嵌入式开发：Android 传感器开发详解

TIME:2018-08-18

前言

Android系统提供了对传感器的支持，如果手机的硬件提供了这些传感器的话，那么我们就可以通过代码获取手机外部的状态。比如说手机的摆放状态、外界的磁场、温度和压力等等。
对于我们开发者来说，开发传感器十分简单。只需要注册监听器，接收回调的数据就行了，下面来详细介绍下各传感器的开发。

使用

第一步

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 获取传感器管理对象
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				SensorManager mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
			

		

	

第二步

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 获取传感器的类型(TYPE_ACCELEROMETER:加速度传感器)
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
			

		

	

这里我们除了可以获取加速度传感器之外，还可以获取其他类型的传感器，如：
* Sensor.TYPE_ORIENTATION：方向传感器。
* Sensor.TYPE_GYROSCOPE：陀螺仪传感器。
* Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD：磁场传感器。
* Sensor.TYPE_GRAVITY：重力传感器。
* Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION：线性加速度传感器。
* Sensor.TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE：温度传感器。
* Sensor.TYPE_LIGHT：光传感器。
* Sensor.TYPE_PRESSURE：压力传感器。

第三步

在onResume()方法中监听传感器传回的数据：

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onResume() {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onResume();
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 为加速度传感器注册监听器
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager.registerListener(new SensorEventListener() {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 当传感器的值改变的时候回调该方法
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 当传感器精度发生改变时回调该方法
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}, mSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

其中，registerListener(SensorEventListener listener, Sensor sensor,int samplingPeriodUs)的三个参数说明如下：
listener：监听传感器时间的监听器，该监听器需要实现SensorEventListener接口。
sensor：传感器对象。
samplingPeriodUs：指定获取传感器频率，一共有如下几种：
* SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST：最快，延迟最小，同时也最消耗资源，一般只有特别依赖传感器的应用使用该频率，否则不推荐。
* SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME：适合游戏的频率，一般有实时性要求的应用适合使用这种频率。
* SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL：正常频率，一般对实时性要求不高的应用适合使用这种频率。
* SensorManager.SENSOR_DELAY_UI：适合普通应用的频率，这种模式比较省电，而且系统开销小，但延迟大，因此只适合普通小程序使用。

并在onStop()方法中取消注册：

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onStop() {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onStop();
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 取消监听
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager.unregisterListener(this);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

简单3步，就完成了监听加速度传感器的开发，是不是so easy？

下面一个列子，演示了完整的监听加速度传感器的开发，并将结果显示到屏幕上：

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener{
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private SensorManager mSensorManager;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private Sensor mSensor;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onCreate(savedInstanceState);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				setContentView(R.layout.activity_main);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue = (TextView) findViewById(R.id.txt_value);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 获取传感器管理对象
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 获取传感器的类型(TYPE_ACCELEROMETER:加速度传感器)
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensor = mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onResume() {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onResume();
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 为加速度传感器注册监听器
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager.registerListener(this, mSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onStop() {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onStop();
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 取消监听
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager.unregisterListener(this);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 当传感器的值改变的时候回调该方法
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				float[] values = event.values;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				StringBuilder sb = new StringBuilder();
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append("X方向的加速度：");
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append(values[0]);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append("\nY方向的加速度：");
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append(values[1]);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append("\nZ方向的加速度：");
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				sb.append(values[2]);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue.setText(sb.toString());
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 当传感器精度发生改变时回调该方法
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

