你天天用却没察觉:生活里的传感器到底在忙什么

早上闹钟响,你迷迷糊糊摸过手机,屏幕自动亮到适合的亮度,按掉闹钟坐起来。你有没有想过,这短短两三秒里,已经至少三个传感器完成了工作。

很多人听到传感器三个字,第一反应是火箭、工厂、机器人身上的高科技零件,跟日常不搭边。错得离谱。你现在能顺畅刷这篇文章,都靠传感器帮忙。

你刚起床,已经跟五六个传感器打过招呼了

屏幕自动调亮度,靠的是光线传感器,藏在手机刘海或者边框那里,芝麻大一点,不停测周围的光强,转成电信号给系统,系统自动调屏。你打电话把手机贴脸,屏幕会灭,那是距离传感器在干活,防止你误触。

你抬手刷智能手表,屏幕自己亮。那是加速度传感器和陀螺仪在配合,识别到你抬手的动作,触发亮屏。你用手机拍全景,摇来摇去画面都不歪,也是陀螺仪的功劳。更别说你家智能空调能自动控温,冰箱能感知内部温度调功率,马桶盖能加热到你设的温度,全靠传感器。

智能手机内部传感器位置分布图
智能手机内部传感器位置分布图

前几年九月底去南京参加行业小会,跟一个做传感器的老师傅聊天,他说当年阿波罗登月飞船,整个飞船上的传感器加起来不到一百个,现在随便一个旗舰手机,传感器数量超过二十个,性能甩当年十万八千里。

想想挺有意思。人类把人送上月球的时候,传感器还金贵得要死,现在它就藏在你口袋里,天天给你干活,你连它存在都想不起来。

别背百科定义,传感器其实就是机器的五官

我不说那种“传感器是能将非电学量转换成电学量的装置”的鬼话,听不懂也记不住。说白了,传感器就是机器的五官

人自己有眼睛鼻子耳朵皮肤,能感知冷暖明暗动静,机器没有啊。机器只看得懂电信号,所以就得有个东西帮它把外面的光、温度、位置、速度这些东西,转成它能看懂的电信号,再传给处理器做决策。

就这么简单。

很多人有个误区,觉得传感器越贵、精度越高越好。老师傅跟我吐槽过,说太多客户上来就问“你这个精度能到万分之一吗”,问完拿回去用在扬尘监测的场景,万分之一的精度有啥用?空气中一堆杂颗粒,干扰比信号还大,再高精度也测不准,纯浪费钱。

适合场景比精度重要一万倍。你手机测步数,要毫米级精度干嘛?你走一步它算三步,反而不准,差不多够用就行。你给卫星测轨道,那当然要精度越高越好,差一毫米都是十万八千里。

家用智能空调温度传感器安装位置图
家用智能空调温度传感器安装位置图

还有人觉得传感器是本世纪才出来的新东西。才不是。早年的水银温度计,就是最原始的温度传感器啊,把温度变化转成水银柱的高度变化,人能直接读,本质上跟现在空调里的电子温度传感器干的是一样的活。一百多年前,工程师就用应变片传感器测桥梁的形变,防止桥塌,那时候我们还没有集成电路呢,人照样会用传感器。

没人敢随便说的:传感器接下来要闯哪些坎

没人敢随便说的:传感器接下来要闯哪些坎
没人敢随便说的:传感器接下来要闯哪些坎

现在都讲万物互联,说白了万物互联的前提就是万物都装传感器。每件东西都得能感知周围的环境,才能联网交互对不对?

不过话说回来,现在行业里两个坎,大部分人都绕不开。第一个是供电。你想,城市里几万盏路灯,每个都装传感器监测故障,拉电线成本太高,半年换一次电池,人工成本比传感器本身贵十倍,谁换得起?

现在有意思的方向就是环境取电,从周围的电磁波里,从温度差里,从风吹的振动里,收集一点点微弱的电,够传感器干活就行,不用拉电线不用换电池,现在已经有小范围用在路灯和环境监测上了,挺香的。

第二个坎就是数据噪声。什么意思?就是传感器测出来的数,经常混进去一堆没用的杂信号,也就是噪声。你放一百个传感器在地里测土壤湿度,可能有一半的数不准,要么是土壤里有石块干扰,要么下雨后盐分变化影响,出来一堆垃圾数据,你就算用AI洗都洗不干净。

现在做多传感器融合,不是说把几个传感器的数堆一起就行,是让它们互相补错。自动驾驶就是最典型的例子,激光雷达测距准,下雨天雾天就歇菜;摄像头能识别红绿灯标志牌,天黑逆光就瞎;超声波传感器测近距离障碍物准,远一点就没信号。几个凑一块,你错的时候我补,我瞎的时候你上,整体就准多了。

我之前接触过一个做农业传感器的团队,他们说国内很多做传感器的,都是在实验室里调参数,把参数做得特别好看,拿出去吹,一放到真实的地里,数据差一倍都不止。说白了就是没下过地,不知道真实场景里有多少乱七八糟的干扰,都是实验室养出来的花,中看不中用。

还有个方向我挺感兴趣的,就是柔性传感器。薄得像一张纸,软得能贴在皮肤上,能测你的心率、出汗量,甚至以后能不扎针测血糖。以后你穿的运动服,贴一个创可贴大的传感器,全天监测你的身体状态,有一点不对就能提前预警,比你每年去医院抽一次血有用多了。

当然,隐私问题绕不开。这么多传感器天天在你身边,测你的位置,测你的心率,测你的指纹,会不会把数据卖出去?现在很多新的传感器都开始做端侧处理,数据不往云端传,就在传感器本地处理完,只输出结果,原始数据根本不往外发,这个能解决大部分问题。不过技术归技术,规则归规则,这个就另说了。

下次你拿起手机,抬手亮屏的时候,多留意一下吧。那么小的一个个小东西,不声不响,整个现代科技的底座,其实就是它们堆起来的。缺了它们,再厉害的芯片,也只是一块不会干活的硅片罢了。

作者|科技

排版|科技

审核|小北

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