Android笔记----Android传感器开发

Android的传感器开发

Android的常用传感器

传感器应用案例

 

 

 

 

Android的传感器开发

1.1 开发传感器应用

开发传感器的步骤如下：

       调用Context的getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE)方法获取SensorManager对象。

       调用SensorManager的getDefaultSensor(int type)方法来获取指定类型的传感器。

       一般在Activity的onResume()方法中调用SensorManager的registerListener()为指定传感器注册监听器即可。程序可以通过实现监听器即可获取传感器传回来的数据。

SersorManager提供的注册传感器的方法为registerListener(SensorListener listener, Sensor sensor, int rate)该方法中三个参数说明如下：

       listener:监听传感器事件的监听器

       sensor：传感器对象

       rate：指定获取传感器数据的频率

rate可以获取传感器数据的频率，支持如下几个频率值：

       SENSOR_DELAY_FASTEST：最快，延迟最小。

       SENSOR_DELAY_GAME：适合游戏的频率。

       SENSOR_DELAY_NORMAL：正常频率

       SENSOR_DELAY_UI：适合普通用户界面的频率。

例：加速度传感器：

AccelerometerTest.java

public class AccelerometerTest extends Activityimplements SensorEventListener{// 定义系统的Sensor管理器SensorManager sensorManager;EditText etTxt1;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);// 获取程序界面上的文本框组件etTxt1 = (EditText) findViewById(R.id.txt1);// 获取系统的传感器管理服务sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);}@Overrideprotected void onResume(){super.onResume();// 为系统的加速度传感器注册监听器sensorManager.registerListener(this,sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}@Overrideprotected void onStop(){// 取消注册sensorManager.unregisterListener(this);super.onStop();}// 以下是实现SensorEventListener接口必须实现的方法// 当传感器的值发生改变时回调该方法@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event){float[] values = event.values;StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("X方向上的加速度：");sb.append(values[0]);sb.append("\nY方向上的加速度：");sb.append(values[1]);sb.append("\nZ方向上的加速度：");sb.append(values[2]);etTxt1.setText(sb.toString());}// 当传感器精度改变时回调该方法。@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){}}

 

需要指出的是，传感器的坐标系统与屏幕坐标系统不同，传感器坐标系统的X轴沿屏幕向右；Y轴则沿屏幕向上，Z轴在垂直屏幕向上。

当拿着手机横向左右移动时，可能产生X轴上的加速度；拿着手机前后移动时，可能产生Y轴上的加速度；当拿着手机竖向上下移动时，可能产生Z轴上的加速度。

 

1.2 下载和安装SensorSimulator

       SensorSimulator是传感器的模拟工具，安装这个模拟工具之后，开发者就可以在Android模拟器上开发、调试传感器应用。

       SensorSimulator，由PC端程序和手机端程序组成，当两端的程序运行并建立连接之后，用户可以通过PC端的程序来改变手机的传感数据。

下载和安装SensorSimulator步骤如下：

       登录到http://code.google.com/p/openintents/wiki/SensorSimulator站点或FTP上，下载SensorSimulator的最新版本。

       下载SensorSimulator工具后，下载完成后得到一个sensorsimulator-2.0-rc1.zip压缩包。解压该文件，得到如下文件结构。

       安装SensorSimulator的手机端程序。通过命令窗口进入到上面文件的bin目录下，输入如下命令来安装SensorSimulatorSettings-2.0-rc1.apk文件。adb install SensorSimulatorSettings-2.0-rc1.apk

       运行SensorSimulator的PC端程序，通过命令窗口进入到上面文件的bin目录下，并在窗口内执行如下命令：java  –jar sensorsimulator-2.0-rc1.jar。运行该程序出现如下界面。

       运行SensorSimulator的手机端程序。

       在SensorSimulator的手机端程序中填写SensorSimulator的PC端程序的监听IP地址、监听端口。

切换到SensorSimulator的Testting Tab页，单击该Tab里的Connect按钮，SensorSimulator手机端和PC端连接。

 

