传感器在未来领域的应用与想象
一、简介
传感器——作为新世纪必不可少的电子产品，对人类的影响不容忽视。因为人们必须使用感觉器官来获取外部信息。在研究自然现象、规律和生产活动方面，人们自己的感觉器官远远不够。为了适应这种情况，需要一个传感器。传感器是一种检测装置，可以感受到测量的信息，并将感觉到的信息转换为电信号或其他形式的信息输出，以满足信息传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。传感器的存在和发展可以使物体具有触觉、味觉和嗅觉，就像眼睛、舌头和嘴巴等感觉器官一样，并通过互联和数据收集进行激活。基于此基础的大数据分析使未来的智能决策更加可能。因此，传感器是人类面部特征的延伸，也被称为电气特征。 传感器广泛应用于我们的生活中，种类繁多。在未来，传感器也将对未来的人类活动产生非常重要的影响。以下是传感器对未来人类生活不同领域的影响。
二、交通领域:无人驾驶
1.在汽车领域，20世纪60年代，汽车上只有机油压力传感器、油量传感器和水温传感器，它们与仪器或指示灯相连。20世纪70年代后，为了控制排放，增加了一些传感器来帮助控制汽车的动力系统，因为催化转换器、电子点火和燃油喷射装置需要这些传感器来维持一定的空燃比来控制排放。20世纪80年代，防抱死制动装置和安全气囊提高了汽车安全性。随着科学技术的不断进步，汽车对传感器的需求越来越大，种类也越来越丰富。有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、水温传感器、爆震传感器、室外温度传感器、轮速传感器、进气流量传感器（进气压力传感器）、节气门位置传感器、油浮子位置传感器、空燃比传感器、氧气压力传感器、机油压力传感器、光电传感器、霍尔传感器等。
2.未来普及的无人驾驶将更加依赖传感器。无人驾驶系统配备的高性能传感设备和操作处理器可以比人类更早地发现危险，并采取合理的避险措施。其中，环境感知是调查无人驾驶系统的一个重要维度。在这个维度上，环境感知主要依赖于传感器作为硬件系统。为了让无人驾驶汽车在遇到障碍物或红灯时像人一样减速，直到停止；当绿灯或前方无障碍物时，加速和其他操作。这就要求车载传感器感知周围环境。
目前，无人驾驶汽车上有两种传感器，即车载摄像头（长距离摄像头、环绕摄像头和三维摄像头）和雷达（激光雷达、毫米波雷达和超声波雷达）。不同的传感器根据其传感特性布置在车身的不同位置。 车载摄像头是实现许多预警和识别高级驾驶辅助功能的基础。在许多高级驾驶辅助功能中，视觉图像处理系统更基本，更直观，摄像头是视觉图像处理系统的基础，因此车载摄像头对智能驾驶至关重要。车道偏离预警、前碰撞预警、交通标志识别、 车道维护辅助、行人碰撞预警、全景停车、驾驶员疲劳预警等功能可通过摄像头实现，有些功能甚至只能通过摄像头实现。
4、雷达是测距和速度测量的基本传感器。它通过发射声波或电磁波照射目标物体并接收其他波，从而获得目标物体的距离、距离变化率（径向速度）、尺寸、方向等信息。雷达首先应用于军事，然后逐渐被使用。随着智能汽车的发展趋势，雷达开始出现在汽车上，主要用于测距、速度测量等功能。汽车雷达可分为超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达等。不同的雷达有不同的原理和性能特点，可用于实现不同的功能。
5、如果在未来无人驾驶全面普及，驾驶员基本上可以在较复杂路况下只控制方向盘或只踩油门和刹车了，因为半自动驾驶技术会在大多数车辆上得到应用，那时汽车会自动设置路线或自动进行油门和刹车的配合。而且驾驶员将不必再为汽车追尾而烦恼，无人驾驶汽车将通过自身的雷达系统检测与前车的距离，如果与前车距离过近，汽车将会自动刹车。无人驾驶还可以避免驾驶员在泊车时发生的小磕小碰。虽然有些汽车制造商给车辆加装了后视摄像头和可以测定周围物体距离远近的传感器，甚至还有可以显示汽车四周情况的车载电脑，有的人仍然会一路磕磕碰碰地进入停车位。而自动泊车系统是无人驾驶技术的一大成就。通过车身周围的传感器来将车辆导向停车位，其中驾驶者完全不需要手动操作。在导航开始前，驾驶者需要找到停车地点，把汽车开到该地点旁边，并使用车载导航显示屏告诉汽车该往哪儿走。通过该系统，车辆可以像驾驶员那样观察周围环境，及时做出反应并安全地驶达终点。
三、生活领域:智能设备:
1.从微软游戏机Xbox的体感设备Kinnect，能够跟踪人的运动情况的人Fitbit和各种监测人体活动的可穿戴设备，甚至是可以无线操控的空气清新器，人们的生活在这些新型科技设备的帮助下正变得越来越智能。而说起帮助这些设备发挥作用的重量级舵手，传感器不可忽视。真正的智能家居需要配备添加大量的传感器的智能设备作为支持。触摸传感器、图像传感器及气体传感器等正以让人大开眼界的方式全方位入驻我们的生活。
