手機(jī)的加速度傳感器：手機(jī)加速傳感器
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手機(jī)加速傳感器
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手機(jī)加速傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。
中文名
手機(jī)加速傳感器
外文名
acceleration transducer
定 義
能感受加速度的傳感器
所屬學(xué)科
機(jī)械工程
目錄
1
定義
2
介紹
手機(jī)加速傳感器定義
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語(yǔ)音
中文名稱：加速度傳感器英文名稱：acceleration transducer定義：能感受加速度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。所屬學(xué)科： 機(jī)械工程(一級(jí)學(xué)科) ；傳感器(二級(jí)學(xué)科) ；物理量傳感器(三級(jí)學(xué)科)
手機(jī)加速傳感器介紹
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語(yǔ)音
玩“沼澤競(jìng)技”和“空中快車”時(shí)，你不用按鍵，而通過(guò)手機(jī)的傾斜或左右前后移動(dòng)來(lái)完成高難度動(dòng)作。你仿佛置身游戲之中。因?yàn)殚W語(yǔ)彩殼內(nèi)置的加速度傳感器能感知手機(jī)的物理運(yùn)動(dòng)
[1]
。有的手機(jī) 晃晃就能看信息 就有加速傳感器。加速度傳感器：高低精度的加速度傳感器、微加速度計(jì)、加表，不同響應(yīng)頻率，各種精度。可應(yīng)用在控制，手柄振動(dòng)和搖晃，儀器儀表，汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)，地震檢測(cè)，報(bào)警系統(tǒng)，玩具，結(jié)構(gòu)物、環(huán)境監(jiān)視，工程測(cè)振、地質(zhì)勘探、鐵路、橋梁、大壩的振動(dòng)測(cè)試與分析；鼠標(biāo)，高層建筑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性和安全保衛(wèi)振動(dòng)偵察上。微機(jī)械結(jié)構(gòu)，微型尺寸，可以直接焊接在PCB版上。可以測(cè)量重力加速度，可以測(cè)量動(dòng)態(tài)沖擊加速度，也可以應(yīng)用加速度傳感器來(lái)集成傾角處理系統(tǒng)，測(cè)試速度和振動(dòng)。內(nèi)置放大和過(guò)濾器，抗沖擊達(dá)5000g，供電范圍寬：2.7-24V，IP66防護(hù)。量程從1g到100g。相關(guān)的各種應(yīng)用技術(shù)支持請(qǐng)和我公司技術(shù)人員詳細(xì)探討。有OEM應(yīng)用，價(jià)格低。 SCA8X0系列和SCA3100系列是最新用于汽車行業(yè)的系列數(shù)字輸出加速度傳感器。適合HSA,EPB，測(cè)翻檢測(cè)懸掛控制，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等場(chǎng)合。CMA3000最新產(chǎn)品，三軸加速度傳感器，2g-8g量程，直接數(shù)字輸出或者模擬輸出，2*2*0.7mm超小尺寸，≤ 70 uA 超低功耗，適合消費(fèi)電子，醫(yī)療器械，運(yùn)動(dòng)等各種電池供電的場(chǎng)合CMA3000-D01CMA3000-A01SCA3060最新產(chǎn)品，三軸加速度傳感器，2g量程，直接數(shù)字輸出，集成其他系列功能，適合醫(yī)療器械，汽車等其他系列應(yīng)用SCA100T-D07最新產(chǎn)品，雙軸加速度傳感器，量程達(dá)到12gSCA1000/20雙軸，量程：1.7g，X、Y軸或者Z，Y軸，電壓輸出，2.5V是零點(diǎn)，11位分辨率，重量1.2g，9*5*16mm，附帶溫度輸出，0.5-4.5V電壓輸出，分辨率：0.83mg，溫度性能非常穩(wěn)定，可以和SCA610/620互換。SPI數(shù)字輸出，SCA1000-N為雙軸6g量程加速度傳感器。SCA610單軸，1.5g或者1.7g量程，水平測(cè)量，2.5V對(duì)應(yīng)零點(diǎn)。靈敏度1.2V/g，非線性40mg，50±30Hz。SCA620單軸，測(cè)量Z軸加速度，1.7g或者12g量程，2.5V對(duì)應(yīng)零點(diǎn)。靈敏度1.2V/g，0.5-4.5V輸出。SCA2100雙軸，高可靠性系列產(chǎn)品。量程2g，SPI輸出，頻率響應(yīng)45/50Hz，-40-85度工作溫度，3.3V供電，專為汽車行業(yè)提供。SCA3100三軸，高可靠性系列產(chǎn)品。量程2g，SPI輸出，頻率響應(yīng)45/50Hz，-40-125度工作溫度，專為汽車行業(yè)提供的數(shù)字輸出加速度傳感器。SCA820-D04Z軸，高可靠性系列產(chǎn)品。量程2g，SPI，PWM輸出，頻率響應(yīng)45Hz，-40-125度工作溫度，專為汽車行業(yè)提供的數(shù)字輸出加速度傳感器。SCA830-D06Y軸，高可靠性系列產(chǎn)品。量程2g，SPI,PWM輸出，頻率響應(yīng)45Hz，-40-125度工作溫度，專為汽車行業(yè)提供的數(shù)字輸出加速度傳感器。SCA830-D07Y軸，高可靠性系列產(chǎn)品。量程1g，SPI,PWM輸出，頻率響應(yīng)45Hz，-40-125度工作溫度，專為汽車行業(yè)提供的數(shù)字輸出加速度傳感器。
參考資料
1.