1.3 利用SensorSimulator开发传感器应用

       通过使用SensorSimulator，接下来就可以在Android模拟器中开发、调试传感器应用了。不过使用SensorSimulator开发传感器应用与开发真实的传感器应用略有区别。

       Android应用必须通过引用外部JAR包的形式来引用SensorSimulator的lib目录下的sensorsimulator-2.0-rc1.jar包。

       在应用项目上右键单击选择“Build Path” à “Add External Archives…”，找到sensorsimulator-2.0-rc1.jar所在位置，将其添加到项目中。

       应用程序编程使用SensorManagerSimulator代替了原有的SensorManager。

       应用程序获取SensorManagerSimulator之后，需要调用connectSimulator()方法连接模拟器。

       应用程序编程时所用的Sensor、SensorEvent、 SensorEventListener等不再是Android提供的类，而是由SensorSimulator提供的类。

       应用程序需要访问网络的权限。

例：利用传感模拟工具开发加速度传感器：

 

AccelSimulatorTest.java

import org.openintents.sensorsimulator.hardware.SensorManagerSimulator;import org.openintents.sensorsimulator.hardware.Sensor;import org.openintents.sensorsimulator.hardware.SensorEvent;import org.openintents.sensorsimulator.hardware.SensorEventListener;import android.app.Activity;import android.hardware.SensorManager;import android.os.Bundle;import android.widget.EditText;public class AccelSimulatorTest extends Activityimplements SensorEventListener{// 定义模拟器的Sensor管理器private SensorManagerSimulator mSensorManager;// 定义界面上的文本框组件EditText etTxt1;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);// 获取程序界面的文本框组件etTxt1 = (EditText) findViewById(R.id.txt1);// 获取传感器模拟器的传感器管理服务mSensorManager = SensorManagerSimulator.getSystemService(this, SENSOR_SERVICE);// 连接传感器模拟器mSensorManager.connectSimulator();}@Overrideprotected void onResume(){super.onResume();// 为系统的加速度传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}@Overrideprotected void onStop(){// 取消注册mSensorManager.unregisterListener(this);super.onStop();}// 以下是实现SensorEventListener接口必须实现的方法// 当传感器的值发生改变时回调该方法@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event){float[] values = event.values;StringBuilder sb = new StringBuilder();sb.append("X方向上的加速度：");sb.append(values[0]);sb.append("\nY方向上的加速度：");sb.append(values[1]);sb.append("\nZ方向上的加速度：");sb.append(values[2]);etTxt1.setText(sb.toString());}@Override// 当传感器精度改变时回调该方法。public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){}}

 

<!-- 通过模拟器调试需要访问网络 --> <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

 

Android的常用传感器

2.1加速度传感器Accelerometer

加速度传感器主要感应手机的运动，在注册了传感器监听器后加速度传感器主要捕获3个参数values[0]、values[1]、values[2]。

       values[0]：空间坐标系中x轴方向上的加速度减去重力加速度减去中立加速度在x轴上的分量。

       values[1]：空间坐标系中x轴方向上的加速度减去重力加速度减去中立加速度在y轴上的分量。

       values[2]：空间坐标系中x轴方向上的加速度减去重力加速度减去中立加速度在z轴上的分量。

上述3个数据的单位均为米每二次方秒。

距离说明：

       当手机平放到桌面静止时，加速度为重力加速度g，通过0减去-g（重力加速度g方向为z轴反方向，故为负值）得到values[2]为g。

       如果把手机水平方向右推，此时手机x方向上的加速度为正，即values[0]为正。

       当把手机以a米每二次方秒的加速度竖值向上举时，values[2]的返回值为(a+g)米每二次方秒，通过a减去-g得到。

 

2.2 方向传感器Orientation

 方向传感器主要感应手机方位的变化，其每次读取的都是静态的状态值，在注册了传感器监听器后方向传感器主要捕获3个参数values[0]、values[1]、values[2]，关于三个角度的说明如下：