2.人类对智能设备的探索应该从第一次将传感器集成到手机中，真正实现智能化的苹果开始。2007年初，苹果发布了其新产品iPhone之后，人们惊呆了。这款手机没有物理按钮！当然，以前也有智能手机没有物理按钮，但需要配置一支笔，因为它使用电阻屏幕，灵敏度是一个问题。iPhone屏幕采用电容屏幕，反应灵敏，支持多点触摸，十个手指操作准确。多点触摸屏，让iPhone有触觉iPhone 前面有一个近距离传感器和一个光度传感器。近距离传感器可以通过红外传感器检测到人脸与手机屏幕之间的距离。如果非常接近，屏幕将被关闭，这不仅可以节省电力，而且可以避免由面部接触引起的误操作。光度传感器可以获得周围的亮度强度，从而智能地调整屏幕亮度。内部加速度传感器用于感知手机的运动。它的原理就像在一个盒子里装一个铁球。由于重力的作用，如果转动盒子的方向，每侧收到的铁球的压力是不同的，为了判断盒子的朝向。基于加速度传感器，iPhone 当横屏可以实现时，内容会自动转换为宽屏显示。近距离传感器、光度传感器和加速度传感器突然让 iPhone 的智能水平远远超过了当时的手机，更不用说功能机了。iPhone 还配备了磁传感器，尽管GPS它可以定位，但不能区分方向。在卫星信号不好的地方，定位偏差可能是几百米，这个估计方向是完全不可信的。磁传感器是不同的，也就是说，手机有指南针，打开地图，我们不仅知道当前的位置，而且知道我们当前的手机方向。iPhone 5S 增加指纹识别，无需输入密码即可解除屏幕。指纹识别也是指纹识别的传感器。iPhone 5S 有指纹识别， iPhone 6 增加了近场通信(也是电磁波)，两者叠加在一起就变成了 Apple Pay，从那时起，信用卡变成了手机，输入密码变成了指纹。虽然这些技术以前都有，但苹果擅长将其整合成高质量的服务。iPhone 6S 屏幕压力传感器增加，它可以收集压力，这样你就可以在互动中玩一个新的模式。屏幕可以感觉到手的压力，但人们不会觉得屏幕真的被压下来了。为了给人们一个反馈，内部增加了一个称为 TAPTIC Engine 设备，根据压力，会产生振动，让人感觉到压力。但目前，该功能并没有得到广泛的应用。iPhoneX中新增了Face ID ，即人脸识别，通过这个功能，让iPhoneX摆脱物理指纹，使用综合屏幕，增加屏幕比例。人脸识别功能依赖于隐藏在前刘海中的深度摄像系统（深度传感器）。深度传感器的核心可以说是两部分，发射端（和接收端，发射端发射 3万 红外激光，有一定的倾斜，然后通过人脸反射到接收端，以便根据反射角度判断每个面部的深度。与普通摄像头相比，这里获得的面部是一个三维模型。但是光线太暗了怎么办？苹果增加了另一个泛光灯，它就像一盏灯，均匀地击中了人脸，只是发射红外线，而不是真正的照明，二维人脸照片可以通过接收器拍摄。这样，即使在晚上，也可以进行人脸识别。位置传感器用于感知人脸与屏幕之间的距离，而亮度传感器感知环境的亮度，使苹果的人脸识别系统成功地取代了指纹识别，使苹果手机进入了刷脸时代。
3.从苹果手机的变化可以看出，苹果在传感器中的应用越来越广泛。事实上，不仅苹果，其他公司也在使用越来越多的传感器。有了各种各样的传感器，你可以收集各种各样的数据，再加上大数据分析技术，你可以挖掘出越来越多的价值。未来，我们的房间将配备大量传感器，始终接收周围的活动信息。房间里的智能系统将通过这些信息分析您的需求。未来，可能通电的设备将配备传感器，传感器将产生大量数据。通过数据分析，可以更准确地满足用户的需求，因此未来将是一个传感器时代。
四、未来想象
以上是传感器目前已投入使用并将在未来普及的领域。接下来，让我们来谈谈来传感器可能应用的想象。
传统快递，我们经常遇到很多麻烦，比如快递不在家，或者没有接到快递电话，或者不方便开门等，快递等待用户签字离开，用户应该始终注意快递电话，这大大增加了快递和用户的负担。如果传感器广泛应用于快递领域的信息、传输和存储，它可能会构建一个智能的社区快递系统。通过管道连接居民和快递站，真正实现包装最后100米的无忧交付。快递员通过面部扫描设备进行身份验证，快递员进入包装。安全信息检测后，包装一对一准确匹配，进入分销系统。然后通过磁性管道高速传输到每个家庭的智能快递箱。智能快递箱具有识别功能，轻轻挥动，箱门打开。智能快递箱内的精密传感器元件可通过感应包装的尺寸和包装，使用户可以在应用软件中一键打开包装，无需徒手打开快递。它还可以支持新鲜水果和蔬菜的一键回收和退货。
目前的手机只是智能手机，很多指令只有在用户发布后才能完成。当配备各种高级传感器的手机能够真正感知和分析人类需求并采取合理行动时，它可以被视为真正意义上的人工智能手机。因此，未来智能手机可能会有一些飞跃式的变化。 当你早上起床时，拍一张自拍照，手机会分析你的面部状况来判断你的健康状况，并给出合理和亲密的改进建议，生成健康分数，并上传到社交应用程序的健康列表。此外，手机后摄影将智能识别拍摄场景，并自动调整相应的参数。它还可以提示摄影师根据手机给出的语音蹲下、缩短、翻译等，以实现更完美的构图。拍摄后的照片可以智能地选择颜色，只要触摸照片的颜色区域，手机背面就可以改变颜色。随着传感器的普及，未来的手机应该是该可谓是更加智能化了。
在信息科技高速发展的今天，相信未来传感器的广泛应用一定会让我们的生活越来越便利。