android 传感器的使用

本讲内容:Android传感器编程入门,分别包括加速度传感器(accelerometer),陀螺仪(gyroscope),环境光照传感器(light),磁力传感器(magnetic field),方向传感器(orientation),压力传感器(pressure),距离传感器(proximity)和温度传感器(temperature)

一、前言

我很喜欢电脑,可是笔记本还是太大,笔记本电脑再小还是要弄个小包背起来的,智能手机则不同,它完全就是一个手机,可以随意装在一个口袋里随身携带。因此我在2002年左右时最喜欢玩装备是Dell的PDA,2007年的时候最喜欢玩的是N73,而在2010年最喜欢玩的则是Milestone。眼见着手机的功能越来越强,时至今日智能手机甚至在某些方面已经强过了台式机和笔记本。本节课讲的就是智能手机强过台式机和笔记本的地方:传感器。

2008年的时候我很喜欢我的小白笔记本Macbook,喜欢玩它的一个小软件,一拍桌子,笔记本感受到了震动,它就转换了一个桌面出来,这让我像个小孩子一样没事就拍拍桌子。这一功能这得益于苹果笔记本内置有传感器。

我不知道iPhone手机是不是第一个把各种各样的传感器运用在手机上的,不过我知道iPhone是把传感器运用在手机上最成功的第一个。随后的Android系统也内置了大量的传感器,这让Android系统手机和普通的诺基亚智能机和Windows CE智能机相比牛气了许多,在拥有了Milestone之后,我的N73就被仍在抽屉的角落里了。

从Android1.5开始,系统内置了对多达八种传感器的支持,他们分别是:加速度传感器(accelerometer),陀螺仪(gyroscope),环境光照传感器(light),磁力传感器(magnetic field),方向传感器(orientation),压力传感器(pressure),距离传感器(proximity)和温度传感器(temperature)。

利用这些传感器我们可以制作出各种有趣的应用程序和游戏。譬如在口袋里晃一晃手机,手机就开始神不知鬼不觉的录音,不要着急这个很容易做,我们在本文的结尾就一起制作这个小应用。

本讲的学习方式还是在实战中学习,需要提醒的是模拟器中无法模拟传感器,因此你需要准备一款Android真机才能运行本讲的例子。

二、实例:手机传感器清单

我们还是先看程序后解释,

1、创建一个项目 Lesson37_HelloSensor , 主Activity名字叫 mainActivity.java

2、UI布局文件main.xml的内容如下:

 

view source print ?
1 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
2 <linearlayout android:layout_height="fill_parent" android:layout_width="fill_parent" android:orientation="vertical" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
3 <textview android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="fill_parent" android:text="" android:id="@+id/TextView01">
4 </textview></linearlayout>

3、mainActivity.java的内容如下:

view source print ?
01 package basic.android.lesson37;
02  
03 import java.util.List;
04  
05 import android.app.Activity;
06 import android.content.Context;
07 import android.hardware.Sensor;
08 import android.hardware.SensorManager;
09 import android.os.Bundle;
10 import android.widget.TextView;
11  
12 public class MainActivity extends Activity {
13  
14     /** Called when the activity is first created. */
15     @Override
16     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
17         super.onCreate(savedInstanceState);
18         setContentView(R.layout.main);
19  
20         //准备显示信息的UI组建
21         final TextView tx1 = (TextView) findViewById(R.id.TextView01);
22  
23         //从系统服务中获得传感器管理器
24         SensorManager sm = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
25  
26         //从传感器管理器中获得全部的传感器列表
27         List<sensor> allSensors = sm.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);
28  
29         //显示有多少个传感器
30         tx1.setText("经检测该手机有" + allSensors.size() + "个传感器,他们分别是:/n");
31  
32         //显示每个传感器的具体信息
33         for (Sensor s : allSensors) {
34  
35             String tempString = "/n" + "  设备名称:" + s.getName() + "/n" + "  设备版本:" + s.getVersion() + "/n" + "  供应商:"
36                     + s.getVendor() + "/n";
37  
38             switch (s.getType()) {
39             case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
40                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 加速度传感器accelerometer" + tempString);
41                 break;
42             case Sensor.TYPE_GYROSCOPE:
43                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 陀螺仪传感器gyroscope" + tempString);
44                 break;
45             case Sensor.TYPE_LIGHT:
46                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 环境光线传感器light" + tempString);
47                 break;
48             case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
49                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 电磁场传感器magnetic field" + tempString);
50                 break;
51             case Sensor.TYPE_ORIENTATION:
52                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 方向传感器orientation" + tempString);
53                 break;
54             case Sensor.TYPE_PRESSURE:
55                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 压力传感器pressure" + tempString);
56                 break;
57             case Sensor.TYPE_PROXIMITY:
58                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 距离传感器proximity" + tempString);
59                 break;
60             case Sensor.TYPE_TEMPERATURE:
61                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 温度传感器temperature" + tempString);
62                 break;
63             default:
64                 tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 未知传感器" + tempString);
65                 break;
66             }
67         }
68  
69     }
70 }</sensor>

