Картографические сервисы для мобильных телефонов

Олег Татарников

Компания Google в свое время учинила настоящую картографическую революцию, предложив бесплатный сервис, меняющий наши представления о географической информации и о ее доступности. И вот, вслед за интерактивными сервисами Google Maps и Google Earth, владельцы мобильных устройств с поддержкой Java 2 Micro Edition (J2ME) недавно получили возможность посредством специального приложения Mobile GMaps (MGMaps) просматривать карты местности и спутниковые фотографии Земли в интерактивном режиме прямо с мобильных телефонов. Сначала этот сервис функционировал через службу Google Maps (http://maps.google.com/ ), а затем появилась поддержка Yahoo! Maps (http://maps.yahoo.com/ ), Windows Live Local (MSN Virtual Earth, http://local.live.com/ ), а также Ask.com Maps (http://maps.ask.com/maps ).

Программа MGMaps совместима с любыми мобильными телефонами и КПК с поддержкой J2ME спецификаций CLDC 1.0 (Connected Limited Device Configuration Specification) и MIDP 1.0 (Mobile Information Device Profile Specification) или более поздних. Для работы этого приложения необходимо также выходить в Интернет для скачивания соответствующих карт и снимков из космоса. А если MGMaps соединить с GPS-приемником (например, посредством беспроводного интерфейса Bluetooth или другого поддерживаемого в телефоне интерфейса), то можно использовать полученную координату для загрузки карт окружающей местности прямо из Интернета.

Google Maps — самый мощный картографический сервис от знаменитого поисковика Google

Приложение должно работать на всех устройствах, поддерживающих спецификацию MIDP 1.0, однако практически (например, из-за проблемы конвертации графических форматов) список таких аппаратов в настоящее время ограничен. Узнать о том, какие телефоны совместимы со службой Google Maps, можно, например, на сайте http://www.google.com/gmm/devices.html. Кроме того, Mobile GMaps требует постоянного подключения к Интернету, а наши GPRS-каналы, как показывает практика, узковаты для полноценного серфинга по планете, поэтому для серьезного использования этого ресурса рекомендуются новые технологии передачи данных, такие как EDGE или 3G. Ну и, естественно, желательно иметь телефон с большим дисплеем, чтобы была возможность хоть что-то рассмотреть на скачиваемых картах.

Java-компас в мобильном телефоне

Специальное java-приложение Compass (http://www.qcontinuum.org/compass/index.htm ) от канадского программиста Дейна Кристофера Марка Питерса (Dana Christopher Mark Peters) позволит использовать мобильный телефон в качестве компаса. Свою разработку автор распространяет абсолютно свободно и выложил на всеобщее обозрение исходники своей программы.

Для работы этого Java-мидлета не требуется никаких GPS-навигаторов — необходимо лишь задать географические координаты: долготу и широту, которые можно указать весьма приблизительно. Затем необходимо ввести часовой пояс относительно Гринвича и можно будет пользоваться телефоном как компасом.

Для правильного определения сторон света нужно будет взять небольшую палочку (можно использовать зубочистку), приложить ее к центру экрана и держать строго перпендикулярно. Затем повернуть телефон таким образом, чтобы тень от зубочистки легла на линию, проходящую через изображение солнца на экране. Совместив тень и линию, мы получим точное направление сторон света! Кроме того, программа умеет вычислять значения высот и азимутов Солнца и Луны, а также показывать фазу естественного спутника Земли.

Для скачивания и инсталляции приложения Mobile GMaps существуют два пути. Самый простой — это зайти на WAP-сайт http://wap.mgmaps.com с браузера мобильного телефона и установить приложение. Тем же, кто по тем или иным причинам не может этого сделать (например, не имеет поддержки WAP 2.0 в телефоне или не хочет расходовать интернет-трафик на скачивание), потребуется загрузить соответствующие файлы *.jad и *.jar сначала на компьютер, а потом переписать их в мобильный телефон.

Процедура инсталляции в телефон Java-мидлета MGMaps, как и любого другого Java-приложения, очень проста и никаких затруднений не вызывает. А вот настроить мидлет Mobile GMaps для работы несколько сложнее. Тут придется поковыряться и в памяти телефона, и в его кэше, а также настроить прокси-серверы и выставить многие другие параметры.

Тем не менее пользоваться программой довольно просто: для позиционирования карты используются управляющие клавиши или джойстик, доступно 14-кратное увеличение картинки и функция поиска. Автор Mobile GMaps Кристиан Стренг (Cristian Streng) даже добавил координаты нескольких городов в закладки программы. Можно внести и свои координаты — для этого используется меню Location. Напомним, что нужные координаты можно взять с GPS-приемника, посмотреть на компьютере в «настоящей» карте от Google Maps либо взять необходимые значения долготы и широты на сайте Astrolab.ru (http://www.astrolab.ru/cgi-bin/sdg.cgi ). Однако работать с картами на мобильном телефоне гораздо сложнее, чем на компьютере, если, конечно, аппарат не оснащен полноценной клавиатурой. Приходится переключать цифровую клавиатуру телефона в алфавитный режим, а также искать кнопку, выполняющую функцию ввода. Так что для освоения программы, несомненно, потребуется некоторое время.