       第一个角度：表示手机顶部朝向与正北方向的夹角。当手机绕着Z轴旋转时，该角度值发生改变。

       第二个角度：表示手机顶部或尾部翘起的角度，当手机绕着X轴倾斜时，该角度值发生变化。

       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，该角度值发生变化。

 

2.3磁场传感器Magnetic Field

       磁场传感器主要用于感应周围的磁感应强度。即使周围没有任何直接的磁场，手机设备也始终会处于地球磁场中。随着手机状态设备摆放状态的改变，周围磁场在手机的X、Y、Z方向上的会发生改变。 

       磁场传感器传感器会返回三个数据，三个数据分别代表周围磁场分解到X、Y、Z三个方向上的磁场分量。磁场数据的单位是微特斯拉(uT)。

 

2.4光传感器Light

       光传感器用于感应周围的光强，注册监听器后只捕获一个参数：values[0]。该参数代表周围的光照强度，单位为勒克斯（lux）。

 

2.5温度传感器Temperature

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

 

2.6压力传感器 Pressure

       压力传感器用于获取手机设备所处环境的压力的大小。压力传感器会返回一个数据，代表手机设备周围的压力大小。

 

例：传感器应用：

 

SensorSimulatorTest.java

public class SensorSimulatorTest extends Activityimplements SensorEventListener{// // 定义真机的Sensor管理器// private SensorManager mSensorManager;// 定义模拟器的Sensor管理器private SensorManagerSimulator mSensorManager;EditText etOrientation;EditText etMagnetic;EditText etTemerature;EditText etLight;EditText etPressure;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);// 获取界面上的EditText组件etOrientation = (EditText) findViewById(R.id.etOrientation);etMagnetic = (EditText) findViewById(R.id.etMagnetic);etTemerature = (EditText) findViewById(R.id.etTemerature);etLight = (EditText) findViewById(R.id.etLight);etPressure = (EditText) findViewById(R.id.etPressure);// 获取真机的传感器管理服务// mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);// 获取传感器模拟器的传感器管理服务mSensorManager = SensorManagerSimulator.getSystemService(this,SENSOR_SERVICE);// 连接传感器模拟器mSensorManager.connectSimulator();}@Overrideprotected void onResume(){super.onResume();// 为系统的方向传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);// 为系统的磁场传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);// 为系统的温度传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_TEMPERATURE),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);// 为系统的光传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);// 为系统的压力传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}@Overrideprotected void onStop(){// 程序退出时取消注册传感器监听器mSensorManager.unregisterListener(this);super.onStop();}@Overrideprotected void onPause(){// 程序暂停时取消注册传感器监听器mSensorManager.unregisterListener(this);super.onPause();}// 以下是实现SensorEventListener接口必须实现的方法@Override// 当传感器精度改变时回调该方法。public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event){float[] values = event.values;// // 真机上获取触发event的传感器类型// int sensorType = event.sensor.getType();// 模拟器上获取触发event的传感器类型int sensorType = event.type;StringBuilder sb = null;// 判断是哪个传感器发生改变switch (sensorType){// 方向传感器case Sensor.TYPE_ORIENTATION:sb = new StringBuilder();sb.append("绕Z轴转过的角度：");sb.append(values[0]);sb.append("\n绕X轴转过的角度：");sb.append(values[1]);sb.append("\n绕Y轴转过的角度：");sb.append(values[2]);etOrientation.setText(sb.toString());break;// 磁场传感器case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:sb = new StringBuilder();sb.append("X方向上的角度：");sb.append(values[0]);sb.append("\nY方向上的角度：");sb.append(values[1]);sb.append("\nZ方向上的角度：");sb.append(values[2]);etMagnetic.setText(sb.toString());break;// 温度传感器case Sensor.TYPE_TEMPERATURE:sb = new StringBuilder();sb.append("当前温度为：");sb.append(values[0]);etTemerature.setText(sb.toString());break;// 光传感器case Sensor.TYPE_LIGHT:sb = new StringBuilder();sb.append("当前光的强度为：");sb.append(values[0]);etLight.setText(sb.toString());break;// 压力传感器case Sensor.TYPE_PRESSURE:sb = new StringBuilder();sb.append("当前压力为：");sb.append(values[0]);etPressure.setText(sb.toString());break;}}}

