2013/5/14
57前准备：认识android设备中的传感器
------------------------------------
1.android手机中的传感器：
在Android2.3 gingerbread系统中，google提供了11种传感器供应用层使用。
#define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1 //加速度
#define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 //磁力
#define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3 //方向
#define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4 //陀螺仪
#define SENSOR_TYPE_LIGHT 5 //光线感应
#define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6 //压力
#define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 //温度
#define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8 //接近
#define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9 //重力
#define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10//线性加速度
#define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11//旋转矢量
我们依次看看这十一种传感器
1 加速度传感器
加速度传感器又叫G-sensor，返回x、y、z三轴的加速度数值。
该数值包含地心引力的影响，单位是m/s^2。
将手机平放在桌面上，x轴默认为0，y轴默认0，z轴默认9.81。
将手机朝下放在桌面上，z轴为-9.81。
将手机向左倾斜，x轴为正值。
将手机向右倾斜，x轴为负值。
将手机向上倾斜，y轴为负值
将手机向下倾斜，y轴为正值。
加速度传感器可能是最为成熟的一种mems产品，市场上的加速度传感器种类很多。
手机中常用的加速度传感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。
这些传感器一般提供±2G至±16G的加速度测量范围，采用I2C或SPI接口和MCU相连，数据精度小于16bit。
2 磁力传感器
磁力传感器简称为M-sensor，返回x、y、z三轴的环境磁场数据。
该数值的单位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。
单位也可以是高斯（Gauss），1Tesla=10000Gauss。
硬件上一般没有独立的磁力传感器，磁力数据由电子罗盘传感器提供（E-compass）。
电子罗盘传感器同时提供下文的方向传感器数据。
3 方向传感器
方向传感器简称为O-sensor，返回三轴的角度数据，方向数据的单位是角度。
为了得到精确的角度数据，E-compass需要获取G-sensor的数据，
经过计算生产O-sensor数据，否则只能获取水平方向的角度。
方向传感器提供三个数据，分别为azimuth、pitch和roll。
azimuth：方位，返回水平时磁北极和Y轴的夹角，范围为0°至360°。
0°=北，90°=东，180°=南，270°=西。
pitch：x轴和水平面的夹角，范围为-180°至180°。
当z轴向y轴转动时，角度为正值。
roll：y轴和水平面的夹角，由于历史原因，范围为-90°至90°。
当x轴向z轴移动时，角度为正值。
电子罗盘在获取正确的数据前需要进行校准，通常可用8字校准法。
8字校准法要求用户使用需要校准的设备在空中做8字晃动，
原则上尽量多的让设备法线方向指向空间的所有8个象限。
手机中使用的电子罗盘芯片有AKM公司的897X系列，ST公司的LSM系列以及雅马哈公司等等。
由于需要读取G-sensor数据并计算出M-sensor和O-sensor数据，
因此厂商一般会提供一个后台daemon来完成工作，电子罗盘算法一般是公司私有产权。
4 陀螺仪传感器
陀螺仪传感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三轴的角加速度数据。
角加速度的单位是radians/second。
根据Nexus S手机实测：
水平逆时针旋转，Z轴为正。
水平逆时针旋转，z轴为负。
向左旋转，y轴为负。
向右旋转，y轴为正。
向上旋转，x轴为负。
向下旋转，x轴为正。
ST的L3G系列的陀螺仪传感器比较流行，iphone4和google的nexus s中使用该种传感器。
5 光线感应传感器
光线感应传感器检测实时的光线强度，光强单位是lux，其物理意义是照射到单位面积上的光通量。
光线感应传感器主要用于Android系统的LCD自动亮度功能。
可以根据采样到的光强数值实时调整LCD的亮度。
6 压力传感器
压力传感器返回当前的压强，单位是百帕斯卡hectopascal（hPa）。
7 温度传感器
温度传感器返回当前的温度。
8 接近传感器
接近传感器检测物体与手机的距离，单位是厘米。
一些接近传感器只能返回远和近两个状态，
因此，接近传感器将最大距离返回远状态，小于最大距离返回近状态。
接近传感器可用于接听电话时自动关闭LCD屏幕以节省电量。
一些芯片集成了接近传感器和光线传感器两者功能。
下面三个传感器是Android2新提出的传感器类型，目前还不太清楚有哪些应用程序使用。
9 重力传感器
重力传感器简称GV-sensor，输出重力数据。
在地球上，重力数值为9.8，单位是m/s^2。
坐标系统与加速度传感器相同。
当设备复位时，重力传感器的输出与加速度传感器相同。
10 线性加速度传感器
线性加速度传感器简称LA-sensor。
线性加速度传感器是加速度传感器减去重力影响获取的数据。
单位是m/s^2，坐标系统与加速度传感器相同。
加速度传感器、重力传感器和线性加速度传感器的计算公式如下：
加速度 = 重力 + 线性加速度
11 旋转矢量传感器
旋转矢量传感器简称RV-sensor。
旋转矢量代表设备的方向，是一个将坐标轴和角度混合计算得到的数据。
RV-sensor输出三个数据：
x*sin(theta/2)
y*sin(theta/2)
z*sin(theta/2)
sin(theta/2)是RV的数量级。
RV的方向与轴旋转的方向相同。
