鄭博瑋

又是元旦時(shí)節(jié)，熱鬧喜慶的氣氛洋溢在每一條街道和每一個(gè)家庭里。

“爸爸，今年給我準(zhǔn)備了什么新年禮物??？”果兒對(duì)著爸爸撒嬌。

“這次的禮物可不是那么簡(jiǎn)單就能拿到的?！卑职置麅旱念^，“需要你動(dòng)點(diǎn)腦子。”

爸爸微笑著拿出一張紙，上面畫(huà)著一個(gè)黑白相間的奇怪的圖形，“秘密就在這個(gè)圖形里面?！?/p>

果兒看著這張紙百思不得其解，只好拿著去找她的好朋友曉琳。曉琳一眼就認(rèn)出這是一個(gè)二維碼，只要一個(gè)智能手機(jī)就能知道里面隱藏的信息，但是她倆都沒(méi)有這種手機(jī)，于是她們決定去找喜愛(ài)數(shù)碼產(chǎn)品的王叔叔借一個(gè)。

路上滿是積雪，果兒邊走邊哈著氣問(wèn)曉琳：“什么是智能手機(jī)？和我們以前用的手機(jī)有什么差別嗎？”

智能手機(jī)的定義

很多人可能認(rèn)為智能手機(jī)的概念是美國(guó)蘋(píng)果公司最先提出的，其實(shí)不然。智能手機(jī)是的興起要回溯到20世紀(jì)末葉，手機(jī)巨頭美國(guó)摩托羅拉公司在1999年推出了一款名為天拓A6188的手機(jī)，它是全球第一部具有觸摸屏的手機(jī)，正是現(xiàn)在如日中天的智能手機(jī)的鼻祖。隨后，智能手機(jī)飛速發(fā)展，關(guān)注于用戶體驗(yàn)的蘋(píng)果公司更是將整個(gè)行業(yè)推向了高潮。

智能手機(jī)已經(jīng)日益普及，其發(fā)展也日新月異，多種品牌的手機(jī)紛紛登場(chǎng)，讓我們的生活變得更加方便有趣，多姿多彩。我們幾乎每天都在接觸智能手機(jī)，但是什么樣的手機(jī)才能稱為是智能手機(jī)，相信很多人都不能說(shuō)出個(gè)所以然來(lái)。

智能手機(jī)的英文名稱叫Smartphone，這種手機(jī)是一個(gè)功能強(qiáng)大的綜合性個(gè)人手持終端設(shè)備，除了具備基本通話功能外，它還具有開(kāi)放獨(dú)立的操作系統(tǒng)，可以由用戶自行安裝軟件、游戲等第三方服務(wù)商提供的程序，通過(guò)此類程序不斷對(duì)手機(jī)的功能進(jìn)行擴(kuò)充，并可以通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能手機(jī)就像一個(gè)微型的個(gè)人電腦，實(shí)際上它就是從掌上電腦演變而來(lái)的，操作系統(tǒng)就是它的靈魂，但是它所使用的操作系統(tǒng)和個(gè)人電腦上常見(jiàn)的操作系統(tǒng)有很大的不同，常見(jiàn)的有Android系統(tǒng)和iOS系統(tǒng)。

兩人來(lái)到王叔叔的家里，發(fā)現(xiàn)他的房間里擺滿了各種數(shù)碼產(chǎn)品，各式各樣，琳瑯滿目。“你們兩個(gè)小姑娘怎么想起來(lái)看我來(lái)了？”王叔叔笑著問(wèn)道。果兒和曉琳說(shuō)出了來(lái)這兒的目的，王叔叔點(diǎn)點(diǎn)頭，從身后的抽屜里找出了一個(gè)高級(jí)的智能手機(jī)遞給她們，果兒開(kāi)心地接過(guò)，可是任她用手指在手機(jī)屏幕上用力地劃，卻發(fā)現(xiàn)怎么也打不開(kāi)手機(jī)的鎖屏界面。

“這個(gè)手機(jī)是不是壞了？”果兒嘟囔著。

手機(jī)觸摸技術(shù)

智能手機(jī)最醒目的亮點(diǎn)就是觸摸屏技術(shù)，它將人們從按鍵中解脫出來(lái)，帶來(lái)良好的用戶體驗(yàn)。觸摸屏技術(shù)有多種，比較常見(jiàn)的有電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏。

電阻式觸摸屏采用復(fù)合薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)，薄膜和玻璃相鄰的一面都涂有ITO（納米銦錫金屬氧化物）涂層，ITO具有很好的導(dǎo)電性和透明性，在兩層涂層之間有許多細(xì)?。ㄐ∮谇Х种焕迕祝┑耐该鞲綦x點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣。當(dāng)進(jìn)行觸摸操作時(shí)，薄膜的ITO涂層會(huì)和玻璃的ITO涂層發(fā)生接觸，經(jīng)由感應(yīng)器傳出相應(yīng)的電信號(hào)，通過(guò)處理器的運(yùn)算即可得知觸摸點(diǎn)的具體位置。

