【導(dǎo)讀】有時(shí)候智能手機(jī)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(jī)鈴音打破了這里的寧?kù)o。手機(jī)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(jī)移到安全的位置。這種情況對(duì)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(jī)如此的不聰明似乎有些奇怪——畢竟智能手機(jī)通常都非常了解自己所處的周圍環(huán)境。
事實(shí)上，我們還需要增加一些元件，并對(duì)各種傳感器的輸出進(jìn)行仔細(xì)的組合，才能讓一臺(tái)移動(dòng)設(shè)備自動(dòng)執(zhí)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(shè)備中已有的功能。
智能手機(jī)中豐富的傳感器陣列
智能手機(jī)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(cè)到手機(jī)是否靠近用戶的耳朵。當(dāng)靠近用戶耳朵時(shí)，它可以通知手機(jī)關(guān)閉顯示屏及其觸摸敏感性。
·環(huán)境光線傳感器可以幫助系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境光線的強(qiáng)度調(diào)整顯示屏的亮度。先進(jìn)的環(huán)境光線傳感器將數(shù)字顏色檢測(cè)和接近檢測(cè)結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的顯示管理。
·加速度計(jì)可以判定屏幕的方向，以便屏幕上顯示的內(nèi)容作出合適的旋轉(zhuǎn)以配合橫屏或豎屏模式。
·麥克風(fēng)可以檢測(cè)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(jì)是其中一個(gè)例外，它也被用于游戲應(yīng)用中，用于支持玩家的用戶界面。
對(duì)環(huán)境的部分感知
目前智能手機(jī)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(jī)中的環(huán)境光線傳感器和加速度計(jì)可以檢測(cè)手機(jī)是否處于靜止?fàn)顟B(tài)和明亮的環(huán)境中(是太陽(yáng)光還是人造光源)。這意味著智能手機(jī)不在用戶身上(如果手機(jī)在口袋里，顯示屏上應(yīng)該不會(huì)照射到環(huán)境光線)。這也意味著可以自動(dòng)取消振動(dòng)功能。
但用戶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(dāng)手機(jī)面朝下放在桌子上時(shí)，環(huán)境光線傳感器將無(wú)法正常工作。為了讓智能手機(jī)能同時(shí)看到兩個(gè)方向，需要安裝兩個(gè)環(huán)境光線傳感器，一個(gè)在手機(jī)前面，一個(gè)在手機(jī)背面。這樣不管手機(jī)處于什么位置都能使用環(huán)境光線信息。
同樣對(duì)接近檢測(cè)也可以這么處理：在手機(jī)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)境光線檢測(cè)功能結(jié)合在一起，因此在手機(jī)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(cè)量環(huán)境光線的色溫，進(jìn)而分辨出是人造光(表明手機(jī)在室內(nèi))還是太陽(yáng)光(表明手機(jī)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(cè)輸入，再加上數(shù)字信號(hào)處理來(lái)判斷手機(jī)附近的聲音大小。將麥克風(fēng)的輸出幅度轉(zhuǎn)換為噪聲音量測(cè)量值可以在專門的傳感器接口中實(shí)現(xiàn)，避免使用手機(jī)的主應(yīng)用處理器的運(yùn)算資源。
智能通知系統(tǒng)中需要的最后一個(gè)硬件是環(huán)境溫度傳感器。對(duì)溫度敏感的元件(比如PT100電阻)加上信號(hào)處理就能幫助移動(dòng)設(shè)備確定周圍空氣的溫度。應(yīng)謹(jǐn)慎選取它在電路板上的位置，盡量減小手機(jī)本身發(fā)熱對(duì)它的影響。測(cè)量的絕對(duì)精度不是很重要：它的功能只是指示手機(jī)是否靠近用戶身體。
現(xiàn)在就可以把這些不同的輸入組合起來(lái)，產(chǎn)生手機(jī)必須向用戶提供通知那一刻所處環(huán)境的統(tǒng)一視圖(見(jiàn)圖1)。換句話說(shuō)，各種測(cè)量值必須都饋送給一個(gè)統(tǒng)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(jù)各種類型的傳感器輸入信息搭建出當(dāng)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(jī)”場(chǎng)景，音量傳感器應(yīng)該單獨(dú)就能指示設(shè)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(jī)基本上平放在桌面或其它平坦的表面上。手機(jī)可以使用這個(gè)信息做出關(guān)閉振動(dòng)的決定，當(dāng)手機(jī)不在用戶身上時(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(shè)備精確地檢測(cè)所處的環(huán)境，然后針對(duì)這種環(huán)境做出合適通知類型的明智決定。
將這個(gè)工作原理加以擴(kuò)展，可以定義許多典型的場(chǎng)景，然后針對(duì)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(shè)備提供應(yīng)該如何通知用戶的指令。舉例來(lái)說(shuō)：
·“在用戶口袋里”這種配置應(yīng)該提示設(shè)備進(jìn)行振動(dòng)
·“在包里，并且在移動(dòng)”這種配置應(yīng)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(yīng)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(jì)測(cè)量結(jié)果可以用來(lái)判斷移動(dòng)設(shè)備是在移動(dòng)還是靜止?fàn)顟B(tài)。溫度傳感器用來(lái)判斷設(shè)備是否靠近用戶身體。環(huán)境光線傳感器可以分辨出是室內(nèi)還是室外環(huán)境(≥2,000lux的值表明設(shè)備在室外)，或確定設(shè)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。
用戶配置和自學(xué)習(xí)能力
智能手機(jī)的一種能力就是決策樹(shù)能由用戶進(jìn)行配置。當(dāng)然在實(shí)際使用中，這樣可能會(huì)帶來(lái)一些復(fù)雜性，而且實(shí)際上很少有用戶會(huì)修改默認(rèn)的決策樹(shù)。
自我學(xué)習(xí)算法當(dāng)然會(huì)增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)。算法的默認(rèn)狀態(tài)包含一個(gè)簡(jiǎn)單的決策樹(shù)和預(yù)定義的通知配置集。但這些規(guī)則可以根據(jù)用戶輸入和行為進(jìn)行自動(dòng)修改。
例如，如果用戶想在特定場(chǎng)景中將手機(jī)調(diào)到僅振動(dòng)狀態(tài)，設(shè)備可以自動(dòng)將這種修改增加到標(biāo)準(zhǔn)配置文件中。這樣，隨著時(shí)間的推移，用戶就會(huì)得到設(shè)備能夠預(yù)期和理解自己行為的印象。當(dāng)然，這種適應(yīng)性必須謹(jǐn)慎實(shí)現(xiàn)，要避免誤解少量的隨機(jī)事件。
本文小結(jié)
現(xiàn)在的智能手機(jī)已經(jīng)配備有豐富的傳感器陣列，它們能夠了解周圍的環(huán)境，但它們工作在各自獨(dú)立的方式。通過(guò)組合它們的測(cè)量結(jié)果，手機(jī)就能檢測(cè)出單個(gè)傳感器本身無(wú)法感知的完整應(yīng)用場(chǎng)景。結(jié)合用軟件實(shí)現(xiàn)的決策流程，手機(jī)中的傳感器組合就能真實(shí)地模仿人類行為，并使用多個(gè)傳感器輸入信息對(duì)我們居住的環(huán)境做出智能的響應(yīng)。
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