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随着各类技术的发展，在智能家居行业，越来越多新的体验也萌芽而生，以大屏为依托的大型智能客厅，也有很多新玩法。以VR游戏、XBOX等互动游戏为代表，这些设备都暗藏着各式各样的传感器，用于检测用户的位置、位移等参数，回传给设备来达到互动的目的。 首先简单介绍传感器的定义与分类 传感器（sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 简而言之，其主要由敏感元件和转换元件组成，敏感元件检测信息，转换元件将其信息转换为传输所需要的信号。 传感器的分类有很多类型，根据其物理工作原理的不同，可以将其大致分为电阻式、电容式、电感式、光电式、光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。 以超声波传感器为例，简述其测量原理 人耳能听到的波的频率为20-20KHZ，高于20KHZ的机械波我们称为超声波。由于声波的传输在各个介质中的速度不同，在介面上会产生反射和折射。 超声波传感器就是利用检测声波的反射，通过发射声波和检测反射回来的声波，以达到测量的效果。 如图a所示，超声波可以在水下传输，可以测量水的深度；如图b所示，其也可以在空气中传输，碰到水面反射回来，测量与水面的距离。超声波在各类介质中的传输速度是已知的，我们便可以计算从发射到接收的时间，来确定距离s。
市场应用 传感器的种类非常多，在科学日新月异的今天，各个行业的需求对传感器技术也起到了很大的推动作用。 下图是各个行业里面目前主要应用的一些传感器 在智能家居领域，其应用也相当广泛，主要有测光，测距，测温等。比如我们在白天和晚上看电视的时候，可以通过对环境光的检测来调节显示屏的亮度；通过对用户与设备距离的检测来提醒用户观看距离的选择是否科学。
智能传感器 在某些场合，传统的传感器并不能满足我们的要求，这时候将传统传感器与微型计算机技术结合到一起，于是传感器便具有了信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑思维和判断能力。 MEMS（Micro-Electro-Mechanical System），微型电子机械系统，也叫微机电系统，是指可批量制作的，将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、各类接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。 总结起来，MEMS就是微机械+集成电路的组合。 举个实例说明其应用。 那就是我们的微鲸体感遥控器，体验过的用户评价都很高，可以用它在客厅玩着各类的游戏。其所采用的是重力传感器（g-sensor），又名加速度传感器，它能够感知加速度的大小。
加速计原理如下图中的模型，一个质量块两端通过弹簧进行固定。在没有加速度的情况下，弹簧不会发生形变，质量块静止。当产生加速度时，弹簧发生形变，质量块的位置会发生变化。弹簧的形变量随着加速度的增大而增大。在弹簧的劲度系统k和质量块的质量m已知的情况下，只要测量出弹簧的形变量，就可以求出系统的加速度。 G-sensor内部有finger sets,用来测量产生加速度读时质量块的位移。每一个finger set相当两个电容极板，当有加速度时质量块会产生相对运动，而位移的变化会导致差分电容的变化。
具体的差分电容值的计算以及计算加速度的过程在g-sensor模块内部进行，模块直接输出转换后的值，G-sensor输出值也不是直接的加速度值，它的计量单位是通常用g表示，1g代表一个重力加速度，即9.8。1g=1000mg。
在G-sensor的零点位置，G-sensor Z轴垂直向地，静止放置在水平桌面上，此时G-sensor芯片是静止的，虽然芯片整体加速度为0g，但是读取其输出值，X/Y轴输出为0g，Z轴输出为1g。因为内部质量块在重力加速度的作用下，产生了位移。不过在大部分g-sensor模块中，这个零点位置的输出值是可以校准的，也称为0g偏移量。
最终，模块的位移和加速度等参数通过I2C/SPI等各类协议接口输出至中央处理单元。 随着机械加工技术的精进以及微计算机技术的扩充，相信过不了多久，会有更多更好的结构工艺、更多形式多样化的传感器层出涌现。未来的智能传感器市场，必然是一个百花齐放的世界。 |
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