電容式觸摸屏則是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，并且在四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，從而在導(dǎo)體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。它利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作，當(dāng)手指觸摸薄膜體層時(shí)，手指和觸摸屏表面會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向接觸點(diǎn)，其強(qiáng)弱與手指到四個(gè)電極的距離成正比，控制器便會(huì)根據(jù)電流的情況精確計(jì)算出觸摸點(diǎn)的位置信息。

這兩種技術(shù)各有利弊，目前市面上的智能手機(jī)絕大多數(shù)采用的都是電容式觸摸屏。

這個(gè)手機(jī)的觸摸屏是電容式的，因?yàn)槎?，果兒帶著手套，人體未能和手機(jī)屏幕直接接觸，所以才沒(méi)法進(jìn)行操作。雖然很冷，但是為了禮物，果兒還是豁出去了，她脫下手套，打開(kāi)了手機(jī)界面，按照曉琳的指導(dǎo)用攝像頭對(duì)著爸爸給的二維碼圖片進(jìn)行掃描操作，不一會(huì)手機(jī)屏幕上跳出一段視頻。

視頻里，果兒的爸爸笑瞇瞇地說(shuō)：“果兒真厲害，這么快就找到了二維碼里面隱藏的信息。”

二維碼

相信很多人都有用手機(jī)掃描二維碼的經(jīng)歷，二維碼可以說(shuō)為網(wǎng)絡(luò)瀏覽、下載、在線視頻、網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上支付等提供了方便的入口。但是，這些奇形怪狀的黑白圖是怎么隱藏信息的呢？

我們?nèi)ド虉?chǎng)時(shí)，會(huì)看到售貨員用掃描器讀取商品的條形碼以獲取商品信息，這種條形碼被稱為一維碼。一維碼由一組黑白相間、寬度不同的條狀符號(hào)組成，它利用某種規(guī)律記錄信息，而相應(yīng)的設(shè)備則可以解讀出來(lái)。二維碼的工作原理建立在一維碼的基礎(chǔ)之上，但是卻擴(kuò)展到了橫向和縱向兩個(gè)方向之上，并用黑白相間的圖形來(lái)記錄信息。二維碼生成之后，也需要用專門(mén)的解碼器來(lái)進(jìn)行解碼，一般分為硬解碼和軟解碼。硬解碼是指探頭抓取圖形之后用軟件直接解碼，軟解碼則是通過(guò)抓取圖形之后傳送到二維碼庫(kù)里去對(duì)比解碼。

比起一維碼，二維碼的信息容量更大，并且具有良好的糾錯(cuò)功能，即使部分被覆蓋或丟失，掃描設(shè)備依然能夠識(shí)別出其記錄的完整信息。通常我們所看到的二維碼都是黑色的，但事實(shí)上彩色的二維碼生成技術(shù)也并不復(fù)雜，且備受年輕人的喜愛(ài)。

“你離禮物很近了，但還需要一些努力?！币曨l里，爸爸突然嚴(yán)肅起來(lái)。

“狡猾的爸爸！”果兒有些惱怒地說(shuō)，曉琳在一旁笑出聲來(lái)。

“果兒，你平時(shí)缺少運(yùn)動(dòng)，只要你能跳20下就會(huì)拿到下一個(gè)線索。”

“強(qiáng)人所難?！惫麅嚎嘀?，“可是爸爸怎么知道我到底有沒(méi)有跳呢？”

“因?yàn)橹悄苁謾C(jī)能夠感應(yīng)吶。”曉琳說(shuō)，“它能知道我們?cè)谧鍪裁??！?/p>

重力感應(yīng)和加速度傳感器

智能手機(jī)之所以受到大家的歡迎，與其具有的娛樂(lè)功能分不開(kāi)，而這歸根結(jié)底在于它里面集成的各類傳感器。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，從而得知當(dāng)前手機(jī)的狀態(tài)。其中大家平時(shí)接觸得比較多的要數(shù)重力傳感器和加速度傳感器。

重力傳感器是出現(xiàn)得比較早的手機(jī)傳感器，它是基于壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。壓電效應(yīng)是指對(duì)于某類晶體，施加在晶體上的外力會(huì)改變晶體的極化狀態(tài)從而產(chǎn)生電壓。所以，根據(jù)這個(gè)原理，反過(guò)來(lái)可以通過(guò)測(cè)量電壓的大小來(lái)知道施加在晶體上的外力的情況。實(shí)際工作中，重力傳感器就是通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)部一片重物的重力在正交的兩個(gè)方向的分力值來(lái)判別水平方向，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能的，比如說(shuō)手機(jī)的橫豎屏幕切換、平衡球、翻轉(zhuǎn)靜音等。

