MX4 Pro 作为去年魅族的旗舰机,配备了2K 屏幕、20nm
CPU、2070万相机、指纹识别和
Hi-Fi,各种强悍配置,网络上对其评测文章也是层出不穷,但是看完了那么多评测,对于
Pro 的传感器你又有了解多少呢?今天就来盘点下 Pro 中应用的传感器吧。

传感器在手机中的应用无非是收集用户的使用状态数据和提供创新的交互方式,也正是有了这些神奇的传感器的存在,也让各种脑洞大开的app能够实现。

首先我们来盘点下在MX4 Pro的基础操作中能够使用到的传感器:

声波传感器

没错,首先当然是声波传感器,学名声波传感器,俗名麦克风。也就是我们打电话无法离开的传感器。Pro采用双麦克风通过系统算法,以达到降噪的目的。所以在越做越薄的手机中,麦克风也变得越来越小,所以麦克风也是手机无法离开的MEMS传感器之一。

电容式触摸屏传感器

在如今的大屏智能手机中,大多采用的是电容式的触屏技术,也是我们不得不用到的传感器。电容屏的出现,也算是彻底改变了人们使用手机的交互习惯。

电容触摸传感器工作原理:

电容式触摸传感器是利用人体的电流感应进行工作的,
它是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层,最外层是一薄层矽土玻璃保护层。当我们用手指触摸在感应屏上的时候,人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。

除了手机基础操作中用到的传感器外,在使用MX4
Pro中还会用到下面的安全类传感器:

指纹传感器

作为全球首款正面按压式指纹识别Android手机,魅族围绕指纹识别打造了“mTouch”系统,手指只需轻轻按下Home键,蓝宝石下的指纹传感器会迅速响应,在此之前,苹果和三星都有配置指纹传感器,而指纹传感器也逐渐成为未来快捷支付生态的一个重要一环。相信魅族也将会开始铺自己的安全支付之路。

最后我们来盘点下应用最为广泛的检测运动类的传感器:

陀螺仪传感器

陀螺仪传感器叫做Gyro-sensor,返回x、y、z三轴的角加速度数据。陀螺仪传感器在手机中应用是提供精度更高的角度信息,判别物体的运动状态。根据陀螺仪的数据,程序可以判断出手机在某个方向旋转了多少角度,所以手机能够检测用户是在进行横屏操作还是竖屏操作,甚至微信的摇一摇功能也是应用到了陀螺仪传感器。

加速度传感器

加速度传感器又叫G-sensor,返回x、y、z三轴的加速度数值。加速度传感器可能是最为成熟的一种MEMS产品,也是

智能手机中最常见的传感器之一。在手机的应用中,加速度传感器用于测量手机各个方向的加速度,每当手机运动时,加速度传感器就会有对应数据输出。加速度传感器还能测量手机在三个方向上的角度。应用利用加速度传感器可以判断手机摆放的状态,有角度摆放还是平躺,利用加速度传感器,还可以检测你某段时间内走的距离,某些检测步行软件就是通过这个来计算。

光线传感器

光线传感器可以检测实时的光线强度,就是照射到单位面积上的光通过量。在手机中,光线传感器最重要的作用是:根据周围环境的亮度,利用光线传感器的数据自动调节屏幕明暗,既可以调节手机功耗,还能调整到最佳视觉亮度,提供柔和的画面。由于光线传感器的存在,开发者所开发的应用还可以探索更多的交互行为,例如就有人做过的把手机翻转之后关灯的小程序。

电子罗盘

大多数智能手机配置的另外一种传感器是电子罗盘,它能够通过磁场来确定方向。简单讲就是感测地磁,就是指南针(Compass)。但是,电子罗盘技术比较容易受环境影响(如高压电塔旁、马达旁),必须时时校正才有用。

距离传感器

距离传感器也称接近传感器,用于检测物体与手机的距离,由红外LED灯和红外辐射光线探测器组成。当人们接听电话时,传感器能够“感知”用户正在接近手机,为防止屏幕在点亮状态时用户误操作,此时手机会调整为黑屏状态,当手机拿开后,屏幕又会重新亮起。距离传感器的工作原理是根据“飞行时间法”(flying
time)通过发射不可见光,检测收到反射光后的时间间隔来计算与物体之间的距离。