 

传感器应用案例

       对传感器的支持是Android系统的特性之一，通过使用传感器可以开发出各种有趣的应用，我们通过方向传感器来开发指南针。

       开发指南针的思路比较简单：程序先准备一张指南针图片，该图片上方向指针指向北方。接下来开发一个检测方向的传感器，程序检测到手机顶部绕Z轴转过多少度，让指南针图片反向转过多少度即可。

       该应用中只要在界面中添加一张图片，并让图片总是反向转过方向传感器反回的第一个角度即可。

 

例：指南针：

Compass.java

public class Compass extends Activityimplements SensorEventListener{// 定义显示指南针的图片ImageView znzImage;// 记录指南针图片转过的角度float currentDegree = 0f;// 定义模拟器的Sensor管理器//private SensorManagerSimulator mSensorManager; // 定义真机的Sensor管理器SensorManager mSensorManager;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);// 获取界面中显示指南针的图片znzImage = (ImageView) findViewById(R.id.znzImage); // 获取真机的传感器管理服务 mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);//// 获取传感器模拟器的传感器管理服务//mSensorManager = SensorManagerSimulator.getSystemService(this,//SENSOR_SERVICE);//// 连接传感器模拟器//mSensorManager.connectSimulator();}@Overrideprotected void onResume(){super.onResume();// 为系统的方向传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}@Overrideprotected void onPause(){// 取消注册mSensorManager.unregisterListener(this);super.onPause();}@Overrideprotected void onStop(){// 取消注册mSensorManager.unregisterListener(this);super.onStop();}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event){// 真机上获取触发event的传感器类型int sensorType = event.sensor.getType();//// 模拟器上获取触发event的传感器类型//int sensorType = event.type;switch (sensorType){case Sensor.TYPE_ORIENTATION:// 获取绕Z轴转过的角度。float degree = event.values[0];// 创建旋转动画（反向转过degree度）RotateAnimation ra = new RotateAnimation(currentDegree,-degree, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f,Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f);// 设置动画的持续时间ra.setDuration(200);// 运行动画znzImage.startAnimation(ra);currentDegree = -degree;break;}}@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){}}

 

main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:orientation="vertical"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"android:background="#fff"><ImageViewandroid:id="@+id/znzImage"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"android:scaleType="fitCenter"android:src="@drawable/znz" /></LinearLayout>

 