加速度傳感器是另一個(gè)非常重要的傳感器，與重力傳感器不同，它測(cè)量的是手機(jī)的加速力，也就是手機(jī)在加速過(guò)程中作用在物體上的力。通過(guò)分析加速力，加速度傳感器可以計(jì)算出手機(jī)的移動(dòng)方式、靜態(tài)姿態(tài)以及運(yùn)動(dòng)方向等，這大大增強(qiáng)了智能手機(jī)的實(shí)用性。手機(jī)的甩歌功能、微信中的搖一搖等，還有很多游戲中的動(dòng)作感知都是利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

為了新年禮物，果兒拿著手機(jī)認(rèn)真在原地跳了20下，累得氣喘吁吁，滿臉是汗，這時(shí)手機(jī)里突然跳出一串?dāng)?shù)字?！斑@是什么？”曉琳這回也沒(méi)轍了?！笆亲鴺?biāo)?！惫麅簠s馬上解開(kāi)了這道謎，當(dāng)然主要因?yàn)榘职智皫滋旖虝?huì)了她這個(gè)知識(shí)，看來(lái)爸爸是“早有預(yù)謀”了，“這個(gè)數(shù)字代表著經(jīng)度和緯度，看來(lái)我的禮物應(yīng)該就在那里了?？墒俏覀?cè)撛趺慈ツ抢锬?？?/p>

“用手機(jī)里的導(dǎo)航軟件啊！”曉琳說(shuō)。

手機(jī)定位

簽到、微博定位、地圖導(dǎo)航，相信很多人都使用過(guò)智能手機(jī)強(qiáng)大的導(dǎo)航定位功能，但是它是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？目前手機(jī)上廣泛使用的定位技術(shù)分別是GPS定位技術(shù)和基站定位技術(shù)。

GPS定位技術(shù)其實(shí)早已有之，汽車上使用的導(dǎo)航儀即是基于此原理工作的，智能手機(jī)現(xiàn)在也集成了GPS功能模塊。該模塊基于美國(guó)運(yùn)營(yíng)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)運(yùn)作，這個(gè)系統(tǒng)由24顆距離地面1.2萬(wàn)千米的衛(wèi)星組成，它們以12小時(shí)的周期環(huán)繞地球運(yùn)行。這些GPS衛(wèi)星不斷向地球發(fā)射包含時(shí)間、衛(wèi)星點(diǎn)位等重要參數(shù)的信息，被手機(jī)接收到后，手機(jī)會(huì)利用多個(gè)衛(wèi)星在同一時(shí)間發(fā)出的信號(hào)到達(dá)的先后順序及時(shí)差計(jì)算出手機(jī)到各個(gè)衛(wèi)星的距離，然后利用三維坐標(biāo)中的距離公式進(jìn)行計(jì)算，從而得到手機(jī)所在位置的經(jīng)緯度。

而基站定位技術(shù)則基于蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)是由許多基站構(gòu)成的，每個(gè)基站覆蓋一個(gè)正六邊形區(qū)域，每個(gè)正六邊形區(qū)域稱為一個(gè)小區(qū)，從而形成酷似蜂窩的網(wǎng)絡(luò)。手機(jī)的通話功能即是通過(guò)這些基站實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要定位時(shí)，智能手機(jī)中的相關(guān)軟件可以知道手機(jī)當(dāng)前所在區(qū)域的基站，而基站的位置是固定的，軟件只要計(jì)算出手機(jī)相對(duì)基站的方位，經(jīng)過(guò)一些處理即可得到當(dāng)前所在的位置。但是這種技術(shù)相對(duì)于GPS定位而言，精確度上要差很多。

她們輸入果兒爸爸給的坐標(biāo)，按照手機(jī)導(dǎo)航軟件的提示，兩人在街道上左拐右拐，終于停在了一個(gè)商店前。

“這里是？”果兒抬起頭，突然興奮地跳起來(lái)，“寵物商店?！?/p>

店門(mén)突然打開(kāi)，爸爸和媽媽一起走了出來(lái)，媽媽過(guò)來(lái)牽著果兒。

“果兒越來(lái)越聰明了，這么快就找到了這里。”爸爸開(kāi)心地說(shuō)，“你不是一直想要個(gè)寵物嗎？你可以在這里隨便挑一個(gè)，這就是你的新年禮物。”

“真的嗎？”果兒拉著她的好朋友兼軍師曉琳，歡快地跑進(jìn)寵物店，對(duì)著滿屋的寵物挑選起來(lái)……

智能手機(jī)的發(fā)展風(fēng)起云涌，各種技術(shù)也在不斷推陳出新。功能的日益強(qiáng)大、人性化的服務(wù)、豐富的應(yīng)用以及續(xù)航能力的加強(qiáng)是未來(lái)智能手機(jī)比拼的重點(diǎn)。可以相信，在不久的將來(lái)，更多、更精彩的手機(jī)功能將會(huì)融入人們的日常生活之中。