当然距离传感器也不是新玩意,早在航空航天和工业领域就已经有了广泛的应用,如今应用到手机中后,也变得更加贴近生活,在微信中就应用到了距离传感器的功能,当用户将手机贴近耳朵时原本外放的语音消息就会变成听筒模式。

出了以上的判断运动的传感器外,Pro中还有其他的传感器同样可以检测运动状态:

方向传感器(O-sensor)

重力传感器(GV-sensor)

线性加速度传感器(LA-sensor)

旋转矢量传感器(RV-sensor)

以上是MX4 Pro中所应用的传感器盘点,如果算上GPS和摄像头,MX4
Pro中的传感器种类将达到14种,作为魅族的旗舰机也算是非常有诚意的了。当然,光有传感器是不够的,把传感器利用起来才是有价值的事,之前发布的魅族智能硬件平台LifeKit或许就会好好的利用手机中的传感器,我们拭目以待吧。

生活中我们熟知的手机传感器有很多种,传感器的作用是使我们在前台操作的更加方便流畅。近期,英国纽卡斯尔大学的一个安全研究团队发现了一种恶意JavaScript文件,能够在用户毫不知情的情况下在网站或App中悄悄进行加载,并通过各种手机传感器来访问并收集用户手机中的数据,破解用户的密码或PIN码。

手机传感器嗅探用户密码

这种恶意JS文件能够在用户毫不知情的情况下在网站或App中悄悄进行加载,当用户使用智能手机访问网站或App时,它就能够在后台通过各种手机传感器来访问并收集用户手机中的数据,攻击者将能够利用这些收集到的数据来破解用户的密码或PIN码。研究人员表示,这种恶意脚本能够利用25种不同的传感器来收集数据,在对这些收集到的数据进行整合之后,攻击者将能够推断出目标用户在手机上所输入的内容。

根据Mozilla公司的公告,火狐浏览器已经从v46版本开始限制JavaScript脚本访问手机的运动和方向传感器。除此之外,苹果公司也已经在iOS9.3的Safari浏览器中采取了类似的限制措施。但需要注意的是,目前Chrome浏览器仍然存在这一问题。

这种攻击技术之所以能够存在,主要是因为某些应用程序不会受到手机操作系统的权限限制,例如Web浏览器,而像这样的App将能够访问手机所有的传感器数据。根据目前智能手机内置的权限模型,当App需要访问例如GPS、照相机或麦克风这样的传感器时,手机会要求用户对相应操作赋权,但是当App访问手机的加速计、陀螺仪、NFC和重力感应器的数据时,手机并不会向用户发出权限请求。

由于硬件成本不高,这些传感器正在成为现代智能手机的标配,但移动端操作系统更新升级的脚步却没有跟上,所以才导致了这一问题的出现。为了验证这种攻击,研究人员编写了一个名叫PINlogger.js的JavaScript文件,这个文件能够访问这些不受系统权限控制的传感器,并从中获取传感器的使用日志等数据。

如果用户允许浏览器或者已被感染的App在手机后台运行的话,那么当用户在使用其他的App时,PINlogger.js脚本就会持续收集传感器数据。此时,用户在任何时候所输入的PIN码以及密码都会被PINlogger.js记录下来,而这些数据将会发送至攻击者所控制的服务器。由于手机中配备的传感器越来越多,所以攻击者可以收集到的数据量也就会更大,这也将导致攻击者破解用户输入内容的成功率就会更高。

该研究团队的SiamakShahandashti博士表示:“这就好比是在玩拼图一样,你所得到的信息越多,你就能够越快拼出完整的图。”研究人员还表示,他们所训练的人工智能网络可以仅仅通过监听手机运动和方向传感器的数据流来破解用户的密码。据了解,他们总共对50多台用户设备进行了测试,而在他们的首次测试中,四位数字PIN码的破解成功率竟高达74%。在对神经网络进行了进一步训练之后,第二次和第三次测试的成功率相应增长到了86%和94%。除此之外,研究人员也对破解算法进行了升级,现在已经能够处理字母和数字混合的密码了。

根据研究人员透露的信息,他们这项研究的目的是为了提高厂商和用户对智能手机传感器访问权限的关注度,因为目前的移动操作系统厂商还没有建立标准的权限控制模型来管理智能手机传感器的访问权限。

手机传感器的职责所在

智能手机在智能的道路上越走越远,我们平日里用手机解决大部分的问题,上网、游戏、导航、支付等等,从中受益颇多。那么这些传感器都肩负那些职责呢?