手機(jī)加速傳感器是什么
．FB2B6[引用日期2012-12-21]
手機(jī)的加速度傳感器：手機(jī)加速度傳感器的工作原理，你知道嗎？
手機(jī)中內(nèi)置的加速度傳感器尤為關(guān)鍵，它是實(shí)現(xiàn)手機(jī)智能化的重要基礎(chǔ)元件。越是高級(jí)的手機(jī)，就越離不開(kāi)加速度傳感器的支持，手機(jī)加速度傳感器能夠較為準(zhǔn)確的捕捉到手機(jī)中常見(jiàn)的幾類運(yùn)動(dòng)模式，如搖晃、翻轉(zhuǎn)、甩動(dòng)等。今天我們就一起來(lái)了解一下手機(jī)加速度傳感器的原理，來(lái)看看吧！
手機(jī)加速度傳感器工作原理是什么？
加速度傳感器是一類能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力便是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就如同地球引力，也就是重力。加速力能夠是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。加速度計(jì)有兩種：一類是角加速度計(jì)，是由陀螺儀（角速度傳感器）的改進(jìn)的。另一種便是線加速度計(jì)。
線加速度計(jì)的原理是慣性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量)我們只需要測(cè)量F就可以了。怎么測(cè)量F？用電磁力去穩(wěn)定平衡這個(gè)力就可以了。就可以獲得F對(duì)應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了。當(dāng)然了中間的信號(hào)傳輸、放大、濾波便是電路的事了。多數(shù)加速度傳感器都是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。
手機(jī)加速度傳感器作用有哪些？
手機(jī)加速度傳感器也叫運(yùn)動(dòng)傳感器，它能捕獲手機(jī)的幾種典型運(yùn)動(dòng)模式如搖晃、甩動(dòng)、翻轉(zhuǎn)等。實(shí)現(xiàn)用運(yùn)動(dòng)控制手機(jī)的目的。
舉例來(lái)說(shuō)，玩“沼澤競(jìng)技”和“空中快車”時(shí)，你無(wú)需按鍵，而通過(guò)手機(jī)的傾斜或左右前后移動(dòng)來(lái)完成高難度動(dòng)作，你猶如置身游戲之中，這就是因?yàn)槭謾C(jī)自帶的加速度傳感器能感知手機(jī)的物理運(yùn)動(dòng)。
有的手機(jī)晃晃就可以看信息便是有加速傳感器，這里就要講到微信運(yùn)動(dòng)了。“微信運(yùn)動(dòng)”的基本原理是走路時(shí)會(huì)先有一個(gè)向前的加速度再有一個(gè)向后的加速度，根據(jù)身高體重調(diào)整這兩次加速度大小和時(shí)間間隔的閾值就能統(tǒng)計(jì)步數(shù)，當(dāng)然了，還有很多優(yōu)化的細(xì)節(jié)。手機(jī)自帶了加速度傳感器或協(xié)助處理器，簡(jiǎn)單地說(shuō)，便是人在步行時(shí)重心都有一點(diǎn)上下移動(dòng)，且在水平方向上保持了移動(dòng)，傳感器和協(xié)作器感應(yīng)到這種重心移動(dòng)并進(jìn)行記數(shù)。
以上就是關(guān)于手機(jī)加速度傳感器的工作原理的介紹了，看到這里，相信您對(duì)于手機(jī)加速度傳感器的原理也能有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)了！想要實(shí)現(xiàn)手機(jī)的高度智能化，手機(jī)加速度傳感器是必不可少的一個(gè)元器件，而伴隨著傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，今后手機(jī)加速度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)的功能將越來(lái)越多樣化，而其運(yùn)行原理也會(huì)越來(lái)越加簡(jiǎn)單化！
手機(jī)的加速度傳感器：智能手機(jī)有一個(gè)加速度傳感器
手勢(shì)識(shí)別在現(xiàn)在社會(huì)越來(lái)越廣泛用的，下面這篇文章是之前搞的一個(gè)項(xiàng)目，是基于三軸加速度傳感器做的。個(gè)人感覺(jué)在機(jī)器視覺(jué)火熱的今天，利用傳感器的手勢(shì)識(shí)別好像沒(méi)有那么吸引人了。
