冬至過后，正式進入“三九天”。當你以為終于可以心安理得地開啟肥宅模式的時候，總有人讓你一秒變得毫無底氣。比如，跑馬比賽一場不落，收集的獎牌比兜里的人民幣還多的人▼

又比如，每天朋友圈打卡記錄運動小成就的人：上周調(diào)整了步頻、步幅，前兩天控制好了配速，今天終于用30分鐘跑完了五公里……

講真，讓人非常羨慕嫉妒恨！不過，可能大家都很好奇，運動設備是如何獲取距離、配速等運動數(shù)據(jù)的？有些設備明明戴在手上，為什么能測出腳下的運動數(shù)據(jù)呢？打個比方，Garmin的“小綠豆”（GarminRunning Dynamics Pod動態(tài)傳感器）只需要準確放置在腰部位置，就能夠感知步頻、步幅、垂直振幅等等細微的腳步動作數(shù)據(jù)。而這又是怎么做到的呢？

隱藏于其中的玄機就是——傳感器。首先，什么是傳感器？

傳感器（Sensor）是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理條件（如光、熱、濕度）或化學組成（如煙霧）等環(huán)境中所生事件或變化，并將探知的信息傳遞給其他設備（如中央處理器）。更通俗地來說，它就像人體的眼、耳、舌、鼻、身等感官部位，能夠感受并將外界事物刺激包括觸覺、嗅覺、味覺、聽覺、視覺，以及平衡感、空間感、熱覺感受等，傳遞給大腦中樞。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了距離、高度等概念（比如運動設備），也讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，變得活了起來（比如機器人）。

Garmin的運動設備中有哪些傳感器呢？

除了大家都熟悉的GPS傳感器外，Garmin設備中常見的傳感器主要有陀螺儀、加速度計、電子羅盤和氣壓計。

1、陀螺儀陀螺儀（Gyro-Sensor）能偵測三軸的重力變化，它通過測量自身的旋轉狀態(tài)判別物體在三維空間的運動狀態(tài)。也就是說，它可用以判設備當前運動狀態(tài)，包括向前、向后、向上、向下、向左、向右，加速或減速。借由它測定的信息，最終可以判斷設備的移動軌跡和加速度。以前，陀螺儀廣泛應用在船舶、飛機與武器航行時的導航用途。如今，許多傳感器、穩(wěn)定器及許多量測儀器都運用了陀螺儀，包括手機和各種穿戴設備。

2、加速度計加速度可以表示運動物體速度變化的快慢。加速度計（G-sensor），顧名思義，是測量加速度的裝置。它通過測量組件在某個軸向的受力情況來得到結果，可以感知任意方向上的加速度，表現(xiàn)形式既有加速度大小，也有方向。加速度計的功能與陀螺儀相近卻又各有差異：加速度計能偵測物體的移動行為，而陀螺儀只能偵測物體水平改變的狀態(tài)，無法計算物體移動的劇烈程度。

3、電子羅盤電子羅盤就是利用指南針的定位原理來進行地平方位測量的組件，能夠?qū)崟r提供移動設備的航向和姿態(tài)。相比傳統(tǒng)羅盤，它不受傾斜與震動影響，還可通過其他組件的輔助校正來提升精確度。導航系統(tǒng)中，如果處在靜止的情況下，GPS無法給出航向信息，高精度電子羅盤可以對GPS信號進行有效補償，即使沒有GPS信號也不會迷失方向。

同樣，電子羅盤也區(qū)別于陀螺儀，陀螺儀是通過慣性原理測量角速度，是動態(tài)的量；電子羅盤測量是通過磁電效應測量地球磁場，并解算出方位角（手表的指向或者與地球磁力線之間的夾角），是靜態(tài)的量。

4、氣壓計薄膜式氣壓計是一般最常見的壓力感測組件。由于大氣壓力會隨著海拔高度的增加而減少，所以量測數(shù)據(jù)經(jīng)過校正與轉換后，就可以獲得所在地的高度信息。若搭配溫度傳感器，還能根據(jù)測得的溫度修正測量結果，提升氣壓計精確度，大大增加戶外及室內(nèi)運動等不同環(huán)境使用的便利。同時,氣壓計的數(shù)據(jù)可以輔助GPS，在高架橋下或高樓室內(nèi)等有障礙物遮擋的區(qū)域,可以提升定位速度與精度。

根據(jù)以上介紹我們發(fā)現(xiàn)，單個傳感器的作用非常有限，而Garmin跑表提供的跑步數(shù)據(jù)（比如，配速、距離、步頻、步幅、運動模式、軌跡、海拔等）通常需要多個感應器的協(xié)同合作。比如，陀螺儀顯示“方向”，加速度計顯示“加速度”，兩者合起來就是“向量”。搭配電子羅盤顯示的“方位”，GPS 顯示的“位置”，就能夠推算出“位移”；再加上時間，就能得出“活動模式”。

還有軌跡導航的定位功能，也整合了陀螺儀、加速度計、電子羅盤和GPS的數(shù)據(jù)。因為單獨使用陀螺儀和加速度計只能標示向量。加上電子羅盤的“方向”及GPS“定位”，才能精準顯示所在位置及動作路徑軌跡。

而Garmin Fenix系列手表搭載的ClimbProTM 爬坡曲線功能，必須結合GPS及氣壓計，才能實時顯示用戶位置及海拔高度變化。

那么，如何實現(xiàn)各個感應器之間既不互相干擾，又能彼此協(xié)作呢？以前，各式傳統(tǒng)機械式傳感器組件龐大又笨重，通過MEMS (Micro Electro Mechanical System) 微機電系統(tǒng)技術才得以縮小到納米級的尺寸，再封裝成電子芯片。這是手表等小體積設備等搭載各種感應器的基礎。同時，Garmin設備采用了多合一電子式傳感器，以獨到的整合型設計系統(tǒng)使各個感應元器件在工作中互相不受干擾，再結合軟件演算出精準的數(shù)值，把數(shù)據(jù)轉化為一項又一項的便利服務。

是不是從沒想過一塊簡單的手表還藏著這么多黑科技？每一個便利工具的發(fā)明和普及，背后都有無數(shù)項技術的支持和工作人員的辛苦付出。正因為如此，Garmin的設備才擁有了多種運動類型的感測判斷功能，讓運動數(shù)據(jù)和訓練指導變得更易于獲取，讓普通大眾與科學運動更近一步。