距离传感器

距离传感器通常安放在手机听筒旁边,用来检测手机正面与其他物体的距离。如果距离达到一个阈值,就会自动关闭屏幕,一则省电,二则防止手机触摸屏被误操作。

通常距离传感器在手机上会应用于两个方面,一是打电话时,手机接近头部就会自动灭屏,以防止耳朵或脸对触摸屏进行了误操作,而且通话中关闭屏幕也可以省电,手机从耳边拿开又会自动亮屏;二是防止手机在口袋或包包里屏幕亮起出现误操作现象,距离传感器感应到近距离有物体,就会通知手机自动关闭屏幕。

光线传感器

智能手机通常都有这样一项设置——自动亮度调节,打开后手机会根据周围光线的强弱自动调节手机屏幕亮度。在阳光明媚的室外,屏幕亮度会自动变大帮人在强光下看清屏幕;在昏暗的晚上,屏幕亮度就会自动变小,减少光线对眼睛的刺激,也可以顺便省个电。光线传感器就是用来感受周围光线强弱以实现手机屏幕亮度的自动调节的。光线传感器和距离传感器很多时候会集成在一个位置,可以减少前面板的开洞,设计上更好看。

电子罗盘

说到罗盘,我们就会想到指南针,而电子罗盘,就是在手机中起指南针作用的。电子罗盘是利用地磁原理工作的,手机中的指南针不需要GPS也不需要网络就可以指方向,它就是依靠电子罗盘来辨别方向的。而电子罗盘更实际的用处,是在地图导航上面。当你打开地图软件,通过GPS定位后会发现有一个小箭头,箭头会在你移动的过程中指向移动的方向,这个可以直接感应方向的小箭头就是电子罗盘控制的。有些手机没有电子罗盘,定位后只会出现一个圆点,而没有箭头指方向。

重力传感器

重力传感器是用来检测手机摇动、晃动、翻转等动作的,比如当手机竖拿转为横拿,被重力感应器检测到,然后指示屏幕从竖屏显示变为横屏显示。重力传感器常被应用于游戏上,有些赛车类游戏需要左右摆动手机来转弯;有些过关类游戏需要晃动手机来使房顶上的钥匙掉到地上,等等,这些都是依靠手机的重力传感器来完成了。当然如今最为广大人民熟知的一个依靠重力传感器来实现的动作就是微信摇一摇!

VR技术日臻成熟,而对搭配VR设备使用的手机最不可或缺的功能就是重力感应,在带上VR眼镜后,四面八方都有布景,要转动身体来感受这个立体的世界,如果手机不支持重力感应的话,那么不管你怎么转画面恐怕也不会有变化的。

陀螺仪

陀螺仪是用来测量物体旋转角度的,它可以辅助重力感应达到更好的游戏体验;搭配电子罗盘和GPS使用可以得到更精准的导航体验,GPS负责定位,电子罗盘负责辨别方向,而陀螺仪则可以检测到细小的转向,最后就可以画出一条比较精准的导航路线。理论上说,当使用GPS定位后,即使之后GPS信号减弱或消失,电子罗盘和陀螺仪也可以继续通过手机的移动来画出行驶路线。

霍尔传感器

霍尔传感器是手机屏幕上的元件,早先的翻盖手机翻盖亮屏,合盖灭屏就是霍尔传感器在工作。而到了现在的智能手机时代,霍尔传感器依然有用武之地,那就是用来支持磁性翻盖保护套的各种动作设置。磁性翻盖手机套在合上盖子和打开盖子时,会有信号接近和远离霍尔传感器,感应器再传递出去控制手机亮屏和灭屏。

触摸感应器

如今大部分智能手机使用的都是电容屏,反馈快、灵敏度高。人的皮肤属于导体,在触摸屏幕一个点时,会吸走一个小电流,这个小电流是从屏幕的四个角中流出的,于是通过计算四个角流出的小电流就能确定触摸的位置了。所以使用指甲等其他物体并不能操控屏幕,而那些所谓的触摸手套、触控笔,就是选择接触屏幕时可以产生电容的材质做成的。