摘? 要：隨著移動(dòng)智能電子設(shè)備的發(fā)展，基于MEMS 加速度傳感器的手勢(shì)識(shí)別成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出一種基于ARM處理器、ADXL345加速度傳感器、NRF24L01、LABVIEW的手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用位于手指的5個(gè)加速度傳感器，分別采集單個(gè)軸上的加速度信息，采集后的加速度信息進(jìn)行濾波，然后通過(guò)與各自設(shè)置的閾值進(jìn)行比較將標(biāo)志位flag賦值，通過(guò)無(wú)線將flag發(fā)給接受機(jī)。接收機(jī)分析判斷5個(gè)發(fā)射機(jī)的flag值，通過(guò)串口將最終判斷值FLAG發(fā)給LABVIEW上位機(jī)，與LABVIEW中圖片模板進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)的識(shí)別。除此之外，利用Python編程，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的交互，通過(guò)手勢(shì)控制電腦上網(wǎng)頁(yè)的打開(kāi)，圖片的顯示等。
關(guān)鍵詞：加速度傳感器；手勢(shì)識(shí)別；LABVIEW；NRF24L01
0引言
近年來(lái)，隨著智能電子設(shè)備的發(fā)展，人機(jī)交互越來(lái)越引起人們的重視，人們已經(jīng)不滿足于鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等的交互，手勢(shì)識(shí)別因其自然直觀、簡(jiǎn)單方便、不受操作空間的限制，已經(jīng)成為了當(dāng)前人機(jī)交互研究的熱點(diǎn)。手勢(shì)識(shí)別在手語(yǔ)、醫(yī)療康復(fù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能遙控等應(yīng)用中具有重要的意義。
目前手勢(shì)識(shí)別有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是基于視覺(jué)的識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)投入費(fèi)用大、計(jì)算量大、受環(huán)境和光線的限制。另一種是基于加速度傳感器的識(shí)別技術(shù)，加速度傳感器價(jià)格低廉，體積小，不受環(huán)境和光線的限制，因此基于加速度傳感器的手勢(shì)識(shí)別應(yīng)用范圍更為廣。本文基于MEMS加速度傳感器，提出了一種簡(jiǎn)單有效的識(shí)別算法，該算法基于加速度傳感器的加速度閾值實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)將采集的加速度數(shù)據(jù)與選取的閾值進(jìn)行比較來(lái)識(shí)別定義的15種手勢(shì)。
1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)主要采用stm32微控制器、三軸加速度傳感器adxl345、TFTLCD液晶模塊以及無(wú)線模塊nrf24l01。該系統(tǒng)一共有5個(gè)發(fā)射機(jī)和一個(gè)接受機(jī)。系統(tǒng)采用5個(gè)加速度傳感器，5個(gè)加速度傳感器通過(guò)護(hù)指套固定在五根手指上，每個(gè)加速度傳感器通過(guò)IIC總線與一個(gè)stm32系統(tǒng)板相連，stm32微控制器采集加速度傳感器的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)與選取的閾值進(jìn)行比較，然后將標(biāo)志位flag賦值，最后通過(guò)nrf24l01將標(biāo)志位發(fā)送給接收機(jī)，接受機(jī)通過(guò)nrf24l01接受5個(gè)flag值，接收機(jī)一方面在液晶屏上顯示5個(gè)接受的flag值，一方面根據(jù)手勢(shì)規(guī)則庫(kù)分析5個(gè)flag值，然后將定義的FLAG賦值，通過(guò)RS232串口發(fā)送給PC。