你真知道嗎？手機怎么懂得我們在干啥？
手機已經成為我們日常生活中必不可少的一部分。隨著手機的普及，漸漸地它已經成為一種社會基礎設施，幾乎所有事情都需要用到手機。而好多人對它也是須臾不離，成為了“低頭一族”。
手機作為一個與人零距離接觸的智能設備，從商業的角度來看，是有史以來最強大的一個流量窗口。
隨著手機的發展以及人們對手機的功能性需求，手機內的傳感器也越來越多，常見的一些有：光線傳感器，距離感應器，陀螺儀，加速度傳感器，霍爾感應器，電子羅盤，氣壓計，GPS。
這些器件就像手機的眼睛鼻子一樣，通過它們，手機就能了解我們在做什么。
手機外部結構名稱。圖片來自百度知道
在手機最明顯的額頭位置，有兩個傳感器。一個叫光線傳感器，主要零件是一個光敏三極管。你從褲兜里把手機掏出來的時候，光線照在手機額頭上，光線透過一個孔，集中照在光敏三極管上的 PN 結【注一】上。
PN 結結構圖（圖片來自 diangon.com）
距離傳感器工作原理（圖片來自 robot.ofweek.com）
另一個叫距離傳感器，主要零件是一個 LED 紅外發射器，它根據發射后接收到的反射回來的紅外線強度和返回時間來判斷手機和周圍物體的距離。
一旦發現反饋的紅外強度變弱，那肯定就是手機被掏出來了，光線傳感器也接收到了光信號，這時候手機就會做好準備，讓你開啟。
所以其實手機在你喚醒它之前，它其實已經知道你要喚醒它了。當然，靠的不是什么人工智能，是很簡單的傳感信息的采集。
當然我說的這個用途不是這兩個傳感器的主要用途，光線傳感器主要用于調節屏幕亮度，避免太亮刺眼或者太暗看不到。距離傳感器主要用于打電話的時候判斷是否息屏節省電量。
GPS 概念圖（圖片來自 .ifeng.com）
在我們把手機拿出來之后，GPS（全球定位系統）會一直對我們進行定位。GPS 的原理大家很熟悉了，GPS 起源于美國的一個軍事項目，鋪設 24 顆衛星，依靠不斷收發信號，憑借導航電文的碼間距來進行三維精確定位。
GPS 工作原理（圖片來自 www.spottrace.net.au）
定位芯片通過接收衛星信號，知道手機處在什么位置，同時通過另外兩個傳感器甚至可以知道手機朝向哪個方向。
一個是磁場感應器，這個器件的原理大家小學自然課上就學過，跟指南針一樣，通過切割磁場線來獲得電信號，從此判斷手機朝向的方向。
陀螺儀結構圖（圖片來自百度知道）
除了 GPS 之外，還有一個可以用于判斷手機運動狀態的是陀螺儀，又稱角動量傳感器。
一聽到角動量，很多同學容易想起行星自旋啥的，很高大上的術詞，其實原理很簡單。
之所以我們一般叫它陀螺儀，是因為它就是一個高速旋轉的剛體陀螺，很多人都看到過公園里老大爺玩陀螺，陀螺在高速旋轉的時候，你稍微給一點其他方向的力，它就會受到影響。
陀螺儀就是通過分析這些變化，來判斷物體移動的方向和角度。
加速度傳感器電路圖（圖片來自電工學習網）
有了這兩個東西，哪怕沒有定位系統，手機也可以基本判定自己在什么地方，往哪走，甚至在地鐵里收不到 GPS 信號，也能定位。
還有一個東西叫加速度傳感器，它還可以判斷手機在以一個什么速度前進，結構跟陀螺儀差不多，但是多了一個壓電的結構。
手機在加速的時候會受到一個加速度的力，質量塊對壓電元件作用力，力越大，產生的電壓就越大，也說明加速度越快。
這樣就可以判斷出移動的速度是多少，進而也可以判斷出乘坐的是什么交通工具。
這些用于采集手機信息的器件，都可以稱為感應器。除了上文提到的優化個人用戶的體驗之外，它們收集到的數據可以用于商業用途和城市規劃。
感應器的數據在經過長時間大樣本的記錄后，大數據就可以了解手機用戶，可以針對性分析出更加精確的大數據信息。比如喜歡乘坐什么交通工具，到過什么地方，據此可以判斷用戶的消費習慣。
同樣的數據也可以用于城市規劃、智能城市交通管理，收集到第一手的最真實的數據，讓城市管理者更加真實全面地了解一座城市。
智能交通中，我們最常見的形式，就是導航軟件有一個避免堵塞的選擇，它就是通過大規模的 GPS 定位，分析哪個地方容易造成擁堵，然后在推送給需要避開擁堵的用戶。通過這樣一種很簡單的方式來優化城市的交通，減少堵塞。
感應器收集到的這些數據大部分都是在手機內進行處理運用，所以一般沒有個人信息安全的問題。比起這個，不要隨意鏈接奇怪的 Wi-Fi 和公共充電設備才是更需要注意的事情。
注一：PN 結是兩種特殊半導體，它們緊密結合之后，接觸的界面成為冶金結界面，會形成一處空穴。外界的光線是由光子組成的，光子本身有能量，打在 PN 結上就會擊穿它，同時在空穴產生反向電流，芯片通過檢測這些變化來判斷周圍的光線是變強還是變弱。
來自: 驅動之家