К сожалению, российские пользователи могут воспользоваться только двумя сервисами: службой Google Maps и Windows Live Local (MSN Virtual Earth). Служба Ask.com Maps позволяет путешествовать только по США, а Yahoo! Maps — только по Северной Америке (США и Канаде).

Картографический сервис Windows Live Local, который работает на базе MSN Virtual Earth

от компании Microsoft и обещает

в скором времени догнать по возможностям даже Google Maps

Отметим также, что, работая с Mobile GMaps, вы должны быть готовы к существенным финансовым расходам в виде оплаты за интернет-трафик, ибо загрузка многочисленных изображений потребует большого обмена информацией.

Самым мощным картографическим сервисом для мобильных телефонов является, конечно, Google Maps (http://google.com/gmm/index.html ). Помимо Mobile GMaps, этот сервис работает и с собственной программой-клиентом, которую можно скачать по адресу: google.com/gmm с помощью web-браузера телефона. Она тоже написана на языке Java и имеет размер 125 Кбайт. После запуска Java-мидлет будет автоматически обращаться к серверу Google Maps и запрашивать картографические данные и изображения, соответствующие нужной области. Также для просмотра на экране мобильного телефона доступны спутниковые снимки местности.

Помимо поиска и отображения обычной карты, пользователи Google Maps могут в режиме реального времени следить за насыщенностью движения на дорогах в 30 крупных городах Соединенных Штатов Америки. Само по себе отображение пробок не является новинкой, однако сервис Google Maps при этом предлагает автоматический расчет наиболее оптимального пути проезда на автомобиле, который, разумеется, будет учитывать полученные данные о дорожном трафике.

Подобная система Yahoo! Maps значительно слабее. В ее поисковой и картографической части присутствует больше текста, чем графики. Впрочем, для большинства потребителей и этого вполне достаточно. Система Yahoo! Maps также предлагает навигацию по карте с онлайновым мониторингом пробок.

Карты и спутниковые снимки интересующей территории в Mobile GMaps можно сохранять — при этом открывается форма, в которую вводится требуемая информация об объекте либо о прилегающей территории. Картографическая информация сохраняется в виде четырех параметров: широты и долготы, масштаба, имеющего дискретный набор значений, и характера отображения (карты или снимки). Возможен поиск объекта по названию аналогично тому, как он организован в Google Maps на настольном компьютере.

Решение Mobile GMaps распространяется в рамках лицензии, позволяющей бесплатно загружать и устанавливать программное обеспечение, а также свободно применять и распространять это приложение при одном условии — оно должно использоваться только в некоммерческих целях. Стоит отметить, что коммерческие продукты на базе решения Google Earth также распространяются по невероятно низким для рынка геоинформационных систем (ГИС) ценам. Так, для решения Google Earth Plus установлена цена 20 долл. для Google Earth Pro — 400 долл. (лицензия на 1 год). Это значительно ниже стоимости самых распространенных и популярных ГИС — к примеру новая версия популярной и одной из самых доступных ГИС — ArcView 9.1 производства ESRI — стоит свыше 2000 долл. только в базовой конфигурации, без дополнительных расширений, с которыми ее цена станет значительно выше. К тому же картографические сервисы Google предлагают не имеющее аналогов по полноте и качеству покрытие всего земного шара космическими снимками. Если учесть, что доступ к ним осуществляется по Интернету, открывая перспективы их широкого использования даже в тех странах и регионах, где точно знать собственное местоположение пока что не дозволяется законом, нетрудно сделать вывод, что этот шаг Google радикально изменит ситуацию и на рынке ГИС.

GPS-навигатор из мобильного телефона

Для того чтобы воспользоваться каким-либо картографическим сервисом (или Java-компасом в мобильном телефоне), вам может понадобиться знание точных координат того места, где вы находитесь. Для решения этой задачи можно приобрести недорогой безмониторный GPS-приемник (например, Bluetooth-устройство, если этот интерфейс имеется в вашем телефоне), а навигационную программу установить в самом мобильнике.

Подобную программу, которая полноценно заменит вам любой навигатор, предлагает, например, на своем сайте немецкий разработчик Томас Бауер (Thomas Bauer). Программа odGPS 1.5 J2ME Edition распространяется абсолютно бесплатно и работает на любых мобильных телефонах и КПК с поддержкой J2ME-спецификаций CLDC 1.1 (Connected Limited Device Configuration Specification) и MIDP 2.0 (Mobile Information Device Profile Specification). Автор протестировал этот Java-мидлет на целом ряде телефонов Siemens, Nokia и Sony Ericsson и предлагает специальные версии для поддержки специфических особенностей тех или иных аппаратов и интерфейсов сопряжения с GPS-приемниками (http://www.biketransalp.de/html/download_odgps.html ).

Единственная проблема, которая может возникнуть при использовании телефона в качестве интерфейса GPS-навигатора, — это как раз необходимость сопряжения аппарата с GPS-модулем. Самым простым вариантом, естественно, будет тандем из телефона с поддержкой Bluetooth и беспроводного GPS-приемника.

