更炫的智能硬件，融合更多的传感器

   随着计算机、无线通讯、移动互联网、可穿戴设备和物联网的发展，智能硬件不断创新、不断发展，但若离开了“传感器”这些神秘的“感知五官”，其所谓的智能功能皆失去应有的魅力。

   何为传感器？简单的讲传感器就是把自然界的物理量、化学量、生物量能转化为可用电讯号的装置与元件，如压力传感器、温度传感器、PH传感器等。当然传感器的种类很多，按不同原理，不同用途有近万种。其尺寸大小相差很大，有表贴电阻小的温度传感器；有直径3米的流量传感器；有重达几百公斤的扭矩传感器；有轻如不足1克的MEMS加速度传感器；有价值几毛钱的NTC热敏传感器；有贵重堪比两辆宝马X5的航天陀螺。

   传感器技术是一门多学科交叉的科学，因此，大家熟悉又陌生。当前，智能硬件热潮滚滚，传感器技术被推到了“风口浪尖”，但很多人面对各种传感器名词显得无所适从，选择更是一筹莫展。例如什么是接近传感器/光传感器？何为动作传感器？微波传感器和红外传感器的区别？Motion传感器又是何方神物？超声波传感器能干什么？诸如此类的问题不断困惑着智能硬件的精英们。

   接近传感器是按照其用途或功能来命名的，顾名思义，就是被测物体接近传感器时，传感器输出电信号（开关量或线性量），接近传感器有不同原理，如超声波、光电、电容、电感、微波、红外等，例如我们最常见的手机接近耳朵时，由于内置光传感器产生相应信号，会把扬声器模式自动变成听筒模式，或者自动关闭屏幕显示。

   Motion运动传感器，亦称为惯性传感器，同时也有不科学地称为动作传感器，也有更科学地称为姿态传感器。Motion传感器应包括加速度传感器（加速度计）和角速度传感器（陀螺）。惯性传感器原本主要用于军事领域，作为导弹、飞机、航舰、雷达、卫星的自主导航器件。现在随着MEMS技术的快速发展，以及精度和价格的瀑布般降落，迎合手机、pad、可穿戴设备的到来，被历史性地应用到智能硬件上，加速度传感器测量直线运动速度的变化（加速或减速），直接测量设备的运动状态。数学上一次积分可以计算出运动速度，二次积分可以计算出一段时间的运动距离，当然经过适当地处理亦可以计算出倾斜角度，我们常见得手机屏幕旋转、高档计步器都是典型的加速度传感器应用。

   角速度传感器又称陀螺，测量物体旋转运动速度，也是运动传感器，数学上一次积分可以计算角度，一次微分可计算出角速度，都是测量各种运动物体不可或缺的器件。典型的硬件应用是汽车的电子稳定系统（ESP）和双轮自动车。还应了解的是加速度传感器和角速度传感器相结合，或数据融合，可以演算出更能反映物体运动状态（或姿态）的具体参数，如三维空间中动态物体的角度、角速度等。“孝为先”自动跌倒报警器也是采用Motion传感器融合的范例。

   光传感器、红外传感器、超声传感器、微波传感器、则都是以其原理命名的传感器。光传感器包括可见光和不可见光传感器。常见的可见光传感器有光敏传感器、光照传感器、激光传感器。光敏传感器作为光度开关，可用作汽车、路灯、夜间或黑暗时自动开启灯光。光照度传感器可以测量光的强度，可用作智能家居的自动窗帘、农业大棚的植物光照强度控制。激光传感器可以测量距离。不可见光传感器主要有红外传感器和紫外传感器。而常用的红外传感器又有被动和主动两类。被动红外传感器采用最多的是人体热释电红外传感器。它是一种能感知人或动物运动时发出的一种红外波，当测量到这种波长时，会输出一个开关量，像我们日常生活中见到的自动门、自动水龙头、自动烘手机、有些商店门前的“欢迎光临”自动扬声器。当然安防领域的红外传感器用途更多。另外主动红外传感器可制式红外热像仪，用于医疗诊断、电站安全预警、军工和警用等、红外测量仪可以测量钢水温度和人体的温度。随便讲，紫外传感器可以测量火焰强度或有无火焰。

   微波传感器和超声波传感器的原理都是根据传感器发出不同波长的波到被测物体，被反射或吸引。据此来判断两者的距离或有无物体。微波传感器和超声传感器，有些人也称为雷达，其实主要是传感器出发的波长不一，微波传感器一般为24GHz，超声波传感器一般为40kHz。它们大多用于测量距离。例如手持测距仪、手持测厚仪、大量用于汽车倒车装置的则为超声波传感器，当然不同波长具有不同的用途，例如医院里的各种超声医用设备。

   智能硬件选用传感器的原则是尺寸小、价格低、功耗少、寿命长、易维护。

   传感器是百花园，学会欣赏，优秀的硬件设计师会创造出更炫更美的作品。