4、连接真机Milestone,编译并运行程序,显示结果如下:

5、结合上面的程序我们做一些解释。

  1. Android所有的传感器都归传感器管理器 SensorManager 管理,获取传感器管理器的方法很简单:

    String service_name = Context.SENSOR_SERVICE;

    SensorManager sensorManager = (SensorManager)getSystemService(service_name);

  2. 现阶段Android支持的传感器有8种,它们分别是:
    传感器类型常量 内部整数值 中文名称
    Sensor.TYPE_ACCELEROMETER 1 加速度传感器
    Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 磁力传感器
    Sensor.TYPE_ORIENTATION 3 方向传感器
    Sensor.TYPE_GYROSCOPE 4 陀螺仪传感器
    Sensor.TYPE_LIGHT 5 环境光照传感器
    Sensor.TYPE_PRESSURE 6 压力传感器
    Sensor.TYPE_TEMPERATURE 7 温度传感器
    Sensor.TYPE_PROXIMITY 8 距离传感器

     

  3. 从传感器管理器中获取其中某个或者某些传感器的方法有如下三种:

    第一种:获取某种传感器的默认传感器

    Sensor defaultGyroscope = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE);

    第二种:获取某种传感器的列表

    List<Sensor> pressureSensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_PRESSURE);

    第三种:获取所有传感器的列表,我们这个例子就用的第三种

    List<Sensor> allSensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);

     

  4. 对于某一个传感器,它的一些具体信息的获取方法可以见下表:
    方法 描述
    getMaximumRange() 最大取值范围
    getName() 设备名称
    getPower() 功率
    getResolution() 精度
    getType() 传感器类型
    getVentor() 设备供应商
    getVersion() 设备版本号

     

三、实例:窈窈录音器

通过上面的例子我们学会了如何获得某种类型的传感器,下面我通过一个实例来学会如何使用某一个类型的传感器。我们这里使用加速度传感器来实现这样一个功能:开启我们的录音程序放在你的口袋或者提包里,需要录音的时候把衣服整理一下,或者把提包挪动个位置,那么此时手机就会感受到变化从而开始录音。由此达到神不知鬼不觉的录音效果。说起来似乎有点神,其实做起来很简单,让我们开始吧。

简单的录音程序已经在第28讲的时候做过了,我们在28讲程序的基础上写本讲的代码。

1、新建一个项目 Lesson37_YYRecorder , 主文件叫 MainActivity.java ,具体信息都可以参见第二十八讲的“窈窈录音”的例子。

2、这里只贴出于28讲不同的 MainActivity.java  的代码,请注意看注释:

view source print ?
001 package basic.android.lesson37;
002  
003 import java.io.File;
004 import java.io.IOException;
005 import java.util.Calendar;
006 import java.util.Locale;
007  
008 import android.app.Activity;
009 import android.content.Context;
010 import android.hardware.Sensor;
011 import android.hardware.SensorEvent;
012 import android.hardware.SensorEventListener;
013 import android.hardware.SensorManager;
014 import android.media.MediaRecorder;
015 import android.os.Bundle;
016 import android.text.format.DateFormat;
017 import android.view.View;
018 import android.widget.Button;
019 import android.widget.TextView;
020 import android.widget.Toast;
021  
022 public class MainActivity extends Activity {
023  
024     //录音和停止按钮
025     private Button recordButton;
026     private Button stopButton;
027  
028     //检测摇动相关变量
029     private long initTime = 0;
030     private long lastTime = 0;
031     private long curTime = 0;
032     private long duration = 0;
033  
034     private float last_x = 0.0f;
035     private float last_y = 0.0f;
036     private float last_z = 0.0f;
037  
038     private float shake = 0.0f;
039     private float totalShake = 0.0f;
040  
041     //媒体录音器对象
042     private MediaRecorder mr;
043  
044     //是否正在录音
045     private boolean isRecoding = false;
046  
047     @Override
048     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
049         super.onCreate(savedInstanceState);
050         setContentView(R.layout.main);
051  
052         // UI组件
053         recordButton = (Button) this.findViewById(R.id.Button01);
054         stopButton = (Button) this.findViewById(R.id.Button02);
055         final TextView tx1 = (TextView) this.findViewById(R.id.TextView01);
056  
057         // 录音按钮点击事件
058         recordButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
059  
060             @Override
061             public void onClick(View v) {
062                 //如果没有在录音,那么点击按钮可以开始录音
063                 if(!isRecoding){
064                     startRecord();
065                 }
066             }
067         });
068  
069         // 停止按钮点击事件
070         stopButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
071  
072             @Override
073             public void onClick(View v) {
074                 initShake();
075                 //如果正在录音,那么可以停止录音
076                 if (mr != null) {
077                     mr.stop();
078                     mr.release();
079                     mr = null;
080                     recordButton.setText("录音");
081                     Toast.makeText(getApplicationContext(), "录音完毕", Toast.LENGTH_LONG).show();
082                     isRecoding = false;
083  
084                 }
085             }
086         });
087  
088         // 获取传感器管理器
089         SensorManager sm = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
090         // 获取加速度传感器
091         Sensor acceleromererSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
092  
093         // 定义传感器事件监听器
094         SensorEventListener acceleromererListener = new SensorEventListener() {
095  
096             @Override
097             public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
098                 //什么也不干
099             }
100  
101             //传感器数据变动事件
102             @Override
103             public void onSensorChanged(SensorEvent event) {   
104  
105                 //如果没有开始录音的话可以监听是否有摇动事件,如果有摇动事件可以开始录音
106                 if(!isRecoding){
107                     //获取加速度传感器的三个参数
108                     float x = event.values[SensorManager.DATA_X];
109                     float y = event.values[SensorManager.DATA_Y];
110                     float z = event.values[SensorManager.DATA_Z];
111  
112                     //获取当前时刻的毫秒数
113                     curTime = System.currentTimeMillis();
114  
115                     //100毫秒检测一次
116                     if ((curTime - lastTime) > 100) {
117  
118                         duration = (curTime - lastTime);
119  
120                         // 看是不是刚开始晃动
121                         if (last_x == 0.0f && last_y == 0.0f && last_z == 0.0f) {
122                             //last_x、last_y、last_z同时为0时,表示刚刚开始记录
123                             initTime = System.currentTimeMillis();
124                         } else {
125                             // 单次晃动幅度
126                             shake = (Math.abs(x - last_x) + Math.abs(y - last_y) + Math.abs(z - last_z)) / duration * 100;
127                         }
128  
129                         //把每次的晃动幅度相加,得到总体晃动幅度
130                         totalShake += shake;
131  
132                         // 判断是否为摇动,这是我自己写的标准,不准确,只是用来做教学示例,别误会了^_^
133                         if (totalShake > 10 && totalShake / (curTime - initTime) * 1000 > 10) {
134                             startRecord();
135                             initShake();
136                         }
137  
138                         tx1.setText("总体晃动幅度="+totalShake+ "/n平均晃动幅度="+totalShake / (curTime - initTime) * 1000 );
139                     }
140  
141                     last_x = x;
142                     last_y = y;
143                     last_z = z;
144                     lastTime = curTime;
145                 }
146             }
147  
148         };
149  
150         //在传感器管理器中注册监听器
151         sm.registerListener(acceleromererListener, acceleromererSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
152  
153     }
154  
155     // 开始录音
156     public void startRecord() {
157         //把正在录音的标志设为真
158         isRecoding = true;
159         //存放文件
160         File file = new File("/sdcard/" + "YY"
161                 + new DateFormat().format("yyyyMMdd_hhmmss", Calendar.getInstance(Locale.CHINA)) + ".amr");
162  
163         Toast.makeText(getApplicationContext(), "正在录音,录音文件在" + file.getAbsolutePath(), Toast.LENGTH_LONG).show();
164  
165         // 创建录音对象
166         mr = new MediaRecorder();
167  
168         // 从麦克风源进行录音
169         mr.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.DEFAULT);
170  
171         // 设置输出格式
172         mr.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);
173  
174         // 设置编码格式
175         mr.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.DEFAULT);
176  
177         // 设置输出文件
178         mr.setOutputFile(file.getAbsolutePath());
179  
180         try {
181             // 创建文件
182             file.createNewFile();
183             // 准备录制
184             mr.prepare();
185         } catch (IllegalStateException e) {
186             e.printStackTrace();
187         } catch (IOException e) {
188             e.printStackTrace();
189         }
190         // 开始录制
191         mr.start();
192         recordButton.setText("录音中……");
193     }
194  
195     //摇动初始化
196     public void initShake() {
197         lastTime = 0;
198         duration = 0;
199         curTime = 0;
200         initTime = 0;
201         last_x = 0.0f;
202         last_y = 0.0f;
203         last_z = 0.0f;
204         shake = 0.0f;
205         totalShake = 0.0f;
206     }
207 }

3、连接真机Milestone,编译并运行程序:

 

晃动机器,开始录音

查看录音文件,效果还可以:

4、我们小结一下:

到Android2.2版本为止,系统并没有给开发者提供多少可用的包装好的传感器信息,只是提供了传感器发出的原始数据,这些原始数据存放在  event.values 的数组里,开发人员需要从这些裸数据总自行发掘有用的信息,譬如从加速度传感器的3维裸数据中获得摇动的判断(我的摇动判断很弱智,有时间再改吧……)。

好了本讲就先到这里,关于传感器有机会我们展开再谈,下次再见吧。


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