Россияне, конечно, имеют возможность смотреть и более подробные карты, чем те, что предлагает Mobile GMaps, и даже наблюдать за заполненностью автомобильных дорог на отечественном сайте «Яндекс.Карты». Однако в данный момент дорожный сервис действует только для Москвы и не имеет версии для мобильных телефонов. Да и возможности определения оптимального маршрута по столице «Яндекс» пока не предоставляет. Однако подробные карты местности есть на сайте «Яндекс.Карты» не только для Москвы, но и для других регионов России и даже для Украины (maps.yandex.ua — «Яндекс.Карты Украины»). Пока на сайте «Яндекс.Карты Украины» представлены только две карты: Киева, где можно найти все 1876 улиц города и 37 892 домов, и Крыма, на которой показано более тысячи населенных пунктов, соединенных двумя тысячами дорог. По мере развития проекта «Яндекс» обещает пополнять его картами и остальных украинских и российских городов. Сейчас в картографическом сервисе «Яндекса», помимо карты Российской Федерации, можно посмотреть объединенную карту Европы и карты европейских стран и городов.

Впрочем, проблему отсутствия специального сервиса для мобильных телефонов в «Яндекс.Карты» можно игнорировать, если поставить интернет-браузер (например, сделанный по той же Java-технологии), самостоятельно найти нужный район и посмотреть необходимую информацию.

Российский картографический сервис «Яндекс.Карты»

Итак, благодаря новым сервисам, открывшим бесплатный доступ к картам и космическим снимкам высокого разрешения, наши представления о мире и о доступности географической информации претерпевают существенные изменения. Теперь, если даже заблудишься в незнакомой местности, всегда можно вывести на экран собственного мобильника космический снимок окружающей тебя территории, что упростит определение собственного местоположения. Поведение туристов в чужом городе или в чужой стране станет более осмысленным — отныне для поиска маршрута к заветной достопримечательности не потребуется даже минимального знания языка. Ведь открывается возможность GPS-навигации с помощью мобильного телефона или иного мобильного устройства с использованием в качестве подложки не каких-то условных схем, а подробных космических снимков, гораздо более информативных, чем туристические схемы. Это, в свою очередь, окончательно обессмыслит запрет на определение географических координат — теперь сориентироваться в любом месте можно с точностью до метра даже без использования GPS-приемника. К сожалению, космических снимков России такой точности пока еще мало, а отсутствие у нас собственной картографической информации компания Google пока заполнить не в состоянии.

Примечательно, что Роскартография отозвалась на появление сервиса maps.google.com специальным заявлением, в котором объявила половину карт и 90% навигационных систем, поступающих на российский рынок, подделками. «Содержание этих материалов никто не контролирует, поэтому трудно предугадать, куда эти карты заведут», — заявили в агентстве. Вместе с тем уже понятно, куда нас завело отсутствие собственных качественных подлинников — будь они на рынке, не было бы нужды пользоваться подделками из Интернета. А ведь появление простого, удобного и насыщенного информацией геосервиса, предоставляемого к тому же для персонального использования бесплатно, изменило бы ситуацию на российском рынке кардинальным образом.

Компас в мобильном телефоне

В это сложно поверить, но с помощью специальной Java-программы, возможно использовать обычный мобильник в качестве. компаса! Так что теперь в дремучем информационном лесу мы точно не заблудимся.

Боитесь заблудиться среди небоскребов большого мегаполиса? А может, неимоверная тяга к природе занесла вас в лес по ягоды да грибы, и вы заплутали? Не беда. Наша рубрика "RTFM" вкупе с цифровыми информационными технологиями всегда готова прийти на помощь в трудную минуту. Нет, мы не будем пользоваться навигационными приборами или учиться определять направление сторон света по Полярной звезде, а возьмем на вооружение обычный мобильный телефон, который выступит у нас в роли. компаса!

Итак, чтобы увидеть телефон в новой ипостаси, потребуется в него закачать специальное Java-приложение, в роли которого выступит программный инструмент Compass от канадского программиста с ласкающим слух именем Дейна Кристофер Марк Питерс (Dana Christopher Mark Peters). Свою разработку автор распространяет абсолютно свободно, охотно выложив на всеобщее обозрение исходники программы. Что ж, весьма почетно! Желающие, кстати, могут проспонсировать Дейна на предмет покупки ему пива (видимо, чтобы утолить тоску-печаль). Не сочтите это за мою нелепую шутку - автор "Компаса" действительно любит этот божественный напиток, о чем он признается на страницах своего веб-сайта.

Ладно, хватит о пиве. Дайте лучше взглянем на настройки этой программы.

Как и положено, перед началом работы необходимо поведать "Компасу" о наших географических координатах - долготе и широте. Узнать их можно из любой карты местности или атласа, либо заглянув на сайт Astrolab.ru. Затем указываем часовой пояс относительно Гринвича и пользуемся телефоном как компасом.

Как правильно определить направление сторон света? Очень просто. Берем зубочистку (или какой-нибудь подходящий тонкий предмет), прикладываем ее к центру экрана и держим строго перпендикулярно. Затем поворачиваем телефон таким образом, чтобы тень от зубочистки легла на линию, проходящую через изображение солнца на экране (см. скриншоты). Совместив тень и линию, мы получаем точное направление сторон света. Не верите? Можете проверить по настоящему компасу!

