了解安卓傳感器主要分為三種
動作傳感器:加速傳感器,重力傳感器,陀螺儀傳感器,旋轉向量傳感器
環境傳感器,光線傳感器,溫度傳感器(據說還有大氣壓傳感器)
位置傳感器:方向傳感器,磁場傳感器
其中這些傳感器又分為硬件傳感器和軟件傳感器!所謂硬件傳感器就是純粹基于手機硬件獲取的數據
而軟件傳感器并不是真實存在,而是基于硬件傳感器基于一系列算法產生的偽傳感器,比如方向傳感器就是基于距離傳感器和磁場傳感器經過這兩個傳感器一系列算法得出!
在安卓開發中,已經提供了傳感器的API就是
1 SensorManager類,該類是用來注冊,監聽,銷毀監聽器的方法,以及獲取傳感器數量種類精度等方法
2 Sensor類是提供了傳感器的信息比如傳感器的類型,版本,制造商等等比如常見的SensorType類型
序號傳感器Sensor類中定義的TYPE常量
2溫度傳感器TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE
3陀螺儀傳感器TYPE_GYROSCOPE
4光線傳感器TYPE_LIGHT
5磁場傳感器TYPE_MAGNETIC_FIELD
6壓力傳感器TYPE_PRESSURE
7臨近傳感器TYPE_PROXIMITY
8濕度傳感器TYPE_RELATIVE_HUMIDITY
9方向傳感器TYPE_ORIENTATION
10重力傳感器TYPE_GRAVITY
11線性加速傳感器TYPE_LINEAR_ACCELERATION
12旋轉向量傳感器TYPE_ROTATION_VECTOR
3 SensorEventListener接口,主要就是傳感器開發的監聽回調,傳感器的數值發生變化時就會調用這個方法
4 SensorEvent類是回調監聽的參數,主要封裝了傳感器的監聽數值(以數組形式存在)
這個就是傳感器開發會用到的主要API,話說查了不少資料。..
待會后面的一些內容是我這次項目開發用不到的,但是為了考慮以后會遇上,我就一并記錄在這里了,這樣之后在進行傳感器開發,我不用再去查資料了,直接看我這篇帖子就囊括了大部分的資料
然后是我們要確定傳感器的開發流程
1創建傳感器管理類,
mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
2選擇項目開發中會遇到的傳感器(最好打印出列表看手機支持那些傳感器,主要用來看手機支持那些傳感器,實際開發不需要這行代碼)
List《Sensor》 sensors = mSensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);//主要用來看看手機支持哪些傳感器,可以不寫
3注冊你要監聽的傳感器監聽器,實現監聽方法
我的項目經過我的測試實際用到的是方向傳感器
//方向傳感器
mSensorManager.registerListener(this,
mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION),
SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);
這里要注意了,要為了用戶負責,注冊了就要反注冊,否則傳感器可是耗電大戶,我們一般在onResume注冊監聽,在onPause進行解綁
mSensorManager.unregisterListener(this);
這里介紹下監聽器的三個參數
registerListener(參數一,參數二,參數三)
參數一就是監聽回調對象,實現這個接口,編譯器會自動復寫這兩個方法,我們下面再介紹這兩個方法
參數二你需要監聽的傳感器類型
參數三 傳感器獲取數值的模式,你可以理解成傳感器監聽周圍變化塊慢,這個參數是一個常量,一般有四種
SENSOR_DELAY_FASTEST 最快,耗電大戶 ,監聽的越快耗電量越大,這種模式一般不建議使用,因為監聽周圍大量的數據,算法如果不好將會影響游戲邏輯以及UI性能
SENSOR_DELAY_GAME 一般用來開發游戲,用于實行性較高的游戲比如一些賽車游戲,游戲開發建議用這個模式
SENSOR_DELAY_NORMAL 默認的平率,對于一般的益智類游戲使用,比如根據重力來調整小球進洞的小游戲,如果這個模式應用在賽車游戲上,采樣率太低會導致跳幀
SENSOR_DELAY_UI 根據傳感器更新UI,我們一般根據傳感器的值變化用來繪制我們相應的UI,延遲一點反而好不用平凡的繪制UI造成性能浪費
4 開始考慮傳感器采集的數據以及算法邏輯了,以上三步全是模板代碼,第四步才是傳感器開發的核心!
