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有時(shí)候智能手機看起來(lái)顯得很笨。比如下面這個(gè)例子：辦公室里坐了很多員工，每位都在專(zhuān)心地做他或她自己的工作。此時(shí)此刻，一首突然響起的流行音樂(lè )——剛好離開(kāi)辦公室去外面就餐的同事的手機鈴音打破了這里的寧靜。手機就放在桌子上，拼命地振動(dòng)，慢慢地滑向桌子邊緣，迫使旁邊的同事跳起來(lái)把手機移到安全的位置。 這種情況對辦公室人員來(lái)是非常惱火的，很容易讓他們分心。 乍看起來(lái)，一部智能手機如此的不聰明似乎有些奇怪——畢竟智能手機通常都非常了解自己所處的周?chē)h(huán)境。 事實(shí)上，我們還需要增加一些元件，并對各種傳感器的輸出進(jìn)行仔細的組合，才能讓一臺移動(dòng)設備自動(dòng)執行合適的通知功能。本文概述了一個(gè)可以提供這種能力的軟硬件框架，它充分利用了許多移動(dòng)設備中已有的功能。 智能手機中豐富的傳感器陣列 智能手機中已經(jīng)配備有許多傳感器。有些傳感器可以直接支持智能通知： ·嵌入在顯示屏中的接近傳感器可以檢測到手機是否靠近用戶(hù)的耳朵。當靠近用戶(hù)耳朵時(shí)，它可以通知手機關(guān)閉顯示屏及其觸摸敏感性。 ·環(huán)境光線(xiàn)傳感器可以幫助系統根據環(huán)境光線(xiàn)的強度調整顯示屏的亮度。先進(jìn)的環(huán)境光線(xiàn)傳感器將數字顏色檢測和接近檢測結合在一起，可以實(shí)現更加復雜的顯示管理。 ·加速度計可以判定屏幕的方向，以便屏幕上顯示的內容作出合適的旋轉以配合橫屏或豎屏模式。 ·麥克風(fēng)可以檢測環(huán)境噪聲的大小。 就目前的配置而言，每個(gè)傳感器都被分配一個(gè)主要的功能，一般不用于其它功能。加速度計是其中一個(gè)例外，它也被用于游戲應用中，用于支持玩家的用戶(hù)界面。 對環(huán)境的部分感知 目前智能手機中的傳感器陣列具有部分的智能事件通知能力，比如來(lái)電、短信和電子郵件。舉例來(lái)說(shuō)，智能手機中的環(huán)境光線(xiàn)傳感器和加速度計可以檢測手機是否處于靜止狀態(tài)和明亮的環(huán)境中(是太陽(yáng)光還是人造光源)。這意味著(zhù)智能手機不在用戶(hù)身上(如果手機在口袋里，顯示屏上應該不會(huì )照射到環(huán)境光線(xiàn))。這也意味著(zhù)可以自動(dòng)取消振動(dòng)功能。 但用戶(hù)通知可以做得比這智能得多，而且只需增加少量元器件即可。 舉例來(lái)說(shuō)，當手機面朝下放在桌子上時(shí)，環(huán)境光線(xiàn)傳感器將無(wú)法正常工作。為了讓智能手機能同時(shí)看到兩個(gè)方向，需要安裝兩個(gè)環(huán)境光線(xiàn)傳感器，一個(gè)在手機前面，一個(gè)在手機背面。這樣不管手機處于什么位置都能使用環(huán)境光線(xiàn)信息。 同樣對接近檢測也可以這么處理：在手機背面增加第二個(gè)接近傳感器。傳感器模塊可以將接近和環(huán)境光線(xiàn)檢測功能結合在一起，因此在手機背面只需增加一個(gè)器件。如果使用顏色傳感器/接近傳感器模塊，那么這個(gè)器件就能真實(shí)地測量環(huán)境光線(xiàn)的色溫，進(jìn)而分辨出是人造光(表明手機在室內)還是太陽(yáng)光(表明手機在室外)。 智能通知還需要有關(guān)環(huán)境噪聲大小的信息。這要求來(lái)自麥克風(fēng)的檢測輸入，再加上數字信號處理來(lái)判斷手機附近的聲音大小。將麥克風(fēng)的輸出幅度轉換為噪聲音量測量值可以在專(zhuān)門(mén)的傳感器接口中實(shí)現，避免使用手機的主應用處理器的運算資源。 智能通知系統中需要的最后一個(gè)硬件是環(huán)境溫度傳感器。對溫度敏感的元件(比如PT100電阻)加上信號處理就能幫助移動(dòng)設備確定周?chē)諝獾臏囟�。