Кроме того, программа умеет вычислять значения высот и азимутов Солнца и Луны, а также в будущих версиях научится показывать фазу естественного спутника Земли.

И последний момент. Штудирование меню "About" показало, что в этой программе течет отечественная кровь - в основе Compass лежит математический аппарат, разработанный нашим соотечественником из Москвы Николаем Климчуком (Nikolay Klimchuk). Что ни говори, а приятно.

Обьясните как работает цифровой компас на смартфоне!

Mikhail Levin Искусственный Интеллект (405901) 2 года назад

есть микросхема-магнитометр, есть микросхема-акселерометр, есть микросхема-гироскоп.

Например, у меня на совсем не новой Нокии N8 есть все три.

Все они - так называемые МЕМС-ы, микроэлектронные механические устройства (см Вику). в них перемещаются некие микроскопические грузики и фиксируется их положение.

Еще есть замечетельные программки-планетарии типа Стеллариума. Наводишь ее на небо, и она показывает тебе звезды, на которые ты ее навел, и подписывает их. Программа знает координаты по GPS, точное время, знает по магнитометру и акселерометру положение телефона в пространстве и вычисляет, к какой части неба он обращен.

Lyoha666 Просветленный (30821) 2 года назад

Магнитометры и гироскопы у тебя наверняка твёрдотельные, без грузиков.

Mikhail Levin Искусственный Интеллект (405901) ну что такое твердотельный гироскоп? Там же подвешены микроскопические вибрирующие грузики, замеряется их ускорение. или я не прав?

Compass 4

Обновился мобильный компас до версии 4.0.

Полный список изменений можно прочитать на сайте мидлета (на английском). Там же можно скачать английскую версию.

Ниже предлагается русская версия Compass4.0. Теоретически программа будет работать на любых телефонах с поддержкой midp2.0. Небольшие пояснения.

Меню программы.

"Параметры"(Info) - здесь можно посмотреть координаты солнца и луны, а так же период "сумерек", и параметры для "Места2".

"Место 1"(Location) - это место где вы находитесь и для которого, собственно, и выдаются астрономические и компасные данные.

"Место 2"(Destination) - это любая интересующая вас точка на мировой карте, задав координаты которой, вы узнаете направление на это место (на экране компаса появится синяя линия с буквой "D").

"Дата/время"(Date) - здесь можно посмотреть и задать текущие дату/время (у меня компас определяет их правильно), причём дату можно задать как вручную, так и тыкнув в стандартном телефонном календаре.

"Настройки"(Options) - всё что осталось от когда-то развесистых настроек.

Начало работы с программой.

1. После запуска вас попросят задать данные для "Места 1" (Please set Location).

2. Выбирайте в меню "Место 1"(Location) и джойстиком двигайте курсор по карте, его координаты показаны внизу (точность перемещения курсора 15'). Географические координаты (широта и долгота) вашего местоположения можно установить по любой карте. Если не хотите возиться с широтой и долготой можете задать код ближайшего аэропорта (если знаете таковой, для Москвы можно задать svo или uuee).

3. Затем последует запрос на задание часового пояса. Здесь всё просто. Внизу можно включить/выключить учёт летнего времени.

4. И, наконец, задайте имя вашей "локации".

Всё. Можно любоваться результатом. Если хотите отслеживать на компасе положение какой-либо ещё "локации", задайте данные для неё в меню "Место 2"(Destination)", аналогично "Место 1"(Location).

P.S. Да, глюк с невозможностью перевода символов S,N,W,E главного экрана компаса (ошибка 54) по-прежнему имеет место.

P.P.S. На SGold-телефонах (пробовал на СХ65, СХ70, СХ75, МЕ75) из-за нехватки памяти, попытка использовать максимальное увеличение карты приводит к выключению, с этим, увы, ничего не поделать. На SGold2-телефонах (Е71) с масштабированием карты всё нормально. Как обстоят дела с этим у телефонов других фирм не знаю, не пробовал. Если ваш телефон выключается при масштабировании карты, качайте специальную версию мидлета - "compass65" - там выключений не будет. Лично проверял (по крайней мере на SGold).

3.jpg - 14,96KB

2.jpg - 25,28KB

1.jpg - 23,35KB

compass.jar - 90,72 KB

Файл скачен или просмотрен 3826 раз.

Файл скачен или просмотрен 1780 раз.

Про датчики в мобильных телефонах

Рассматривать датчики мобильных телефонов начнем с акселерометра. Пожалуй, это самый старый датчик в мобильном мире. Формально акселерометр - это измеритель ускорения, то есть датчик движения, который фиксирует положение устройства в воздухе. Начальные версии акселерометра использовались для управление движением в играх. То есть, можно было поворачивать машину поворотом телефона. Такая технология была реализована в мобильном телефоне Samsung E750. Затем, последовав примеру, компания Sony Ericsson выпустила целую линейку телефонов, где акселерометр служил в качестве шагомера. Но к сожалению эти телефоны небыли востребованы публикой и не получили широкий спрос. Но позже популярность акселерометру принес iPhone 4 от компании Apple, где была реализована возможность поворачивать изображение на экране поворотом телефона. Правда, поначалу, данная инновация была не столь надежна, и владельцам приходилось производить ремонт iPhone 4. из-за такой, казалось бы, пустяковой функции уже через несколько месяцев пользования данным аппаратом. Сейчас же акселерометр используется почти во всех новых моделях смартфонов Apple. Реализованы функции выключения звука в аппарате при повороте экрана вниз, изменение громкости, и фиксации ориентации фотографий.