PC端設(shè)計(jì)的LABVIEW用戶界面不停的接受下位機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并且對(duì)下位機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，與其儲(chǔ)存的圖片模板進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別。除此之外，基于Python語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了通過(guò)手勢(shì)控制PC端網(wǎng)頁(yè)的打開(kāi)，圖片的打開(kāi)，QQ的登錄等等，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互。其中系統(tǒng)的總體框架如圖１所示。
和其他系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn): 相比于傳統(tǒng)的單個(gè)加速度傳感器，采用5個(gè)加速度傳感器采集5個(gè)手指的加速度信息，可以獲取每個(gè)手指的動(dòng)作，更好的獲取使用者的動(dòng)作信息。采用2.4G無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸加速度數(shù)據(jù)，用戶將不被束縛在電腦前，可以在有效范圍內(nèi)進(jìn)行手勢(shì)動(dòng)作，使該系統(tǒng)更加靈活方便。本系統(tǒng)的移植性強(qiáng)，可以在另一只手上進(jìn)行復(fù)制，這樣系統(tǒng)就變成通過(guò)兩只手進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，識(shí)別手勢(shì)的的種類將大大增加，提高人機(jī)的交互性。系統(tǒng)采用的ADXL345加速度傳感器內(nèi)部自帶AD轉(zhuǎn)換，直接輸出數(shù)字量，省去了AD轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)通過(guò)LABVIEW上位機(jī)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別驗(yàn)證，使該手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)更加直觀。
2硬件設(shè)計(jì)
2.1 加速度傳感器模塊
獲得使用者的加速度數(shù)據(jù)是該系統(tǒng)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的前提和基礎(chǔ)。本系統(tǒng)選用了美國(guó)ADI公司生產(chǎn)的三軸加速度傳感器ADXL345。它采用MEMS技術(shù)，支持標(biāo)準(zhǔn)的IIC或SPI數(shù)字接口，自帶32級(jí)FIFO存儲(chǔ)，并且內(nèi)部有多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)和靈活的中斷方式等特性。該加速度傳感器分辨率高，量程可變，靈敏度高，功耗低，尺寸小。加速度傳感器采集手勢(shì)動(dòng)作時(shí)的加速度然后送給微控制器，微控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，加速度傳感器是信號(hào)產(chǎn)生模塊。本系統(tǒng)中ADXL345加速度傳感器通過(guò)IIC的方式與STM32微控制器進(jìn)行通信。其連接方式如圖3所示。
?
2.2 STM32模塊
本系統(tǒng)采用stm32系列的處理器，它以stm32rct6芯片為核心。它是32位的單片機(jī)，具有豐富的增強(qiáng)IO、端口和強(qiáng)大的外設(shè)資源。它體積小、質(zhì)量輕、低功耗和可靠性高，所以性價(jià)比很高。本系統(tǒng)采用它來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理，傳輸?shù)取?/p>
2.3 NRF24L01模塊