RV的三个数值，与cos(theta/2)组成一个四元组。
RV的数据没有单位，使用的坐标系与加速度相同。
举例：
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的数值没有物理传感器可以直接给出，
需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor经过算法计算后得出。
算法一般是传感器公司的私有产权。
-------------------------------------------------------------
2.Android设备传感器学习
一、传感器的分类
分为三大类：1、动作传感器 2、位置传感器 3、环境传感器
1、动作传感器：跟手机的动作有关
加速度传感器（ TYPE_ACCELEROMETER） 三轴加速度感应器 返回三个坐标轴的加速度 单位m/s2
重力传感器（TYPE_GRAVITY）
陀螺仪（TYPE_GYROSCOPE） 手机的姿态 游戏中用的较多 可判断方向返回三个坐标轴上的角度
等……
2、位置传感器
方向传感器（TYPE_ORIENTATIO）
磁场传感器（TYPE_MAGNETIC_FIELD）有夹角 返回三个坐标轴的数值 微特斯拉
距离传感器 （TYPE_PROXIMITY）
3、环境传感器
温度传感器（ TYPE_TEMPERATURE） 单位 摄氏度
压力传感器 （TYPE_PRESSURE）单位 千帕斯卡
亮度传感器 （）根外界的光线的强弱有关手机亮度随之变化
翻转传感器 （TYPE_ROTATION_VECTOR）
等……
二、Android设备传感器的特点
三、获取手机当中说有的传感器的名称
四、使用传感器的方法
1、获取SensorManager对象，对整个传感器进行管理
2、执行SensorManager对象的getDefaultSensor(Sensor.TYPE_XXX)方法获取Sensor对象
3、获取Sensor对象的各种属性
-------------------------------
Android设备传感器（二）获取手机中所支持的传感器
Activity：
package com.yu.TestMobileSensor;
import java.util.List;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.util.Log;
import android.view.KeyEvent;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity {
//定义控件
private TextView sensorList;
private Button btnSensor;
//手机传感器管理器，用来管理所有的传感器
private SensorManager sensorManager;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
//得到SensorManager对象
sensorManager = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
//根据ID获取文本控件
sensorList = (TextView)this.findViewById(R.id.sensorList);
//获取按钮控件
btnSensor = (Button)this.findViewById(R.id.btn_gain);
//添加监听器
btnSensor.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//声明可变字符串
StringBuffer sb = new StringBuffer();
//获取手机全部的传感器
List<Sensor> sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);
//迭代输出获得上的传感器
for (Sensor sensor : sensors) {
//System.out.println(sensor.getName().toString());
sb.append(sensor.getName().toString());
sb.append("\n");
Log.i("Sensor", sensor.getName().toString());
}
//给文本控件赋值
sensorList.setText(sb.toString());
}
});
}
// Menu
// 当点击Menu按钮时，调用该方法
@Override
public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu) {
menu.add(0, 1, 1, R.string.exit).setIcon(
android.R.drawable.ic_menu_close_clear_cancel);
return super.onCreateOptionsMenu(menu);
}
// 选中某个菜单项
@Override
public boolean onContextItemSelected(MenuItem item) {
if (item.getItemId() == 1) {
MainActivity.this.finish();
}
return super.onOptionsItemSelected(item);
}
// 返回键
@Override
public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) {
if (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_BACK) {
finish();
}
return super.onKeyDown(keyCode, event);
}
}
activity_main.xml
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical">
<Button
android:id="@+id/btn_gain"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="@string/btn_gain"/>
<TextView
android:id="@+id/sensorList"
android:layout_width="fill_parent"
android:layout_height="wrap_content"/>
</LinearLayout>