android 感应器

Android中检测重力感应变化大致需要下面几个步骤：

1) 得到传感器服务 getSystemService(SENSOR_SERVICE);

得到一个SensorManager，用来管理分配调度处理Sensor的工作，注意它并不服务运行于后台，真正属于Sensor的系统服务是SensorService，终端下#service list可以看到sensorservice: [android.gui.SensorServer]。

2) 得到传感器类型 getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GRAVITY);

当然还有各种千奇百怪的传感器，可以查阅Android官网API或者源码Sensor.java。

3) 注册监听器 SensorEventListener

应用程序打开一个监听接口，专门处理传感器的数据，这个监听机制比较重要，被系统广泛使用。

4) 实现监听器的回调函数 onSensorChanged, onAccuracyChanged

很多移动设备都内置了感应器，android通过Sensor和SensorManager类抽象了这些感应器，通过这些类可以使用android设备的传感器

一 介绍Sensor类

SDK只有一句介绍“Class representing a sensor. Use getSensorList(int) to get the list of available Sensors.”，表示一个感应器的类，可以使用getSensorList方法（此方法属于接下来要讲的SensorManager）获得所有可用的感应器，该方法返回的是一个List

下面的列表显示了，Sensor所提供的所有服务

Constants
int TYPE_ACCELEROMETER A constant describing an accelerometer sensor type. //三轴加速度感应器 返回三个坐标轴的加速度 单位m/s2
int TYPE_ALL A constant describing all sensor types. //用于列出所有感应器
int TYPE_GRAVITY A constant describing a gravity sensor type. //重力感应器
int TYPE_GYROSCOPE A constant describing a gyroscope sensor type //陀螺仪 可判断方向 返回三个坐标轴上的角度
int TYPE_LIGHT A constant describing an light sensor type. //光线感应器 单位 lux 勒克斯
int TYPE_LINEAR_ACCELERATION A constant describing a linear acceleration sensor type. //线性加速度
int TYPE_MAGNETIC_FIELD A constant describing a magnetic field sensor type. //磁场感应 返回三个坐标轴的数值 微特斯拉
int TYPE_ORIENTATION This constant is deprecated. use SensorManager.getOrientation() instead. //方向感应器 已过时 可以使用方法获得
int TYPE_PRESSURE A constant describing a pressure sensor type //压力感应器 单位 千帕斯卡
int TYPE_PROXIMITY A constant describing an proximity sensor type. //距离传感器
int TYPE_ROTATION_VECTOR A constant describing a rotation vector sensor type. //翻转传感器
int TYPE_TEMPERATURE A constant describing a temperature sensor type //温度传感器 单位 摄氏度

---

此类中包含的方法都是get型的 用来获取所选sensor的一些属性，sensor类一般不需要new而是通过SensorManager的方法获得

二 介绍SensorManager类

SDK解释：“SensorManager lets you access the device’s sensors. Get an instance of this class by calling Context.getSystemService() with the argument SENSOR_SERVICE.
Always make sure to disable sensors you don’t need, especially when your activity is paused. Failing to do so can drain the battery in just a few hours. Note that the system will not disable sensors automatically when the screen turns off. ”
SensorManager 允许你访问设备的感应器。通过传入参数SENSOR_SERVICE参数调用Context.getSystemService方法可以获得一个sensor的实例。永远记得确保当你不需要的时候，特别是Activity暂定的时候，要关闭感应器。忽略这一点肯能导致几个小时就耗尽电池，注意当屏幕关闭时，系统不会自动关闭感应器。

三 常用的感应器

（1）获取加速度： 加速度感应器

可以通过这个感应器获得三个浮点型

x-axis
y-axis

z-axis

可参阅《android 高级编程2》中的一个插图分析次数据

X Y Z分别对应values[0]到[2]

X表示左右移动的加速度

Y表示前后移动的加速度

Z表示垂直方向的加速度 （测试时发现，将手机置于水平桌面稳定后 XY均为0 Z的值为9.4 约等于重力加速度，依次可以做一个简单的算法实现重力测力计，有时间会给大家一个例子）