首先要知道不同的傳感器返回的采樣數據是不同的,如下
4-1加速度傳感器
加速度傳感器又叫G-sensor,返回x、y、z三軸的加速度數值。
該數值包含地心引力的影響,單位是m/s^2。
將手機平放在桌面上,x軸默認為0,y軸默認0,z軸默認9.81。
將手機朝下放在桌面上,z軸為-9.81。
將手機向左傾斜,x軸為正值。
將手機向右傾斜,x軸為負值。
將手機向上傾斜,y軸為負值。
將手機向下傾斜,y軸為正值。
加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產品,市場上的加速度傳感器種類很多。
手機中常用的加速度傳感器有BOSCH(博世)的BMA系列,AMK的897X系列,ST的LIS3X系列等。
這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測量范圍,采用I2C或SPI接口和MCU相連,數據精度小于16bit。
4-2 磁力傳感器
磁力傳感器簡稱為M-sensor,返回x、y、z三軸的環境磁場數據。
該數值的單位是微特斯拉(micro-Tesla),用uT表示。
單位也可以是高斯(Gauss),1Tesla=10000Gauss。
硬件上一般沒有獨立的磁力傳感器,磁力數據由電子羅盤傳感器提供(E-compass)。
電子羅盤傳感器同時提供下文的方向傳感器數據。
4-3 方向傳感器
方向傳感器簡稱為O-sensor,返回三軸的角度數據,方向數據的單位是角度。
為了得到精確的角度數據,E-compass需要獲取G-sensor的數據,
經過計算生產O-sensor數據,否則只能獲取水平方向的角度。
方向傳感器提供三個數據,分別為azimuth、pitch和roll。
azimuth:方位,返回水平時磁北極和Y軸的夾角,范圍為0°至360°。
0°=北,90°=東,180°=南,270°=西。
pitch:x軸和水平面的夾角,范圍為-180°至180°。
當z軸向y軸轉動時,角度為正值。
roll:y軸和水平面的夾角,由于歷史原因,范圍為-90°至90°。
當x軸向z軸移動時,角度為正值。
電子羅盤在獲取正確的數據前需要進行校準,通常可用8字校準法。
8字校準法要求用戶使用需要校準的設備在空中做8字晃動,
原則上盡量多的讓設備法線方向指向空間的所有8個象限。
手機中使用的電子羅盤芯片有AKM公司的897X系列,ST公司的LSM系列以及雅馬哈公司等等。
由于需要讀取G-sensor數據并計算出M-sensor和O-sensor數據,
因此廠商一般會提供一個后臺daemon來完成工作,電子羅盤算法一般是公司私有產權。
4-4 陀螺儀傳感器
陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor,返回x、y、z三軸的角加速度數據。
角加速度的單位是radians/second。
根據Nexus S手機實測:
水平逆時針旋轉,Z軸為正。
水平逆時針旋轉,z軸為負。
向左旋轉,y軸為負。
向右旋轉,y軸為正。
向上旋轉,x軸為負。
向下旋轉,x軸為正。
ST的L3G系列的陀螺儀傳感器比較流行,iphone4和google的nexus s中使用該種傳感器。
4-5 光線感應傳感器
光線感應傳感器檢測實時的光線強度,光強單位是lux,其物理意義是照射到單位面積上的光通量。
光線感應傳感器主要用于Android系統的LCD自動亮度功能。
可以根據采樣到的光強數值實時調整LCD的亮度。
4-6 壓力傳感器
壓力傳感器返回當前的壓強,單位是百帕斯卡hectopascal(hPa)。
4-7 溫度傳感器
溫度傳感器返回當前的溫度。
4-8 接近傳感器
接近傳感器檢測物體與手機的距離,單位是厘米。
一些接近傳感器只能返回遠和近兩個狀態,
因此,接近傳感器將最大距離返回遠狀態,小于最大距離返回近狀態。
接近傳感器可用于接聽電話時自動關閉LCD屏幕以節省電量。
一些芯片集成了接近傳感器和光線傳感器兩者功能。
下面三個傳感器是Android2新提出的傳感器類型,目前還不太清楚有哪些應用程序使用。
4-9 重力傳感器
重力傳感器簡稱GV-sensor,輸出重力數據。
在地球上,重力數值為9.8,單位是m/s^2。
坐標系統與加速度傳感器相同。
當設備復位時,重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。
4-10 線性加速度傳感器
線性加速度傳感器簡稱LA-sensor。
線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數據。
單位是m/s^2,坐標系統與加速度傳感器相同。
加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計算公式如下:
加速度 = 重力 + 線性加速度
4-11 旋轉矢量傳感器
旋轉矢量傳感器簡稱RV-sensor。
旋轉矢量代表設備的方向,是一個將坐標軸和角度混合計算得到的數據。
RV-sensor輸出三個數據:
x*sin(theta/2)
y*sin(theta/2)
z*sin(theta/2)
sin(theta/2)是RV的數量級。
RV的方向與軸旋轉的方向相同。
RV的三個數值,與cos(theta/2)組成一個四元組。
RV的數據沒有單位,使用的坐標系與加速度相同。
舉例:
sensors_event_t.data[0] = x*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[1] = y*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2)
sensors_event_t.data[3] = cos(theta/2)
GV、LA和RV的數值沒有物理傳感器可以直接給出,
需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經過算法計算后得出。
算法一般是傳感器公司的私有產權。
看到了吧,不同的傳感器,返回的數值單位不僅不一樣,就連返回值的數量也不同,所以業務邏輯算法差距都是非常大的,既然說到了X,Y,Z的正負值,就不得不說手機的坐標系了
X Y Z分別對應values[0]到[2](監聽回調返回的數組)
這里對傳感器舉下例子
加速度感應檢測——Accelerometer
Accelerometer Sensor測量的是所有施加在設備上的力所產生的加速度的負值(包括重力加速度)。加速度所使用的單位是m/sec^2,數值是加速度的負值。
SensorEvent.values[0]:加速度在X軸的負值
SensorEvent.values[1]:加速度在Y軸的負值
SensorEvent.values[2]:加速度在Z軸的負值
例如:
當手機Z軸朝上平放在桌面上,并且從左到右推動手機,此時X軸上的加速度是正數。
當手機Z軸朝上靜止放在桌面上,此時Z軸的加速度是+9.81m/sec^2。
當手機從空中自由落體,此時加速度是0
當手機向上以Am/sec^2的加速度向空中拋出,此時加速度是A+9.81m/sec^2
重力加速度感應檢測——Gravity
重力加速度,其單位是m/sec^2,其坐標系與Accelerometer使用的一致。當手機靜止時,gravity的值和Accelerometer的值是一致的。
線性加速度感應檢測——Linear-Acceleration
Accelerometer、Gravity和Linear-Acceleration三者的關系如下公式:
accelerometer = gravity + linear-acceleration
地磁場感應檢測——Magnetic-field
地磁場的單位是micro-Tesla(uT),檢測的是X、Y、Z軸上的絕對地磁場。
陀螺儀感應檢測——Gyroscope
陀螺儀的單位是弧度/秒,測量的是物體分別圍繞X,Y,Z軸旋轉的角速度。它的坐標系與加速度傳感器的坐標系相同。逆時針方向旋轉的角度正的。也就是說,如果設備逆時針旋轉,觀察者向X,Y,Z軸的正方向看去,就報告設備是正轉的。請注意,這是標準的正旋轉的數學定義。
光線感應檢測——Light
values[0]:表示環境光照的水平,單位是SI lux。
位置逼近感應檢測——Proximity
values[0]:逼近的距離,單位是厘米(cm)。有一些傳感器只能支持近和遠兩種狀態,這種情況下,傳感器必須報告它在遠狀態下的maximum_range值和在近狀態下的小值。
旋轉矢量感應檢測——Rotation Vector
旋轉向量是用來表示設備的方向,它是由角度和軸組成,就是設備圍繞x,y,z軸之一旋轉θ角度。旋轉向量的三個要素是,這樣旋轉向量的大小等于sin(θ/2),旋轉向量的方向等于旋轉軸的方向。
values[0]: x*sin(θ/2)
values[1]: y*sin(θ/2)
values[2]: z*sin(θ/2)
values[3]: cos(θ/2) (optional: only if value.length = 4)
方向感應檢測——Orientation
其單位是角度
values[0]: Azimuth(方位),地磁北方向與y軸的角度,圍繞z軸旋轉(0到359)。0=North, 90=East, 180=South, 270=West
values[1]: Pitch(俯仰),圍繞X軸旋轉(-180 to 180), 當Z軸向Y軸運動時是正值
values[2]: Roll(滾),圍繞Y軸旋轉(-90 to 90),當X軸向Z軸運動時是正值