传感器

Android 传感器功能

特性描述

android.hardware.Camera

允许应用程序与相机交互的类，可以截取照片、获取预览屏幕的图像，修改用来治理相机操作的参数。

android.hardware.SensorManager

允许访问Android 平台传感器的类。并非所有配备Android 的设备都支持SensorManager 中的所有传感器，虽然这种可能性让人非常兴奋。

android.hardware.SensorListener

在传感器值实时更改时，希望接收更新的类要实现的接口。应用程序实现该接口来监视硬件中一个或多个可用传感器。

android.FaceDetector

允许对人脸（以位图形式包含）进行基本识别的类。不可能有两张完全一样的脸。可以使用该类作为设备锁定方法，无需记密码—这是手机的生物特征识别功能。

SensorListener 接口是传感器应用程序的中心。它包括两个必需方法：

onSensorChanged(int sensor,float values[]) 方法在传感器值更改时调用。该方法只对受此应用程序监视的传感器调用（更多内容见下文）。该方法的参数包括：一个整数，指示更改的传感器；一个浮点值数组，表示传感器数据本身。有些传感器只提供一个数据值，另一些则提供三个浮点值。方向和加速表传感器都提供三个数据值。

当传感器的准确性更改时，将调用onAccuracyChanged(int sensor,int accuracy) 方法。参数包括两个整数：一个表示传感器，另一个表示该传感器新的准确值。

要与传感器交互，应用程序必须注册以侦听与一个或多个传感器相关的活动。注册使用SensorManager 类的registerListener 方法完成。本文中的代码示例演示了如何注册和注销SensorListener。

记住，并非所有支持Android 的设备都支持SDK 中定义的所有传感器。如果某个传感器无法在特定的设备上使用，您的应用程序就会适当地降级。

根据工作原理，传感器可分为物理传感器和化学传感器两大类。

物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效

应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也

将转换成电信号。

大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器的技术问题较多，例如可靠性问题、规模生产的可能性、价格问题等，解决了这些问题，化学传感器的应用将会有巨大增长。而有些传感器既不能划分

为物理类，也不能划分为化学类。

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。

Orientation Sensor三个坐标的含义:

values[0]：方位角（水平旋转角），简单的说就是手机的头现在朝向哪个方位，0＝北、90＝东、180＝南、270＝西

values[1]：纵向旋转角，0＝面朝上平置、-90＝垂直向上、-180/180＝面朝下平置、90＝垂直向下

values[2]：横向旋转角，0＝朝前、90＝往右倒、-90＝往左倒

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。陀螺仪传感器的类型常量是Sensor.TYPE_GYROSCOPE。values数组的三个元素表示的含义如下：values[0]：延X轴旋转的角速度。

values[1]：延Y轴旋转的角速度。

values[2]：延Z轴旋转的角速度。

当手机逆时针旋转时，角速度为正值，顺时针旋转时，角速度为负值。陀螺仪传感器经常被用来计算手机已转动的角度，代码如下：

1private static final float NS2S = 1.0f / 1000000000.0f;

2private float timestamp;

3public void onSensorChanged(SensorEvent event)

4{

5if (timestamp != 0)

6{

7// event.timesamp表示当前的时间，单位是纳秒（1百万分之一毫秒）

8final float dT = (event.timestamp - timestamp) * NS2S;

9angle[0] += event.values[0] * dT;

10angle[1] += event.values[1] * dT;

11angle[2] += event.values[2] * dT;

12}

13timestamp = event.timestamp;

14}