下面先看一个基本的获取加速的demo，希望大家好好注意代码中的注释

1./*
2. * @author octobershiner
3. * 2011 07 27
4. * SE.HIT
5. * 一个演示android加速度感应器的例子
6. * */
7.
8.package uni.sensor;
9.
10.import java.util.Iterator;
11.import java.util.List;
12.
13.import android.app.Activity;
14.import android.content.Context;
15.import android.hardware.Sensor;
16.import android.hardware.SensorEvent;
17.import android.hardware.SensorEventListener;
18.import android.hardware.SensorManager;
19.import android.os.Bundle;
20.import android.util.Log;
21.
22.public class SensorDemoActivity extends Activity {
23. /* Called when the activity is first created. /
24. //设置LOG标签
25. private static final String TAG = “sensor”;
26. private SensorManager sm;
27. @Override
28. public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
29. super.onCreate(savedInstanceState);
30. setContentView(R.layout.main);
31. //创建一个SensorManager来获取系统的传感器服务
32. sm = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
33. //选取加速度感应器
34. int sensorType = Sensor.TYPE_ACCELEROMETER;
35.
36. /*
37. * 最常用的一个方法 注册事件
38. * 参数1 ：SensorEventListener监听器
39. * 参数2 ：Sensor 一个服务可能有多个Sensor实现，此处调用getDefaultSensor获取默认的Sensor
40. * 参数3 ：模式 可选数据变化的刷新频率
41. * */
42. sm.registerListener(myAccelerometerListener,sm.getDefaultSensor(sensorType),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
43.
44. }
45.
46. /*
47. * SensorEventListener接口的实现，需要实现两个方法
48. * 方法1 onSensorChanged 当数据变化的时候被触发调用
49. * 方法2 onAccuracyChanged 当获得数据的精度发生变化的时候被调用，比如突然无法获得数据时
50. * */
51. final SensorEventListener myAccelerometerListener = new SensorEventListener(){
52.
53. //复写onSensorChanged方法
54. public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent){
55. if(sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER){
56. Log.i(TAG,”onSensorChanged”);
57.
58. //图解中已经解释三个值的含义
59. float X_lateral = sensorEvent.values[0];
60. float Y_longitudinal = sensorEvent.values[1];
61. float Z_vertical = sensorEvent.values[2];
62. Log.i(TAG,”\n heading “+X_lateral);
63. Log.i(TAG,”\n pitch “+Y_longitudinal);
64. Log.i(TAG,”\n roll “+Z_vertical);
65. }
66. }
67. //复写onAccuracyChanged方法
68. public void onAccuracyChanged(Sensor sensor , int accuracy){
69. Log.i(TAG, “onAccuracyChanged”);
70. }
71. };
72.
73. public void onPause(){
74. /*
75. * 很关键的部分：注意，说明文档中提到，即使activity不可见的时候，感应器依然会继续的工作，测试的时候可以发现，没有正常的刷新频率
76. * 也会非常高，所以一定要在onPause方法中关闭触发器，否则讲耗费用户大量电量，很不负责。
77. * */
78. sm.unregisterListener(myAccelerometerListener);
79. super.onPause();
80. }
81.
82.}

测试的时候会发现刷新的特别快，这就引出一个问题，如果真的要呈现在UI中的话，就会不断的绘制界面，非常耗费资源，所以《android高级编程》中给出了一个方案就是引入新的线程来刷新界面。

（2）获取用户移动方向

其实获取方向本应该很简单的事情，在文章前面部分看到 有个TYPE_ORIENTATION 关键字，说明可以直接获取设备的移动方向，但是最新版的SDK加上了这么一句话“TYPE_ORIENTATION This constant is deprecated. use SensorManager.getOrientation() instead. ”也就是说，这种方式已经被取消，要开发者使用 SensorManager.getOrientation()来获取原来的数据。

实际上，android获取方向是通过磁场感应器和加速度感应器共同获得的，至于具体的算法SDK已经封装好了。也就是说现在获取用户方向有两种方式，一是官方推荐的，通过SensorManager.getOrientation()来获取，这个方法表面看似容易（那是因为你还没看到他的参数。。一会再说），但实际上需要用到两个感应器共同完成工作，特点是更加的准确。第二种方法非常简单，就像前一篇文章获取加速度一样，直接得到三个轴上的数据。从难一些的介绍吧，因为毕竟第一种方法会是android未来的一个选择，第二种不知道什么时候就要成为历史了。

android给我们提供的方向数据是一个float型的数组，包含三个方向的值如图

当你的手机水平放置时，被默认为静置状态，即XY角度均为0

values[0] 表示Z轴的角度：方向角，我们平时判断的东西南北就是看这个数据的，经过我的实验，发现了一个有意思的事情，也就是说使用第一种方式获得方向（磁场+加速度）得到的数据范围是（-180～180）,也就是说，0表示正北，90表示正东，180/-180表示正南，-90表示正西。而第二种方式（直接通过方向感应器）数据范围是（0～360）360/0表示正北，90表示正东，180表示正南，270表示正西。

values[1] 表示X轴的角度：俯仰角 即由静止状态开始，前后翻转

values[2] 表示Y轴的角度：翻转角 即由静止状态开始，左右翻转

可见统一获取方向的方法是必须的，因为处理这些数据的算法可能针对第一种获取方式，那么当用在第二种方式时，移植性就不好了。

看下面的方法

---

public static float[] getOrientation(float[] R, float[] values)

Since: API Level 3

Computes the device’s orientation based on the rotation matrix.

When it returns, the array values is filled with the result:

•values[0]: azimuth, rotation around the Z axis.

•values[1]: pitch, rotation around the X axis.

•values[2]: roll, rotation around the Y axis.