Сейчас же акселерометр используется достаточно широко, к примеру, в ноутбуках - предотвращая потерю информации жесткого диска, блокируя его работу. А в автомобилях служит для срабатывания подушек безопасности при ударе.

Второй датчик, который мы рассмотрим, называется гироскоп. Впервые он пришел в мобильный мир с телефоном iPhone 4, хотя раньше он использовался в самолетостроении и в цифровых фотоаппаратах. Гироскоп намного точнее, чем акселерометр. Он фиксирует изменение углов сразу по всем осям. В работе гироскоп станет незаменимой вещью для геймера. При его использовании, поднимая смартфон вверх, мы теперь будем видеть игровое небо, а опуская - землю.

После прихода в наш мир GPS-приемников к нам пришли и цифровые компасы. К сожалению, в нашу эпоху в эпоху развития GPS и навигационных технологий от этого компаса будет очень мало толку. Вряд ли сейчас нет карт для городов и сел, они разве что не выпускаются для лесов, поэтому такой компас пригодится только в экстренных и очень редких случаях. Отметим, что на практике компас себя показал довольно таки не плохо. Также компас незаменим для некоторых игр и программ, например Layar.

Датчики света сейчас очень популярны в телефонах Nokia. Принцип работы очень прост: в темное время включать подсветку максимально в телефоне, что обеспечивает хорошее восприятие, а в солнечное время, убирает подсветку, тем самым, экономя заряд батареи.

И напоследок рассмотрим датчик приближения. Данный датчик позволяет блокировать сенсорный экран, например, во время разговора, когда мы подносим телефон к уху, тем самым, предотвращая случайные нажатия. После разговора, когда вы убираете телефон от уха экран автоматически разблокируется. Так же такой телефон можно спокойно класть в карман или чехол, не боясь случайных вызовов и лишних затрат.

Понравилась полезная статья? Подпишитесь на RSS и получайте больше нужной информации!

Как работает компас в телефоне?

Просмотров: 891.

Современные мобильные телефоны, кроме своих прямых функций, еще оснащены и разнообразными дополнительными возможностями, которые значительно расширяют сферу использования мобильного аппарата. Камерой и игровыми приложениями пользователя уже не удивишь, поэтому производители мобильных телефонов расширяют функции телефона. Сейчас можно встретить встроенные GPS-навигаторы, с помощью которых можно узнать свое местоположение в городе и найти нужную улицу или здание. Такие навигаторы очень полезны для тех, кто очутился в незнакомом городе и плохо ориентируется на улицах города.

Джпс навигатор встроен в телефон сразу же, с помощью программ или мобильных приложений его нельзя установить, так как в телефоне должен быть физически установлен GPS-ресивер, который будет принимать сигнал и определять место расположения телефона. Кроме этого, современные джпс навигаторы позволяют определять местоположение и других абонентов мобильной сети. Это очень удобно для родителей, так как можно контролировать своего ребенка.

Как работает компас в телефоне? Принцип его работы довольно прост: он определяет, в какую сторону повернут мобильный телефон, и выдает данные на экран. Работает компас на базе GPS-навигатора, с помощью которого сигнал поступает на датчик, который установлен в телефоне. Таким образом, цифровой компас считывает нужную информацию и выдает ее своему пользователю. Цифровой компас очень сильно пригодится тем, кто любит путешествовать, особенно в лесной местности, ведь в таком случае GPS-навигатор не сможет очень сильно помочь.

Данные с цифрового компаса можно увидеть на карте GPS-навигатора, таким образом, ориентироваться в городе будет еще проще. Также существуют специальные приложения, с помощью которых можно определить сторону света, в которую направлен мобильный телефон. Сенсорные телефоны, как правило, оснащены акселерометром, с помощью которого телефон может выполнять различные функции одним движением. Например, чтобы приложение заработало, нужно встряхнуть телефон, либо же сделать другие движения, которые запустят программу.

Цифровой компас в телефоне является одной из наиболее полезных программ, которая поможет сориентироваться в незнакомой местности. Особенно она полезна туристам, ведь с помощью компаса и GPS-навигатора можно найти нужные сооружения и здания.

Датчики и сенсоры современных мобильных устройств

2013, Июль 8, 20:22

Современный смартфон — это не просто звонки и SMS, а намного большее. Но сегодня мы поговорим не о том, как выходить с этих устройств в интернет, не о их гиперкоммуникационных возможностях и не о преимуществах той или иной мобильной операционной системы. Статья будет посвящена датчикам и сенсорам, которыми разработчики оснащают современные устройства, чтобы их функциональность стала еще более разнообразной. Итак, что такое датчики и сенсоры? Это микроустройства в самом смартфоне (плеере, планшете, навигаторе, ноутбуке, цифровой фотокамере, игровой консоли и т.д.), которые делают его умным, а также связывают с внешним миром. Без них смартфон не будет столь интересен и востребован, так как гаджет окажется без связи с окружающей средой. Именно с помощью датчиков и сенсоров появляется связь с миром вокруг, а значит, появляются новые удивительные функции.