?NRF24L01無(wú)線模塊，采用的芯片是NRF24L01，它的特點(diǎn)有：2.4G全球開(kāi)放的ISM頻段，免許可證使用。最高工作速率2Mbps，高校的GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。125個(gè)可選的頻道，滿足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信的需要。內(nèi)置CRC檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信地址控制。低工作電壓（1.9~3.6V）。可設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。該芯片通過(guò)SPI與STM32通信，最大的SPI速度可以達(dá)到10Mhz。本系統(tǒng)共使用6個(gè)NRF24L01，5個(gè)作為發(fā)送端，1個(gè)作為接收端，采用5發(fā)1收的模式。其連接方式如圖4所示。
3手勢(shì)識(shí)別處理過(guò)程
3.1 手勢(shì)定義
手勢(shì)的定義應(yīng)該滿足簡(jiǎn)單，易記的原則。本文定義15種手勢(shì)，分為A組和B組，A組包括拇指彎曲、食指彎曲、中指彎曲、無(wú)名指彎曲、小拇指彎曲共5種手勢(shì)，B組包括手勢(shì)”0”、手勢(shì)”1”、手勢(shì)”2”、手勢(shì)”3”、手勢(shì)”4”、手勢(shì)”5”、手勢(shì)”6”、手勢(shì)”7”、手勢(shì)”8”、手勢(shì)”9” 共10種手勢(shì)。其中拇指彎曲和手勢(shì)4一樣。定義的手勢(shì)如下圖所示。
3.2 數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理
5個(gè)加速度傳感器使用護(hù)指套固定于手指上，加速度傳感器的X軸與手指在一條直線上。如圖6所示。然后拇指和食指分別進(jìn)行彎曲、伸直，采集每個(gè)傳感器三個(gè)軸上加速度數(shù)據(jù)的變化值，將采集的拇指加速度數(shù)據(jù)和食指加速度數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)給PC，保存于TXT文檔中，然后用MATLAB 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖分析。通過(guò)圖7可以發(fā)現(xiàn)拇指彎曲過(guò)程中，Z軸數(shù)據(jù)變化幅度大，因此拇指上的加速度數(shù)據(jù)以Z軸作為參考軸，同理食指彎曲過(guò)程中，X軸數(shù)據(jù)變化幅度大，食指上的加速度數(shù)據(jù)以X軸作為參考軸，由于中指、無(wú)名指、小拇指與食指空間位置的相似性也以X軸為參考軸。MEMS加速度傳感器一方面由于自身制造工藝、材料等原因，它采集的加速度傳感器將會(huì)存在誤差；另一方面由于使用者手臂抖動(dòng)和外界環(huán)境因素，采集的加速度數(shù)據(jù)也將會(huì)產(chǎn)生誤差和噪聲。加速度數(shù)據(jù)的誤差會(huì)對(duì)本系統(tǒng)手勢(shì)識(shí)別過(guò)程產(chǎn)生影響，因此有必要對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以獲得更加平滑穩(wěn)定的加速度數(shù)據(jù)。本文采用滑動(dòng)窗口濾波來(lái)去除誤差和噪聲
其中， 為采集的原始加速度數(shù)據(jù)，a為濾波后的加速度，本文取k = 5 ，即滑動(dòng)窗口濾波器的點(diǎn)數(shù)設(shè)為11。手勢(shì)“食指彎曲”的加速度預(yù)處理前后效果如圖 所示。然后將滑動(dòng)均值濾波的算法移植到STM32微控制器中。
?
?
3.3 閾值的選取及手勢(shì)識(shí)別算法
閾值的選取是本系統(tǒng)中有效進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的關(guān)鍵，本文提出了兩種閾值選取：人工選取和自動(dòng)選取。其中人工選取是首先手掌與水平面呈垂直狀態(tài)，拇指、食指、中指、無(wú)名指、小拇指分別進(jìn)行往復(fù)伸直、彎曲，STM32微控制器采集加速度傳感器數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口發(fā)送給PC，PC接受數(shù)據(jù)保存在TXT文檔中。MATLAB對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)窗口濾波后，利用MATLAB中函數(shù)選取該組數(shù)據(jù)中最大與最小值，本文以食指和中指加速度數(shù)據(jù)為例作圖顯示如圖所示，則
其中thread為人工選取的閾值， 為平滑濾波后一組數(shù)據(jù)中加速度最小值， 為平滑濾波后一組數(shù)據(jù)中加速度最大值。
?