The reference coordinate-system used is different from the world coordinate-system defined for the rotation matrix:

•X is defined as the vector product Y.Z(It is tangential to the ground at the device’s current location and roughly points West).

•Y is tangential to the ground at the device’s current location and points towards the magnetic North Pole.

•Z points towards the center of the Earth and is perpendicular to the ground.

All three angles above are in radiansand positivein the counter-clockwisedirection.

通常我们并不需要获取这个函数的返回值，这个方法会根据参数R[]的数据填充values[]而后者就是我们想要的。

那么R表示什么呢？又将怎么获取呢？

R[] 是一个旋转矩阵，用来保存磁场和加速度的数据，大家可以理解未加工的方向数据吧

R通过下面的静态方法获取，这个方法也是用来填充R[]

public static boolean getRotationMatrix(float[] R, float[] I, float[] gravity, float[] geomagnetic)

解释以下参数，第一个就是我们需要填充的R数组，大小是9

第二个是是一个转换矩阵，将磁场数据转换进实际的重力坐标中 一般默认情况下可以设置为null

第三个是一个大小为3的数组，表示从加速度感应器获取来的数据 在onSensorChanged中

第四个是一个大小为3的数组，表示从磁场感应器获取来的数据 在onSensorChanged中

好了基本逻辑就是这样的，下面给大家演示一个简单的测试方向的例子，可以时刻监听用户的方向

1./*
2. * @author octobershiner
3. * 2011 07 28
4. * SE.HIT
5. * 一个演示通过磁场和加速度两个感应器获取方向数据的例子
6. * */
7.
8.
9.package uni.sensor;
10.
11.import android.app.Activity;
12.import android.content.Context;
13.import android.hardware.Sensor;
14.import android.hardware.SensorEvent;
15.import android.hardware.SensorEventListener;
16.import android.hardware.SensorManager;
17.import android.os.Bundle;
18.import android.util.Log;
19.
20.public class OrientationActivity extends Activity{
21.
22. private SensorManager sm;
23. //需要两个Sensor
24. private Sensor aSensor;
25. private Sensor mSensor;
26.
27. float[] accelerometerValues = new float[3];
28. float[] magneticFieldValues = new float[3];
29.
30. private static final String TAG = “sensor”;
31.
32. @Override
33. public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
34. // TODO Auto-generated method stub
35. super.onCreate(savedInstanceState);
36. setContentView(R.layout.main);
37.
38. sm = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
39. aSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
40. mSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);
41.
42. sm.registerListener(myListener, aSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
43. sm.registerListener(myListener, mSensor,SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
44. //更新显示数据的方法
45. calculateOrientation();
46.
47. }
48. //再次强调：注意activity暂停的时候释放
49. public void onPause(){
50. sm.unregisterListener(myListener);
51. super.onPause();
52. }
53.
54.
55. final SensorEventListener myListener = new SensorEventListener() {
56. public void onSensorChanged(SensorEvent sensorEvent) {
57.
58. if (sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)
59. magneticFieldValues = sensorEvent.values;
60. if (sensorEvent.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
61. accelerometerValues = sensorEvent.values;
62. calculateOrientation();
63. }
64. public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}
65. };
66.
67.
68. private void calculateOrientation() {
69. float[] values = new float[3];
70. float[] R = new float[9];
71. SensorManager.getRotationMatrix(R, null, accelerometerValues, magneticFieldValues);
72. SensorManager.getOrientation(R, values);
73.
74. // 要经过一次数据格式的转换，转换为度
75. values[0] = (float) Math.toDegrees(values[0]);
76. Log.i(TAG, values[0]+”“);
77. //values[1] = (float) Math.toDegrees(values[1]);
78. //values[2] = (float) Math.toDegrees(values[2]);
79.
80. if(values[0] >= -5 && values[0] < 5){
81. Log.i(TAG, “正北”);
82. }
83. else if(values[0] >= 5 && values[0] < 85){
84. Log.i(TAG, “东北”);
85. }
86. else if(values[0] >= 85 && values[0] <=95){
87. Log.i(TAG, “正东”);
88. }
89. else if(values[0] >= 95 && values[0] <175){
90. Log.i(TAG, “东南”);
91. }
92. else if((values[0] >= 175 && values[0] <= 180) || (values[0]) >= -180 && values[0] < -175){
93. Log.i(TAG, “正南”);
94. }
95. else if(values[0] >= -175 && values[0] <-95){
96. Log.i(TAG, “西南”);
97. }
98. else if(values[0] >= -95 && values[0] < -85){
99. Log.i(TAG, “正西”);
100. }
101. else if(values[0] >= -85 && values[0] <-5){
102. Log.i(TAG, “西北”);
103. }
104. }
105.
106.
107.}

第二种方法，和这种比起来简单很多，其实大家可以完全参考获取加速度例子中的代码

只要把其中的两个Sensor。TYPE_ACCELEROMETER改成 Sensor.TYPE_ORIENTATIO就好了，但是第一种方法大家最好掌握，这应该是未来android的标准。