GPS传感器

GPS卫星在不断地发射导航电文,手机里内置的GPS模块,可以接收导航电文,通过导航电文我们可以获得卫星发射该导航电文时的时间和位置坐标。手机接收到该信号与卫星发射该信号时的时间差乘以光速,就可以得到该卫星与手机之间的距离。另外,《人民的名义》中我们看到祁同伟电话协助丁义珍逃跑后将手机卡冲进马桶就是为了逃避基站定位。由于基站的位置是固定的,通过获取当前手机卡接入的基站信息,就可以得到一个大概的位置。当手机信号接收范围内的基站数量越多,分布越密集,能够获取到的位置信息也就越准确。但是由于基站定位时,信号很容易受到干扰,所以定位精度比较低,但优点是定位速度快,所以一般会与GPS结合使用,定位导航既快又准。

GPS定位和基站定位是最常用的两种定位技术,除此之外还有WIFI定位、蓝牙定位等,一般情况下手机会结合多种定位技术,从而更加快速、准确地获取位置信息,而手机上的各类应用通过调用已获取的位置信息,就可以根据你的位置提供各种服务了。

指纹传感器

指纹解锁、指纹支付想必我们大家都不陌生,由于人的指纹具有终身不变性和唯一性,且方便使用,因此指纹识别技术成为当今生物特征识别领域应用最广泛的技术之一。目前手机中常用的指纹传感器主要由两种,一种是电容式指纹传感器,一种是射频式指纹传感器。

电容式指纹传感器中有无数个面积相同的半导体极板,当手指接触电容式指纹传感器时,手指表面与传感器上的极板一一匹配便构成了无数个平板电容器。由于人的指纹凹凸不平,指纹与半导体表面之间的距离也不一样。传感器根据检测到的不同接触点的电容不同,就可以得到手指的指纹信息。iPhone使用的就是电容式指纹传感器,这种模式需要手指与指纹识别模块相接触。

射频式指纹传感器分为无线电波探测和超声波探测两种,其中超声波探测是目前的主流技术。超声波在到达不同材质表面时,被吸收、穿透和反射的程度不同,也就是波阻抗不同。超声波指纹传感器会发出微量的射频信号,根据信号在空气和皮肤表面波阻抗的不同,我们就可以分别得到指纹凹陷和凸起的位置,从而得到指纹图像。这种技术不需要手指与指纹识别模块直接接触,即便手指沾有水、油污或灰尘,也能较好地识别。小米5s采用的即是超声波指纹传感器,由于手机屏幕的厚度多在0.5mm左右,而超声波指纹识别技术能够穿透的玻璃厚度大概在0.3——0.4mm,所以小米5s在Home键位置挖了一个凹槽,来保证超声波的穿透效果。然而由于这种技术的应用目前还不是很成熟,所以识别效果并不是很理想。

如今,很多指纹识别技术公司都在研发隐藏式指纹识别技术,未来不再将指纹识别模块放置在Home键、机身左右侧或背面,而是直接将其隐藏在触摸屏板之下,这样手机就可以实现全屏触摸了。

加速度传感器

手机计步少不了加速度传感器。加速度传感器主要测算一些瞬时加速或减速的运动,当我们拿着手机走动时,手机会随着我们的身体在各个方向摆动,这时加速度传感器就可以检测出加速度在不同方向的变化,通过分析这种变化的特征及频次,就可以计算出我们走了多少步。此外,加速度传感器还能检测手机是横放还是竖放,从而进行横屏显示或者竖屏显示。手机摇一摇、翻转静音、甩动切歌都离不开加速度传感器。

温度传感器

相信有不少人的手机出现过天太冷被“冻”关机的情况,这就是手机里的温度传感器在起作用了,温度传感器能够检测手机部件的温度高低,如果手机某一部件温度过高或过低,手机就会自动关机,从而防止手机损坏。

结语

除了以上各种传感器,还有气压传感器等,有些手机甚至还有心率传感器、有害辐射传感器、血氧传感器等,形形色色的传感器赋予了手机丰富多样的功能。可以说传感器就像手机的神经一样,能够感受周围环境的变化以及人的操作,涉及到我们生活的方方面面,所以传感器的安全不能忽视,需谨慎对待。

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