本設(shè)計(jì)采用的算法是基于單軸加速度閾值的算法，這種算法簡(jiǎn)單有效的進(jìn)行了手勢(shì)識(shí)別。a[n] > thread
則該手指處于伸直狀態(tài),令微控制器中變量flag=1;
a[n] < thread
則該手指處于彎曲狀態(tài),令微控制器中變量flag=0;
但是對(duì)于手勢(shì)”0”和手勢(shì)“9”，由于在每根手指只有一個(gè)閾值的情況下，5個(gè)flag都會(huì)置為0，系統(tǒng)此時(shí)將無(wú)法區(qū)分這兩個(gè)手勢(shì)，鑒于這兩個(gè)手勢(shì)的特點(diǎn)，本文對(duì)食指進(jìn)行兩個(gè)閾值thread1和thread2的選取，其中
如圖所示
a[n]< thread2
則食指處于彎曲狀態(tài)2，令微控制器中變量flag=2;
thread2< a[n]<thread1 則食指處于彎曲狀態(tài)1,令微控制器中變量flag="0；" 否則="" 則食指處于伸直狀態(tài)，令微控制中變量flag="1；" 因此本系統(tǒng)中，食指有兩個(gè)閾值，其他四根手指分別有一個(gè)閾值。="" 手勢(shì)識(shí)別算法的示意如圖所示。="" 針對(duì)不同的用戶，每個(gè)人手指彎曲程度都存在差異性，若不同人使用本系統(tǒng)都需要進(jìn)行人工選取閾值后才能工作的話，那將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)移植性差，并且很麻煩，影響用戶的體驗(yàn)。="" 基于人工選取閾值提出了一種自主選取閾值的方法進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別。自主選取閾值是在微控制器中進(jìn)行，因此將不需要在matlab中分析。微控制器上電后，用戶進(jìn)行重復(fù)幾次手指彎曲伸直的動(dòng)作，這里稱為訓(xùn)練手指，在微控制器中定義一個(gè)數(shù)組，大小為150，訓(xùn)練手指過(guò)程中，采集的加速度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)滑動(dòng)窗口濾波后存于這個(gè)數(shù)組中，然后對(duì)數(shù)組中150個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，這里采用冒泡的排序算法，找出加速度最大值與最小值，接下來(lái)的步驟與人工選取閾值相同。下文手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)的使用和實(shí)驗(yàn)都采用自主選取閾值的方法。="" 3.4="" 手勢(shì)規(guī)則庫(kù)的設(shè)計(jì)="" 5個(gè)微控制器將采集處理后的加速度數(shù)據(jù)與自主選取的閾值進(jìn)行比較后，將各自的變量的flag賦值，其中拇指為flag1,食指為flag2，中指為flag3，無(wú)名指為flag4，小拇指為flag5，然后5個(gè)flag值通過(guò)nrf24l01發(fā)給接收機(jī)，接受機(jī)接收到5個(gè)值后，需要對(duì)5個(gè)值分析后將其變量flag賦值，因此需要一個(gè)手勢(shì)規(guī)則庫(kù)。如下表="" 表１ 手勢(shì)規(guī)則庫(kù)="" ?="" 手勢(shì)="" “5”="" 拇指彎曲="" 食指彎曲="" 中指彎曲="" 無(wú)名指彎曲="" 小拇指彎曲="" “0”="" “1”="" “2"="" “3”="" “6”="" “7”="" “8”="" “9”="" flag1="" 1="" 0="" flag2="" !="1" 2="" flag3="" flag4="" flag5="" flag="" 10="" 11="" 12="" 13="" 14="" 15="" 16="" 17="" 18="" 19="" 20="" 21="" 22="" 23="" 根據(jù)規(guī)則庫(kù)，接收機(jī)中的flag被賦予相應(yīng)的值，然后通過(guò)rs232串口將flag數(shù)據(jù)發(fā)給pc。="" 4="" labview上位機(jī)的設(shè)計(jì)="" labview上位機(jī)通過(guò)rs232串口接受下位機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的flag值，接受的flag與labview中的圖片模板進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別。具體過(guò)程如下：="" a.通過(guò)“visa="" 串口配置”對(duì)串口進(jìn)行初始化設(shè)置：利用visa="" configure="" serial?port.vi節(jié)點(diǎn)設(shè)定串口的端口號(hào)（com4）、波特率（9600）、停止位（默認(rèn)）、校驗(yàn)位（默認(rèn)）、數(shù)據(jù)位（默認(rèn)）。="" b.通過(guò)“visa="" 讀取”對(duì)下位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的="" 進(jìn)行接收。