Из основных датчиков и сенсоров, известных многим, и без которых сегодня не обходятся разве что совсем уж бюджетные мобильные телефоны, можно выделить следующие:

 1. Proximity Sensor

 2. Accelerometer

 3. Light Sensor

 4. Gyroscope Sensor

 5. Magnetic Field Sensor (магнитный компас обычно не считают датчиком, но мы все-таки включили его в перечень)

Proximity Sensor (Датчик приближения)

Датчик приближения позволяет определить приближение объекта без физического контакта с ним. Например, датчик приближения, установленный на мобильном телефоне, позволяет отключать подсветку экрана при приближении телефона к уху пользователя во время разговора. То есть, его основная задача заключается в блокировании смартфона, чтобы пользователь не нажал случайно, скажем, щекой на отбой. Кстати, в данном случае экономится и заряд аккумуляторной батареи. Естественно, производители всячески пытаются расширить возможности этой функции. Например, год назад в Samsung Galaxy S3 появилась функция «Прямой вызов», которая при поднесении устройства к лицу позволяет звонить контакту, чьи сведения, журнал вызовов или данные о сообщениях отображаются на экране. Так же телефон с этим датчиком можно спокойно класть в карман или чехол, не боясь случайно совершить ненужный звонок.

Вообще, управление движениями — это следующий этап в общении между человеком и техникой, над чем сегодня работает масса производителей. Например, в прошлом году компания Pioneer представила модельный ряд автомобильных мультимедийно-навигационных GPS-систем, управлять которыми можно с помощью жестов. Pioneer назвала свою разработку «Air Gesture». Если пользователь подносит свою руку к передней части экрана мультимедийно-навигационной системы, она выводит окно с названием воспроизводимой в данный момент композиции и часто используемые команды управления: «Установить в качестве пункта назначения» и «Установить любимое место в качестве пункта назначения». Как только пользователь уберет руку от экрана, эти команды исчезнут, а навигационная карта снова отобразится на всем экране. Кроме того, путем перемещения рук по горизонтали, определенные функции, заданные пользователем, могут быть вызваны без нажатия кнопки. Можно установить одну из 10 функций, включая «Переключение между навигацией и AV-функциями» и «Пропуск воспроизводимой композиции / Воспроизведение предыдущей композиции». Датчик, который определяет движения руки, состоит из двух инфракрасных излучающих частей и одной приемной между ними. Когда рука движется к передней части экрана, приемный ИК-датчик обнаруживает отражения инфракрасного света. При горизонтально движущейся руке ИК-датчик определяет изменение таймингов инфракрасного излучения с правой и левой излучающих частей так, что становится понятным, в какую из сторон производится движение рукой. Кстати, производство моделей с пользовательским интерфейсом управления жестами Air Gesture уже началось.

Эта же функция реализована в новом флагмане Samsung Electronics — Galaxy S4. Кроме датчика приближения, рядом с фронтальной камерой расположен еще один датчик, который используется для распознавания жестов. Он распознает движения руки, принимая инфракрасные лучи, которые отражаются от ладони пользователя, и работает в паре с функцией Air Gesture, предоставляя пользователям возможность принять вызов, сменить музыкальную композицию или прокрутить web-страницу вверх или вниз буквально одним взмахом руки.

Accelerometer (Акселерометр)

Пожалуй, это самый распространенный датчик. G-сенсор, как его называют многие производители, сегодня можно встретить практически в каждом современном устройстве. Задача акселерометра проста — отслеживать ускорение, которое придается устройству. Вроде бы напрашивается вопрос, а зачем измерять ускорение смартфона? Но давайте задумаемся, в тот момент, когда мы переворачиваем телефон, происходит движения с ускорением. Акселерометр регистрирует его и, на основе полученных от него данных, запускает процесс, например, смены ориентации экрана. Датчик также используется для масштабирования страниц браузера при наклоне смартфона, обновление списка Bluetooth-устройств при встряске, в специфических приложениях, ну и, конечно же, в играх, особенно в симуляторах. Кроме этого, акселерометр используется в качестве карманного шагомера для подсчета количества шагов, сделанных пользователем.

В фотоаппаратах акселерометр используется для поворота отснятого кадра, а в ноутбуках — для срочной парковки головок жесткого диска, если вдруг компьютер падает. А в автомобилях он служит для срабатывания подушек безопасности при ударе. Проще говоря, акселерометр имеет дело с положением устройства в пространстве и наклоном корпуса, опираясь при этом на его ускорения при смене этого положения.

Light Sensor (Датчик освещенности)

Задачи этого датчика предельно просты и заключаются в том, чтобы определить степень наружного освещения и соответственно настроить яркость экрана. Благодаря такой автонастройке яркости, стала возможной экономия электроэнергии, особенно если вы хотите оптимизировать расход вашего аккумулятора. Пожалуй, это самый старый датчик в мобильном мире, и даже при том, что в работе этого датчика вроде бы нет никаких возможностей по улучшению функциональности, производители и в этом случае стараются сделать работу со смартфоном еще более комфортной.