运行结果：

方向传感器

方向传感器用于感应手机的摆放位置，它给我们返回了三个角度，这三个角度可以确定手机的摆放状态。
* 第一个角度：表示手机顶部朝向与正北方的夹角。当手机绕着Z轴旋转时，该角度值发生改变。比如，当该角度为0度时，表明手机顶部朝向正北；该角度为90度时，表明手机顶部朝向正东；该角度为180度时，表明手机朝向正南；该角度为270度时，表明手机顶部朝向正西。
* 第二个角度：表示手机顶部或尾部翘起的高度。当手机绕着X轴倾斜时，该角度值发生变化，该角度的取值范围是-180~180度。假设手机屏幕朝上水平放在桌子上，如果桌子是完全水平的，该角度值应该是0度。假如从手机顶部开始抬起，直到将手机沿X轴旋转180度(屏幕向下水平放在桌子上)，在这个旋转的过程中，该角度值会从0度变化到-180度。也就是说，从手机顶部抬起时，该角度的值会逐渐减少，直到等于-180度；如果从手机底部开始抬起，直到将手机沿X轴旋转180度(屏幕向下水平放在桌子上)，该角度的值会从0度变化到180度，也就是说，从手机底部抬起时，该角度的值会逐渐增大，直到等于180度。
* 第三个角度：表示手机左侧或右侧翘起的角度。当手机绕着Y轴倾斜时，该角度值发生改变。该角度的取值范围是：-90~90度。假设将手机屏幕朝上水平放在桌面上，如果桌面是完全水平的，该角度应该为0度。如果将手机从左侧开始慢慢抬起，知道将手机沿着Y轴旋转90度(手机与桌面垂直)，在这个旋转的过程中，该角度值会从0度变化到-90度。也就是说，从手机左侧开始抬起时，该角度的值会逐渐的减少，知道等于-90度。如果从手机的右侧抬起，则刚好相反，会从0度变化，直到90度。

通过在应用程序中使用方向传感器，可以实现如：地图导航、水平仪、指南针等应用。

陀螺仪传感器

陀螺仪传感器用于感应手机的旋转速度。陀螺仪传感器给我们返回了当前设备的X、Y、Z三个坐标轴（坐标系统与加速度传感器一模一样）的旋转速度。旋转速度的单位是弧度/秒，旋转速度为：
正值代表逆时针旋转，负值代表顺时针旋转。关于返回的三个角速度说明如下：
* 第一个值：代表该设备绕X轴旋转的角速度。
* 第二个值：代表该设备绕Y轴旋转的角速度。
* 第三个值：代表该设备绕Z轴旋转的角速度。

磁场传感器

磁场感应器主要读取设备周围的磁场强度。即便是设备周围没有任何直接的磁场，设备也会始终处于地球的磁场中，除非你不在地球。。随着手机设备摆放状态的改变，周围磁场在手机的X、Y、Z方向上的影响也会发生改变。磁场传感器会返回三个数据，分别代表周围磁场分解到X、Y、Z三个方向的磁场分量，磁场数据的单位是微特斯拉。

重力传感器

重力传感器会返回一个三维向量，这个三维向量可显示重力的方向和强度。重力传感器的坐标系统和加速度传感器的坐标系统相同。

线性加速度传感器

线性加速度传感器返回一个三维向量显示设备在各个方向的加速度（不包含重力加速度）。线性加速度传感器的坐标系统和加速度传感器的坐标系统相同。
线性加速度传感器、重力传感器、加速度传感器，这三者输出值的关系如下：
加速度传感器 = 重力传感器　+　线性加速度传感器。

温度传感器

温度传感器用于获取设备所处环境的温度。温度传感器会返回一个数据，代表手机设备周围的温度，单位是摄氏度。

光传感器

光传感器用于获取设备周围光的强度。光传感器会返回一个数据，代表手机周围光的强度，单位是勒克斯。

压力传感器

压力传感器用于获取设备周围压力的大小。压力传感器会返回一个数据，代表设备周围压力的大小。

心率传感器

心率传感器是在5.0之后新增的一个传感器，用于返回佩戴设备的人每分钟的心跳次数。该传感器返回的数据准确性可以通过SensorEvent的accuracy进行判断，如果该属性值为：SENSOR_STATUS_UNRELIABLE或SENSOR_STATUS_NO_CONTACT，则表明传感器返回的数据是不太可靠的，应该丢弃。
在使用心率传感器时，需要增加如下权限：

<uses-permission android:name="android.permission.BODY_SENSORS"/>

实例（获取各传感器数据并展示）

	
	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener{
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private SensorManager mSensorManager;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue1;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue2;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue3;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue4;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue5;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue6;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue7;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue8;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				private TextView mTxtValue9;
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				super.onCreate(savedInstanceState);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				setContentView(R.layout.activity_main);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue1 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value1);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue2 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value2);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue3 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value3);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue4 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value4);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue5 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value5);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue6 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value6);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue7 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value7);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue8 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value8);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mTxtValue9 = (TextView) findViewById(R.id.txt_value9);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				// 获取传感器管理对象
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				}
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				@Override
			

		

	

	

		
		

			
			

				
			

		

		

			
			

				protected void onResume() {
			

		

	

	

		
		

			

									
						
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