今天的物聯網設備擁有形形色色的功能，因此我們很容易對設備中的小組件視而不見。這些小組件包括傳感器，是環境計算的微小構建模塊，可以獲取現實世界的測量數據并將其轉換為數字數據。大多數開發者都了解常見的傳感器，如智能手機中的加速度計和陀螺儀。實際上，傳感器在工業領域已經有幾十年的應用歷史了，最近在物聯網和工業物聯網（IIoT）也有突出表現。

開發者通過Qualcomm? Hexagon? DSP等裝置將傳感器與Qualcomm Technologies解決方案集成，因此，我們認為，討論不同類型和類別的傳感器，其工作原理，選擇注意事項，是大有裨益的。 據AMR估計，到2022年全球傳感器用量將達到241億美元，因此這絕對是一個值得關注的領域。

當現實世界遇見數字世界

在開始使用傳感器時，需要注意傳感器的定義，不同的開發者對于傳感器的分類可能也有所不同。傳感器本身是一種微小組件，也可以是共同提供數據的傳感器組合，例如，由傳感器組件、微控制器和連接性組成的解決方案也可以稱為“傳感器”或“智能傳感器”。甚至智能手機和無人機等技術有時也被稱為傳感器。

傳感器測量類別

傳感器從六大方面來測量現實世界的自由度（DoF）：

機械：力、速度、加速度等

熱學：溫度、熵等

化學：成分、反應速度等

輻射：電磁波強度、相位等

磁場：場強、磁通等

電氣：電壓、電流、電阻等

一般來說，傳感器由一種機械裝置組成，這種機械裝置對導致可測量電學現象（如電壓）的真實世界現象作出反應。這里列出了常見的現實世界現象或“自由度”（DoF）。

如您所見，傳感器有很多不同的類型，大小和功能各不相同。下表列出了環境計算解決方案中使用的一些最常見的傳感器，如智能手機、VR頭盔、可穿戴設備和物聯網。

傳感器的設計極其重要

傳感器的設計差別迥異，一般來說，測量某種現象可以有多種技術。

以加速度計為例。測量加速度的一種技術是跟蹤微觀晶體因加速力引起的應力而產生電壓時發生的壓電效應。另一種方法是測量微觀結構之間施加力時產生的電容差異。

再比如溫度傳感器。一種設計是使用熱電偶，其中兩個不同的金屬在兩端連接，其中一端用于測量。當兩端的溫度不同時，產生電壓。另外還有一種完全不同的設計，使用了熱電阻（RTD），例如繞線薄膜，在RTD上施加電流，引起與溫度相對應的電阻變化。

傳感器可以硬連線到系統另一部分或者也可以是無線的。如果是無線的話，傳感器可以與其他數字電路組合，無線發送測量值，并且可以包含電源。傳感器可以是簡單的獨立測量設備，必須連接到其他數字硬件，例如集成電路，使用測量值。或者，在制造期間與數字硬件集成，形成單一封裝。

虛擬傳感器和傳感器融合

傳感器和其他微型設備可以不同的方式使用，形成“虛擬傳感器”，提供新的或替代的測量方法。例如，Elliptic Labs使用設備揚聲器和麥克風，加上我們的Qualcomm? 神經處理SDK，構建使用聲音檢測運動的虛擬傳感器。

另一種方法是“傳感器融合”，利用算法分析來自多個傳感器的信號，計算結果。融合可以獲得僅使用單個傳感器或微型設備無法獲得的信息。例如，當GPS連接丟失時，加速度計、陀螺儀和羅盤提供的數據可以“融合”，估計出地理坐標。

傳感器提供的數據也可以結合業務邏輯提供信息。例如，運行在DragonBoard 410c上的智能葡萄園（Smart Vineyard）項目使用溫度、光照和濕度傳感器，提供智能農業決策所需的環境數據。

利用傳感器做出明智的選擇

在選擇傳感器時，通常要權衡利弊，需要分析業務需求、目標操作環境和以下傳感器特性：

· 準確度：傳感器測量值與現象真實值的匹配程度

· 精度：傳感器重現測量的能力，

· 價格

· 指定操作環境

· 用于測量的機械部件的類型以及使用這種機械裝置的利弊

· 預期壽命期內的可靠性

最后，檢查設備物理連接與項目物理連接之間的兼容性。例如，DragonBoard 410c夾層板提供各種接口，如I2C、GPIO和SPI，還有電壓電平位移。