Например, в мобильной операционной системе iOS 6 от Apple появилась возможность регулировки автояркости. Ранее датчик освещенности был полностью автоматизированным и регулировал яркость экрана на свое усмотрение. Теперь же пользователь получил возможность контролировать работу этого датчика. Вы можете легко определить уровень яркости, который комфортен для вас, и iOS принимает этот выбор во внимание при расчете уровня яркости для новых условий освещения. Однако для того чтобы датчик корректно функционировал, необходимо произвести небольшую настройку устройства.

Gyroscope Sensor (Гироскоп)

Если возможности акселерометра по большому счету исчерпаны, а сферы его применения четко ограничены, то устройство еще одного инерционного датчика, которым является гироскоп, в смартфонах освоены еще не до конца. История использования гироскопов берет свое начало еще в конце XIX века. Инерционные датчики на тот момент были распространены во флоте, так как с помощью гироскопа наиболее точно можно определить расположение сторон света. Позже, благодаря столь уникальной функции, гироскоп получил широкое распространение и в авиации. По своей конструкции гироскоп в мобильных телефонах напоминает классические роторные, представляющие собой быстро вращающийся диск, закрепленный на подвижных рамах. Даже при смене положения рам в пространстве ось вращения диска не изменится. Благодаря постоянному вращению диска, например, с помощью электромотора, и существует возможность постоянно определять положение объекта (в котором есть гироскоп) в пространстве, его наклоны либо крены.

Гироскопы в современных устройствах основаны на микроэлектромеханическом датчике, но принцип действия инерционного датчика остается тем же. В это же семейство входят акселерометры, магнитометрические и прочие узкоспециализированные датчики. Рынок этих миниатюрнейших элементов, также известных как MEMS, получил серьезный толчок для развития в тот момент, когда Apple начала устанавливать гироскоп в iPhone 4, а затем и в iPod Touch. Успешные продажи мобильных устройств привели к тому, что производители элементов MEMS успешно обосновались на мобильном рынке. Apple iPhone 4, где впервые был использован гироскоп и два MEMS-микрофона для подавления шума, произвел огромный эффект на индустрию телефонов. Например, в конце 2010 года менее пяти телефонов, выпущенных на рынок, могли похвастаться наличием гироскопа, а в 2011 году уже было представлено более 50 моделей телефонов и планшетов с гироскопом.

Гироскопы, встроенные в мобильные телефоны, делают качество игр наиболее высоким. С помощью данного датчика для управления игрой можно пользоваться не только обычным поворотом устройства, но и скоростью поворота, что обеспечивает более реалистичное управление. Кроме игр гироскоп используется в браузерах дополненной реальности для более точного позиционирования устройства в пространстве, а также в управляемых при помощи смартфонов на платформах iOS и Android радиомоделях летательных аппаратов.

Magnetic Field Sensor (Магнитный компас )

После прихода в наш мир GPS-приемников, появились и цифровые компасы, правда, в эпоху развития навигационных технологий от них не так много пользы. Магнитометр, как и привычный магнитный компас, отслеживает ориентацию устройства в пространстве относительно магнитных полюсов Земли.

Информация, полученная от компаса, используется в картографических и навигационных приложениях. На практике это устройство показало себя довольно хорошо и сегодня незаменимо в ряде игр и приложений, например, в браузере дополненной реальности Layar.

Прочие датчики и сенсоры

Помогает с позиционированием и этот сенсор. Барометр стал появляться в смартфонах совсем недавно, с выходом Samsung Galaxy Nexus, и может уменьшить время подключения к сигналу GPS. Встроенный барометр измеряет атмосферное давление в текущем местоположении владельца смартфона и определяет высоту над уровнем моря. Многие флагманские смартфоны сегодня оснащаются не только приемниками GPS и ГЛОНАСС, но и барометром, благодаря чему захват сигнала от спутника и определение первоначального местоположения происходит мгновенно. Эта функция пригодится и в случае, когда пользователь передвигается по наклонным плоскостям, будь то холм или гора, потому что в зависимости от атмосферного давления и высоты, может подсчитать точное количество калорий, которые сжигаются во время прогулки. Ну и, соответственно, для определения давления и погодных условий прямо со своего смартфона.

Рассмотрим принцип работы этого датчика на примере смартфона Samsung Galaxy S III, где определение разницы давления может быть пересчитано около 25 раз в секунду. Такая скорость позволяет четко определять движение человека вверх и вниз, то есть использовать навигацию не только в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной. Таким образом, мы получаем объемную навигацию, которая полностью соответствует действительности. Например, при навигации в торговом центре вам будет недостаточно обычного GPS-навигатора, так как он укажет точку на плоскости земли, а не то, на какой высоте находится ваш маршрут. А автомобильные навигаторы могут ориентироваться в многоэтажных парковках и многоярусных дорогах.