="" c.使用="" while="" 循環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)連續(xù)不停的讀取。="" d.通過(guò)“visa="" 關(guān)閉”關(guān)閉串口停止讀操作。="" 上位機(jī)labview運(yùn)行主界面如圖所示="" 使用labview上位機(jī)對(duì)定義的所有手勢(shì)進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的效果圖，如圖所示。="" 本手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)可以用在對(duì)機(jī)械手的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的抓取。也可以作為遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控制。本文利用python編程，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的交互，通過(guò)手勢(shì)控制電腦上網(wǎng)頁(yè)的打開(kāi)，圖片的顯示，qq的登錄等。python根據(jù)接受到的flag值，作出相應(yīng)的任務(wù)。利用a組手勢(shì)進(jìn)行控制：="" if="" then="" 打開(kāi)鳳凰網(wǎng)="" 打開(kāi)ustc郵件系統(tǒng)="" 打開(kāi)淘寶="" 打開(kāi)電腦上的一張圖片="" 登錄qq="" 7="" 結(jié)論="" 本文提出了一種基于加速度閾值進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別的方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法簡(jiǎn)單有效，識(shí)別率較高。除此之外，提出一種自主選取閾值的方法，使本手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)更加靈活。而且采用無(wú)線的方式，讓使用者不局限于電腦前。但是該系統(tǒng)不能在手臂處于任何姿態(tài)下進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，因此將引入陀螺儀作為下一步研究的工作，使該系統(tǒng)不受姿態(tài)的限制。同時(shí)將該系統(tǒng)復(fù)制到另一個(gè)手上，增加系統(tǒng)識(shí)別手勢(shì)的種類。="" 以上內(nèi)容，難免有錯(cuò)誤與不足之處，大家踴躍拍磚。=""
手機(jī)的加速度傳感器：研究發(fā)現(xiàn)：手機(jī)加速度傳感器存在當(dāng)“竊聽(tīng)器”風(fēng)險(xiǎn)
工人日?qǐng)?bào)客戶端3月12日電“這一攻擊不僅隱蔽，而且并不違法。這一新攻擊路徑與技術(shù)的發(fā)現(xiàn)表明，手機(jī)在軟硬件方面的安全漏洞還需要得到更多關(guān)注。”3月11日，浙江大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院院長(zhǎng)任奎及其團(tuán)隊(duì)宣布研究發(fā)現(xiàn)“手機(jī)加速度計(jì)竊聽(tīng)”問(wèn)題——一種基于深度學(xué)習(xí)加速度傳感器信號(hào)的新型“側(cè)信道”手機(jī)竊聽(tīng)攻擊方法。
據(jù)悉，手機(jī)加速度計(jì)是智能手機(jī)中一種能夠測(cè)量加速度的傳感器。這個(gè)團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)一些智能手機(jī)App可在用戶不知情、無(wú)需系統(tǒng)授權(quán)的情況下，利用手機(jī)內(nèi)置加速度傳感器采集手機(jī)揚(yáng)聲器所發(fā)出聲音的震動(dòng)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶語(yǔ)音的竊聽(tīng)，“這種攻擊非常難以察覺(jué)，對(duì)用戶隱私威脅很大，目前這種行為處于法律法規(guī)的灰色地帶。”
隱蔽的竊聽(tīng)行為
“加速度傳感器是目前智能手機(jī)中最常見(jiàn)的一種嵌入式傳感器，主要用于探測(cè)手機(jī)本身的移動(dòng)，常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景包括移動(dòng)檢測(cè)、步數(shù)統(tǒng)計(jì)、游戲控制等。”任奎告訴記者，它之所以能被用來(lái)監(jiān)聽(tīng)電話，主要是由于智能手機(jī)本身的物理結(jié)構(gòu)，“由于聲音信號(hào)是一種由震動(dòng)產(chǎn)生的可以通過(guò)一些介質(zhì)進(jìn)行傳播的聲波，因此手機(jī)揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音會(huì)引起手機(jī)的震動(dòng)，而加速度傳感器可以準(zhǔn)確感知到這些震動(dòng)，因此攻擊者可以通過(guò)它來(lái)捕捉聲音信號(hào)引起的手機(jī)震動(dòng)進(jìn)而推斷出其中所包含的敏感信息。”