例：水平仪：

Gradienter.java

public class Gradienter extends Activity implements SensorEventListener{// 定义水平仪的仪表盘MyView show;// 定义水平仪能处理的最大倾斜角，超过该角度，气泡将直接在位于边界。int MAX_ANGLE = 30;// // 定义真机的Sensor管理器// SensorManager mSensorManager;// 定义模拟器的Sensor管理器SensorManagerSimulator mSensorManager;@Overridepublic void onCreate(Bundle savedInstanceState){super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.main);// 获取水平仪的主组件show = (MyView) findViewById(R.id.show);// 获取真机的传感器管理服务// mSensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);// 获取传感器模拟器的传感器管理服务mSensorManager = SensorManagerSimulator.getSystemService(this,SENSOR_SERVICE);// 连接传感器模拟器mSensorManager.connectSimulator();}@Overridepublic void onResume(){super.onResume();// 为系统的方向传感器注册监听器mSensorManager.registerListener(this,mSensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION),SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME);}@Overrideprotected void onPause(){// 取消注册mSensorManager.unregisterListener(this);super.onPause();}@Overrideprotected void onStop(){// 取消注册mSensorManager.unregisterListener(this);super.onStop();}@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event){float[] values = event.values;// // 真机上获取触发event的传感器类型// int sensorType = event.sensor.getType();// 模拟器上获取触发event的传感器类型int sensorType = event.type;switch (sensorType){case Sensor.TYPE_ORIENTATION:// 获取与Y轴的夹角float yAngle = values[1];// 获取与Z轴的夹角float zAngle = values[2];// 气泡位于中间时（水平仪完全水平），气泡的X、Y座标int x = (show.back.getWidth() - show.bubble.getWidth()) / 2;int y = (show.back.getHeight() - show.bubble.getHeight()) / 2;// 如果与Z轴的倾斜角还在最大角度之内if (Math.abs(zAngle) <= MAX_ANGLE){// 根据与Z轴的倾斜角度计算X座标的变化值（倾斜角度越大，X座标变化越大）int deltaX = (int) ((show.back.getWidth() - show.bubble.getWidth()) / 2 * zAngle / MAX_ANGLE);x += deltaX;}// 如果与Z轴的倾斜角已经大于MAX_ANGLE，气泡应到最左边else if (zAngle > MAX_ANGLE){x = 0;}// 如果与Z轴的倾斜角已经小于负的MAX_ANGLE，气泡应到最右边else{x = show.back.getWidth() - show.bubble.getWidth();}// 如果与Y轴的倾斜角还在最大角度之内if (Math.abs(yAngle) <= MAX_ANGLE){// 根据与Y轴的倾斜角度计算Y座标的变化值（倾斜角度越大，Y座标变化越大）int deltaY = (int) ((show.back.getHeight() - show.bubble.getHeight()) / 2 * yAngle / MAX_ANGLE);y += deltaY;}// 如果与Y轴的倾斜角已经大于MAX_ANGLE，气泡应到最下边else if (yAngle > MAX_ANGLE){y = show.back.getHeight() - show.bubble.getHeight();}// 如果与Y轴的倾斜角已经小于负的MAX_ANGLE，气泡应到最右边else{y = 0;}// 如果计算出来的X、Y座标还位于水平仪的仪表盘内，更新水平仪的气泡座标if (isContain(x, y)){show.bubbleX = x;show.bubbleY = y;}// 通知系统重回MyView组件show.postInvalidate();break;}}// 计算x、y点的气泡是否处于水平仪的仪表盘内private boolean isContain(int x, int y){// 计算气泡的圆心座标X、Yint bubbleCx = x + show.bubble.getWidth() / 2;int bubbleCy = y + show.bubble.getWidth() / 2;// 计算水平仪仪表盘的圆心座标X、Yint backCx = show.back.getWidth() / 2;int backCy = show.back.getWidth() / 2;// 计算气泡的圆心与水平仪仪表盘的圆心之间的距离。double distance = Math.sqrt((bubbleCx - backCx) * (bubbleCx - backCx)+ (bubbleCy - backCy) * (bubbleCy - backCy));// 若两个圆心的距离小于它们的半径差，即可认为处于该点的气泡依然位于仪表盘内if (distance < (show.back.getWidth() - show.bubble.getWidth()) / 2){return true;}else{return false;}}}

 

MyView.java

public class MyView extends View{// 定义水平仪仪表盘图片Bitmap back;// 定义水平仪中的气泡图标Bitmap bubble;// 定义水平仪中气泡 的X、Y座标int bubbleX, bubbleY;public MyView(Context context, AttributeSet attrs){super(context, attrs);// 加载水平仪图片和气泡图片back = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.back);bubble = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.bubble);}@Overrideprotected void onDraw(Canvas canvas){super.onDraw(canvas);// 绘制水平仪表盘图片canvas.drawBitmap(back, 0, 0, null);// 根据气泡座标绘制气泡canvas.drawBitmap(bubble, bubbleX, bubbleY, null);}}

 

main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><FrameLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"android:orientation="vertical"android:layout_width="fill_parent"android:layout_height="fill_parent"android:background="#fff"><com.boby.sensor.MyView  android:id="@+id/show"android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent"/></FrameLayout>