Android sensor 传感器简介

一、定义

Android 传感器相关术语微机电传感器（MEMS）MEMS 通常制作在规格很小的硅芯片上，借用了计算机芯片的制作技术。通常来说，所有的 Android 传感器都使用了这些技术，但是从技术的角度来说，MEMS 指的是在该传感器的部分设计中纳入了物理移动或震动，例如压力传感器、加速度计、陀螺仪等，也有可能是指南针，这些才是真正意义上的 MEMS。

二、分类及名词解释

Android 中引用的传感器大致分为两种，原始传感器（物理传感器）和合成传感器（虚拟传感器）。

原始传感器给出从传感器获得的原始数据，并且一个原始传感器对应一个 Android 设备中实际存在的的物理传感器组件。

合成传感器通过结合多个原始传感器的原始数据，或者修改原始传感器的数据，在应用代码和和底层设备之间提供一个抽象层，并为上层业务提供服务。

二元传感器（Binary Sensor）二元传感器，是一种只输出两个值其中之一的传感器。大多数的距离传感器和光传感器都属于二元传感器，因为他们只输出远和近的测量。

连续传感器（Continuous Sensor）连续传感器，测量从最小值到最大值之间的所有的数据。动态范围（Dynamic Range）动态范围指的是传感器能测量的值的范围。例如光传感器的动态范围可以是1~~10000 lux。

饱和状态（Saturation）饱和状态，在传感器视图感测一个超出它的最大测量值时产生。

分辨率（Resolution）在很多情况下，分辨率表示实际能够检测到的最小物理差值。该差值受到噪音的限制。分辨率有时用来描述在考虑系统噪音的情况下，两个信号之间能够检测出的最小差值。在 Android 系统中，分辨率是一个独立于传感器噪音之外的数字分辨率。Android 传感器输出数字信号，例如常见的有8位（256个可能的值）、10位（1024个可能的值）和12位（4096个可能的值）加速度计。最大范围除以可能的值的个数即为输出的分辨率（通过 Sensor.getResolution() 获取的值）。

采样频率（Sampling Frequency）采样频率是两次测量间的时间间隔，以赫兹（Hertz）为单位。在注册监听器的时候，可以指定监听器的延迟和测量速率。可以设置的速率值如下（SensorManager 中）：
SENSOR_DELAY_FASTEST
SENSOR_DELAY_GAMESENSOR_DELAY_UI
SENSOR_DELAY_NORMAL（默认值）

三、常用API

Android SDK 提供的与传感器相关的类有(位于 android.hardware 包)：

Sensor： 表示传感器的类，它保存有传感器信息：最大范围（Maximum range）、最小范围（Minimum range）、名称（Name）、功率（Power）、分辨率（Resolution）、类型（* TYPE）、供应商（Vendor）、版本（Version）；

SensorEvent：表示传感器事件，它可以保存传感器的值，传感器类型、时间戳等信息；

SensorEventListener：提供回调以通知应用传感器相关事件的接口。为了能够接收这些事件，应用需要创建一个类实现 SensorEventListener 接口，并将其注册到 SensorManager。

SensorManager：SensorManager 让你可以访问设备（手机）的全部传感器。和其他的系统服务一样，它允许应用注册或注销传感器相关事件。一旦注册成功，应用将接收到从传感器传来的数据。除了允许应用注册以获取传感器数据以外，SensorManager 还提供处理传感器数据的方法。

SensorEventSensorEvent：是一个数据结构，包含了传感器输出到应用的信息。

accuracy：传感器输出的精度分为四个等级。在这种情况下，accuracy 指的就是输出数据的可靠程度，而不是与物理值的接近程度。可能的 accuracy 值有如下几种（SensorManage 中）：
SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH
SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM
SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW
SENSOR_STATUS_UNRELIABLE

精确度不可靠并不意味着传感器的损坏，有可能是周围环境的变化而引起的。
sensor：传感器对象 Sensor 的对象。timestamp SensorEvent 发生的时间，以毫秒为单位。

values：表示传感器数据的数组。数据的大小以及数据的含义取决于产生数据的传感器。

四、常见的类型

目前 常用Android 设备支持的传感器类型有很多，但是有些手机设备支持的类型也很少，如下：

• TYPE_ACCELEROMETER  加速度传感器，又叫 G-sensor，该数值包含地心引力的影响，单位是 m/s2，测量应用于设备 x 、y、z 轴上的加速度。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。
• TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE  温度传感器 ，单位是 ℃，返回当前的温度。
• TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR  游戏动作传感器，用来探测运动而不必受到电磁干扰的影响，因为它并不依赖于磁北极。
• TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR  地磁旋转矢量传感器 ，提供手机的旋转矢量，当手机处于休眠状态时，仍可以记录设备的方位。
• TYPE_GRAVITY  重力传感器，简称 GV-sensor，单位是 $m/s^2%，测量应用于设备X、Y、Z轴上的重力。在地球上，重力数值为9.8，
• TYPE_GYROSCOPE  陀螺仪传感器，叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三轴的角加速度数据。单位是 radians/second。
• TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED  未校准陀螺仪传感器 ，提供原始的、未校准、补偿的陀螺仪数据，用于后期处理和融合定位数据。
• TYPE_LIGHT  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。
• TYPE_LINEAR_ACCELERATION  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/s2。
• TYPE_MAGNETIC_FIELD  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方向传感器数据。
• TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED  未校准磁力传感器 ，提供原始的、未校准的磁场数据。
• TYPE_ORIENTATION  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°为北，90°为东，180°为南，270°为西。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。
• TYPE_PRESSURE  压力传感器 ，单位是hPa(百帕斯卡)，返回当前环境下的压强 。
• TYPE_PROXIMITY 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。
• TYPE_RELATIVE_HUMIDITY  湿度传感器 ，单位是 %，来测量周围环境的相对湿度。
• TYPE_ROTATION_VECTOR  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：xsin(theta/2)ysin(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。
• TYPE_SIGNIFICANT_MOTION  特殊动作触发传感器。
• TYPE_STEP_COUNTER   计步传感器 ，用于记录激活后的步伐数。
• TYPE_STEP_DETECTOR 步行检测传感器 ，用户每走一步就触发一次事件。
• TYPE_TEMPERATURE  温度传感器 ，目前已被* TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE替代。