這個(gè)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，竊聽(tīng)語(yǔ)音的準(zhǔn)確率與具體的竊聽(tīng)任務(wù)有關(guān)，在一些關(guān)鍵字的檢測(cè)任務(wù)中，這種竊聽(tīng)攻擊可以以平均90%的準(zhǔn)確率識(shí)別并定位用戶語(yǔ)音中所攜帶的關(guān)鍵字。攻擊者在訓(xùn)練自己的模型時(shí)可以自行選擇想要識(shí)別哪些關(guān)鍵字。在數(shù)字識(shí)別的任務(wù)中，這種竊聽(tīng)攻擊可以以接近80%的準(zhǔn)確率對(duì)0～9這10個(gè)數(shù)字的英文發(fā)音進(jìn)行區(qū)分。準(zhǔn)確率有所降低的原因是數(shù)字的發(fā)音較為簡(jiǎn)單，越復(fù)雜的詞匯識(shí)別率越高。在實(shí)際攻擊中，攻擊者還能結(jié)合上下文信息和實(shí)際語(yǔ)言中各詞匯的使用頻率進(jìn)一步提升竊聽(tīng)語(yǔ)音的準(zhǔn)確率。
據(jù)了解，可以收集語(yǔ)音信息意味著攻擊者可以從用戶的手機(jī)中竊取多種隱私數(shù)據(jù)，比如通過(guò)竊聽(tīng)用戶的電話、語(yǔ)音信息、語(yǔ)音備忘錄等，可從中提取出用戶的家庭住址、信用卡信息、身份證號(hào)、用戶名密碼等重要信息；通過(guò)竊聽(tīng)手機(jī)地圖的語(yǔ)音導(dǎo)航系統(tǒng)，能提取出一些跟位置有關(guān)的關(guān)鍵字，推斷出用戶目前的位置、目的地；通過(guò)竊聽(tīng)用戶手機(jī)播放的音樂(lè)和視頻，能推斷出用戶在這些方面的偏好。總之，這是一種用途非常廣泛的攻擊方式，對(duì)用戶隱私威脅很大。
亟需重新審視“加速計(jì)數(shù)據(jù)”
“針對(duì)這次的研究發(fā)現(xiàn)，我們建議各大手機(jī)廠商提高加速度傳感器的權(quán)限級(jí)別，盡量避免各類應(yīng)用在非必要的情況下采集加速計(jì)數(shù)據(jù)。同時(shí)，各大廠商還應(yīng)限制加速計(jì)的采樣頻率，或通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)置濾波器提前過(guò)濾掉加速度傳感器信號(hào)中包含最多語(yǔ)音信息的高頻部分。”任奎呼吁，為避免將來(lái)出現(xiàn)類似的漏洞，各大手機(jī)廠商應(yīng)重新評(píng)估一些傳感器的安全性和敏感性，修改操作系統(tǒng)對(duì)手機(jī)App調(diào)用各種傳感器數(shù)據(jù)的使用權(quán)限，從系統(tǒng)層面來(lái)考慮杜絕未來(lái)的側(cè)信道攻擊路徑。
據(jù)了解，目前，在法律法規(guī)方面，根據(jù)最新的《信息安全技術(shù)個(gè)人信息安全規(guī)范》和《關(guān)于開(kāi)展App違法違規(guī)收集使用個(gè)人信息專項(xiàng)治理的公告》，對(duì)個(gè)人敏感信息的保護(hù)主要是對(duì)證件號(hào)碼、銀行賬戶、通信記錄等具體的個(gè)人敏感信息進(jìn)行保護(hù)，重點(diǎn)治理各類APP運(yùn)營(yíng)者違法違規(guī)收集個(gè)人信息的行為。由于加速計(jì)數(shù)據(jù)本身并不屬于個(gè)人敏感信息，且攻擊者可以通過(guò)記步軟件等必須用到加速計(jì)的APP“合理合法”地對(duì)加速計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，因此采集加速計(jì)數(shù)據(jù)本身并不違法。這就意味著，這種竊聽(tīng)方式游離在法律法規(guī)之外，處于一種灰色地帶，除了在技術(shù)方面需要“打補(bǔ)丁”，在法律層面也亟需一定的規(guī)制。
對(duì)此，任奎建議，要從法律上對(duì)這類攻擊進(jìn)行規(guī)制，首先應(yīng)從技術(shù)層面加大對(duì)移動(dòng)設(shè)備物理層安全的研究投入，了解各類傳感器的實(shí)際數(shù)據(jù)采集能力以及可能造成的隱私問(wèn)題，對(duì)可能存在的各類攻擊做到心中有數(shù)并依此重新設(shè)計(jì)手機(jī)操作系統(tǒng)中各類傳感器的權(quán)限使用機(jī)制，從技術(shù)的角度盡可能的降低數(shù)據(jù)被濫用的可能性。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)從法律法規(guī)上細(xì)化對(duì)敏感信息的定義和使用規(guī)范，除了對(duì)證件號(hào)碼、通信記錄等具體的個(gè)人敏感信息進(jìn)行保護(hù)外，還應(yīng)對(duì)可能包含這些信息的原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，規(guī)范和限制這類數(shù)據(jù)的采集和使用方式，進(jìn)一步細(xì)化個(gè)人敏感信息的涵蓋范圍和使用機(jī)制。（工人日?qǐng)?bào)記者 徐新星）
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