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：

 

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：

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：

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。