應謹慎選取它在電路板上的位置，盡量減小手機本身發(fā)熱對它的影響。測量的絕對精度不是很重要：它的功能只是指示手機是否靠近用戶(hù)身體。 現在就可以把這些不同的輸入組合起來(lái)，產(chǎn)生手機必須向用戶(hù)提供通知那一刻所處環(huán)境的統一視圖(見(jiàn)圖1)。換句話(huà)說(shuō)，各種測量值必須都饋送給一個(gè)統一的算法，從而從大量可能的環(huán)境(每種環(huán)境都有自己的一組特征量)中做出正確的選擇。 圖1：可以根據各種類(lèi)型的傳感器輸入信息搭建出當前的環(huán)境。 如何組合來(lái)自不同傳感器的信息 參考本文開(kāi)頭描述的“桌子上振鈴的手機”場(chǎng)景，音量傳感器應該單獨就能指示設備處于安靜的環(huán)境中；智能算法隨后就可以降低通知的音量。另外，來(lái)自前后接近傳感器的組合信息可以指示手機基本上平放在桌面或其它平坦的表面上。手機可以使用這個(gè)信息做出關(guān)閉振動(dòng)的決定，當手機不在用戶(hù)身上時(shí)振動(dòng)是沒(méi)有必要的。 正如這個(gè)例子表明的那樣，各種傳感器輸入的組合可以幫助設備精確地檢測所處的環(huán)境，然后針對這種環(huán)境做出合適通知類(lèi)型的明智決定。 將這個(gè)工作原理加以擴展，可以定義許多典型的場(chǎng)景，然后針對每種場(chǎng)景做一個(gè)配置文件。這個(gè)配置文件可以向移動(dòng)設備提供應該如何通知用戶(hù)的指令。舉例來(lái)說(shuō)： ·“在用戶(hù)口袋里”這種配置應該提示設備進(jìn)行振動(dòng) ·“在包里，并且在移動(dòng)”這種配置應該提示使用大音量提醒 ·“躺在安靜房間里的桌子上”這種配置應該降低提醒音量 圖2所示的流程圖描述了一種決策樹(shù)，它可以用到來(lái)自多個(gè)傳感器的信息分辨出7種不同的配置。一系列加速度計測量結果可以用來(lái)判斷移動(dòng)設備是在移動(dòng)還是靜止狀態(tài)。溫度傳感器用來(lái)判斷設備是否靠近用戶(hù)身體。環(huán)境光線(xiàn)傳感器可以分辨出是室內還是室外環(huán)境(≥2,000lux的值表明設備在室外)，或確定設備是否在黑暗的環(huán)境中，比如包或口袋中。 圖2：這種決策樹(shù)可以用來(lái)判斷最合適的通知方式。 用戶(hù)配置和自學(xué)習能力 智能手機的一種能力就是決策樹(shù)能由用戶(hù)進(jìn)行配置。當然在實(shí)際使用中，這樣可能會(huì )帶來(lái)一些復雜性，而且實(shí)際上很少有用戶(hù)會(huì )修改默認的決策樹(shù)。 自我學(xué)習算法當然會(huì )增強用戶(hù)的體驗。算法的默認狀態(tài)包含一個(gè)簡(jiǎn)單的決策樹(shù)和預定義的通知配置集。但這些規則可以根據用戶(hù)輸入和行為進(jìn)行自動(dòng)修改。 例如，如果用戶(hù)想在特定場(chǎng)景中將手機調到僅振動(dòng)狀態(tài)，設備可以自動(dòng)將這種修改增加到標準配置文件中。這樣，隨著(zhù)時(shí)間的推移，用戶(hù)就會(huì )得到設備能夠預期和理解自己行為的印象。當然，這種適應性必須謹慎實(shí)現，要避免誤解少量的隨機事件。 本文小結 現在的智能手機已經(jīng)配備有豐富的傳感器陣列，它們能夠了解周?chē)沫h(huán)境，但它們工作在各自獨立的方式。通過(guò)組合它們的測量結果，手機就能檢測出單個(gè)傳感器本身無(wú)法感知的完整應用場(chǎng)景。結合用軟件實(shí)現的決策流程，手機中的傳感器組合就能真實(shí)地模仿人類(lèi)行為，并使用多個(gè)傳感器輸入信息對我們居住的環(huán)境做出智能的響應。 結果是可以向用戶(hù)——以及所有與用戶(hù)分享居住或工作環(huán)境的那些人提供更加自然、更加舒適和愉悅的使用體驗。 |