Датчик давления позволяет это осуществить, и вы получите не только точные координаты заданного места, но и информацию, на каком этаже или высоте пролегает ваш маршрут. Обычно подобные датчики включают в себя и систему обработки данные, а их размеры находятся в пределах 3х3х1 мм. Крошечный сенсор реагирует на изменения по высоте с точностью до 50 см. Методика реализована путем сравнения внешнего атмосферного давления по отношению к вакуумной камере внутри датчика. Помимо вакуумной камеры и сенсоров, в миниатюрном корпусе устройства поместились встроенный микропроцессор, аналоговый усилитель, цифровой со-процессор и элемент энергонезависимой памяти.

Датчик температуры/влажности

Такой датчик стал новым дополнением к Samsung Galaxy S4. Он определяет уровни температуры и влажности окружающей среды через небольшое отверстие, расположенное в основании смартфона. А потом датчик определяет оптимальный уровень комфорта и отображает эту информацию на экране приложения S Health. Кроме этого, температурный датчик позволяет откорректировать погрешности давления, вызванные изменением температуры воздуха. Те же, кто хочет незамедлительно воспользоваться возможностями температурного датчика, могут обратить внимание на разработку ученых компании Robocat.

Они создали крошечный электрический термометр Thermodo, который подключается к телефону через порт наушников. Thermodo состоит из пассивных датчиков температуры, встроенных в стандартное 4-полюсное гнездо для наушников в прочном корпусе. Никакого подключения к сети не требуется, устройство получает питание от телефона и потребляет мало энергии. Когда измерение температуры не требуется, Thermodo можно повесить на ключи в виде брелока. С помощью Thermodo можно измерить температуру как в помещении, так и на открытом воздухе.

Сенсор, который постоянно сканирует окружающее пространство и создает компьютерную виртуальную модель с высокой точностью. Что-то подобное представляет из себя Kinect, но новая версия планшета Google Nexus 10 получила сенсор намного компактнее и уже есть готовые приложения, которые могут работать на планшете и продемонстрировать возможности не только самых современных игр.

Помимо прочего, сенсор Capri 3D, который был представлен в рамках конференции Google I/O 2013 компанией PrimeSense, умеет регистрировать движения и получать метрические параметры предметов. Кстати, эта развитие этой технологии доказывает предположение IBM, что в середине этого десятилетия общения с помощью приложений для видеоконференций начнут напоминать 3D-голограммы.

Недавно профессор Суортмор колледжа (штат Пенсильвания, США) Адам Дж. Авив продемонстрировал возможность осуществления атак, используя данные, полученные акселерометром смартфона. Оказалось, что данные, полученные сенсорами смартфона, могут помочь злоумышленникам получить доступ к кодам разблокировки устройства. Они могут узнать Pin-коды и пароли пользователя. Получать информацию через сенсоры гораздо легче, чем через приложения, загружаемые на смартфон, утверждает профессор. Исследователи провели анализ данных, полученных акселерометром, и составили своеобразный «словарь» движений смартфона при введении пароля, после чего разработали программное обеспечение, позволяющее расшифровывать Pin-коды при помощи данных, полученных с акселерометра. В ходе исследований ученым удалось правильно определить Pin-код в 43% случаев, а пароль — в 73%. Система дает сбои, когда пользователь находится в движении во время использования устройства, так как движения создают дополнительные помехи, и получить от акселерометра точные данные весьма трудно.

Эксперты, занимающиеся мобильной безопасностью, также считают, что чем больше у смартфона сенсоров, тем больше данных они могут зафиксировать, а это значит, что проблема защиты устройства становится более острой. Сейчас исследователи разрабатывают методы для предотвращения утечки данных, собранных гироскопами, акселерометрами или другими сенсорами. Так что можно предположить, что с развитием технологий и расширением функционала датчиков ситуация в сфере безопасности будет только накаляться.

Недавно американский изобретатель Джейкоб Фрэйден основал компанию Fraden Corporation и запатентовал систему бесконтактного измерения температуры для мобильных устройств. На тыльной стороне смартфона размещается небольшой инфракрасный датчик, который всего за секунду может снять показания температуры тела пользователя. Таким образом, в будущем смартфоны вполне могут превратиться в наших персональных медицинских помощников. Фрэйден собирается создать также средства измерения ультрафиолетового излучения и электромагнитного загрязнения. А вот сотрудники из лаборатории Next Lab Массачусетского технологического института утверждают, что скоро датчики в смартфонах смогут обнаруживать аритмию и тахиакардию, что заставит пользователей своевременно обращаться за помощью к врачам.

По мнению специалистов из IBM, к 2017 году смартфоны получат обоняние. Крошечные датчики запаха могут быть встроены в смартфоны и другие мобильные устройства. Обнаруженные следы химических соединений будут передаваться на мощное облачное приложение, способное проанализировать все, начиная от угарного газа до вируса гриппа. В результате, если вы чихнули, телефон сможет рассказать вам о вашей болезни.

Все самое интересное только начинается, и сегодня работы идут по массе направлений. Например, не исключено, что в ближайшем будущем ваш смартфон с помощью определенного рода датчиков научится имитировать тактильные ощущения. Вы сможете различать ткани, текстуры и переплетения. А звуковые датчики в сочетании массивными облачными вычислительными системами получат сверхчеловеческие слуховые возможности. Эх, чего только нельзя предположить, тем более, что масса предположений, расчетов и даже фантазий в последние годы стала сбываться с удивительной скоростью.