儀，三軸的方向與定義與運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器中的三軸定義相同。不同的地方是陀螺儀并不用來(lái)偵測(cè)設(shè)

11、備在三個(gè)軸向上的線性加速度，而是用于偵測(cè)設(shè)備沿三個(gè)軸為中線所旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度。這里有了三個(gè)名詞，分別為pitch（縱傾），rol橫傾）和yaw橫（擺）。讓我們還是以前面介紹運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器時(shí)的描述開(kāi)始。想象你的設(shè)備正面向上平放在一個(gè)水平平面上，則現(xiàn)在你抬起設(shè)備左邊緣或右邊緣，使得設(shè)備沿著軸為中心線做旋轉(zhuǎn)，這就叫做roll（橫傾）。如果你抬起設(shè)備的上邊緣或下邊緣，讓設(shè)備沿著X由為中心線做旋轉(zhuǎn)，則叫做pitch縱傾）。如果你將設(shè)備水平的在平面上沿著垂直于水平面的Z由旋轉(zhuǎn)，則叫做yaw橫擺）。從這里你可以看到，陀螺儀通過(guò)對(duì)這三個(gè)軸角速度的偵測(cè)，可以計(jì)算得出設(shè)備當(dāng)前的姿態(tài)。這對(duì)于很多賽車類游戲的操控方

12、式有著重要的意義，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)設(shè)備檢測(cè)到的角速度，來(lái)模擬汽車駕駛時(shí)方向盤(pán)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，使得這類游戲的操控體驗(yàn)更為直觀，精確。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS-GlobalPositioningSystem）這是從iPhone3開(kāi)始，加入到iOS殳備中的傳感器。目前存在于iPhone3以后的所有iPhon機(jī)型和所有帶有蜂窩數(shù)據(jù)模塊（3G/4G-LTE的iPa（中。iPhone/iPad中帶有的GPS是種被稱為A-GPS（aGPSXssistedGPSS助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的模塊。與普通的GPSS備不同，A-GPS在初始時(shí)需要使用Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（基站）來(lái)輔助初始定位。這對(duì)于iPhone和帶

13、有蜂窩數(shù)據(jù)通訊模塊的iPad來(lái)說(shuō)不是一個(gè)問(wèn)題。而且，普通GPS在初始定位時(shí)，需要一個(gè)可視天空的開(kāi)放環(huán)境和至少三顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)才能進(jìn)行定位，而A-GPS則可以利用Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（基站），輔以連接遠(yuǎn)程服務(wù)器的方式下載衛(wèi)星星歷，配合傳統(tǒng)GPS衛(wèi)星接收器，讓定位動(dòng)作更加快速，也更少受到外部環(huán)境影響。最早在iPhone，iPad中存在的A-GPS模塊只能使用GPS衛(wèi)星信號(hào)來(lái)進(jìn)行定位服務(wù)，從iPhone4開(kāi)始，內(nèi)置的A-GPS模塊還可以使用俄羅斯GLONASS定位系統(tǒng)。說(shuō)到這里，要首先給予讀者一點(diǎn)解釋。目前世界上一共有四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)，美國(guó)的GPS，俄羅斯的GLONASS歐盟的GAL

14、ILEE中國(guó)的COMPASS北斗）。而GPS和GLONASS是覆蓋面最廣，應(yīng)用最多的兩個(gè)系統(tǒng)。其實(shí)一般情況下，使用GPS定位已經(jīng)足夠，但是由于美國(guó)國(guó)防部由于某些因素在定位系統(tǒng)中加入了S/AF擾碼，使得GP酌精度已由以前的15-2米降至目前的10米。在這種情況下，GLONASS就更具優(yōu)勢(shì)，由于其沒(méi)有S/AF擾，則定位精度可達(dá)1米。所以從目前來(lái)說(shuō)，帶有這類A-GPS芯片的iOS殳備定位精度要超過(guò)普通的GPSS位設(shè)備。為導(dǎo)航等應(yīng)用提供了更為可靠的硬件支持。攝像頭（Camera）iPhone，iPod和iPa（中帶有的前置或后置攝像頭其實(shí)也是一種傳感器。除了攝影，攝像功能外。攝像頭還被用來(lái)掃描二維碼，

15、條形碼和名片，文檔材料等。很多應(yīng)用利用iOS殳備攝像頭，掃描文檔材料，并使用OCR光字符轉(zhuǎn)換）技術(shù)快速生成電子文檔。Mac上也擁有iSigh或FacetimeHD像頭，這些攝像頭也被很多的應(yīng)用程序利用，比如ShouldISI這個(gè)軟件，可以利用攝像頭進(jìn)行人臉識(shí)別或運(yùn)動(dòng)檢測(cè)，判斷是否應(yīng)該允許Ma進(jìn)入到睡眠狀態(tài)。以上簡(jiǎn)要的介紹了iOS設(shè)備中的傳感器以及其使用場(chǎng)景。其實(shí)在系統(tǒng)和App實(shí)際運(yùn)行中，很少單獨(dú)的使用某一傳感器的數(shù)據(jù)，而是結(jié)合來(lái)自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，經(jīng)由一定計(jì)算得出更為精確的結(jié)果。如現(xiàn)在的iOS設(shè)備，顯示內(nèi)容隨機(jī)器姿態(tài)變化而進(jìn)行適配，早期是單獨(dú)利用運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器，而現(xiàn)在則是結(jié)合陀螺儀的數(shù)據(jù)，更加精確、快速的判斷設(shè)備姿態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)。而導(dǎo)航應(yīng)用更是如此，通過(guò)結(jié)合GP，S運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器，陀螺儀，磁力計(jì)傳感器數(shù)據(jù)，可以獲得更為準(zhǔn)確的方向，海拔，速度等等信息。另外值得一提的是，很多朋友都對(duì)iPodtouch或Wi-F版本的iPad這些無(wú)A-GPS模塊的設(shè)備在某些條件下使用內(nèi)置地圖應(yīng)用也能進(jìn)行有限導(dǎo)航這個(gè)特性頗為不解。其實(shí)這也是傳感器的功勞，通過(guò)聯(lián)合使用運(yùn)動(dòng)/加速度傳感器和陀螺儀，實(shí)現(xiàn)慣性導(dǎo)航。用這類設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)，初