Android学习指南之三十七：Android传感器编程
Android学习指南之三十七：Android传感器编程
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本节教程主要讲解Android传感器编程的基础知识，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：
XML/HTML代码
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<linearlayout android:layout_height="fill_parent" android:layout_width="fill_parent" android:orientation="vertical" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<textview android:layout_height="wrap_content" android:layout_width="fill_parent" android:text="" android:id="@+id/TextView01">
</textview></linearlayout>
3、mainActivity.java的内容如下：
Java代码
package basic.android.lesson37;
import java.util.List;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends Activity {
/** Called when the activity is first created. */
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
//准备显示信息的UI组建
final TextView tx1 = (TextView) findViewById(R.id.TextView01);
//从系统服务中获得传感器管理器
SensorManager sm = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
//从传感器管理器中获得全部的传感器列表
List<sensor> allSensors = sm.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);
//显示有多少个传感器
tx1.setText("经检测该手机有" + allSensors.size() + "个传感器，他们分别是：\n");
//显示每个传感器的具体信息
for (Sensor s : allSensors) {
String tempString = "\n" + " 设备名称：" + s.getName() + "\n" + " 设备版本：" + s.getVersion() + "\n" + " 供应商："
+ s.getVendor() + "\n";
switch (s.getType()) {
case Sensor.TYPE_ACCELEROMETER:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 加速度传感器accelerometer" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_GYROSCOPE:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 陀螺仪传感器gyroscope" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_LIGHT:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 环境光线传感器light" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 电磁场传感器magnetic field" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_ORIENTATION:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 方向传感器orientation" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_PRESSURE:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 压力传感器pressure" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_PROXIMITY:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 距离传感器proximity" + tempString);
break;
case Sensor.TYPE_TEMPERATURE:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 温度传感器temperature" + tempString);
break;
default:
tx1.setText(tx1.getText().toString() + s.getType() + " 未知传感器" + tempString);
break;
}
}
}
}</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：
Java代码
package basic.android.lesson37;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Calendar;
import java.util.Locale;
import android.app.Activity;
import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.media.MediaRecorder;
import android.os.Bundle;
import android.text.format.DateFormat;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;
import android.widget.Toast;
public class MainActivity extends Activity {
//录音和停止按钮
private Button recordButton;
private Button stopButton;
//检测摇动相关变量
private long initTime = 0;
private long lastTime = 0;
private long curTime = 0;
private long duration = 0;
private float last_x = 0.0f;
private float last_y = 0.0f;
private float last_z = 0.0f;
private float shake = 0.0f;
private float totalShake = 0.0f;
//媒体录音器对象
private MediaRecorder mr;
//是否正在录音
private boolean isRecoding = false;
@Override
public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.main);
// UI组件
recordButton = (Button) this.findViewById(R.id.Button01);
stopButton = (Button) this.findViewById(R.id.Button02);
final TextView tx1 = (TextView) this.findViewById(R.id.TextView01);
// 录音按钮点击事件
recordButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//如果没有在录音，那么点击按钮可以开始录音
if(!isRecoding){
startRecord();
}
}
});
// 停止按钮点击事件
stopButton.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
initShake();
//如果正在录音，那么可以停止录音
if (mr != null) {
mr.stop();
mr.release();
mr = null;
recordButton.setText("录音");
Toast.makeText(getApplicationContext(), "录音完毕", Toast.LENGTH_LONG).show();
isRecoding = false;
}
}
});
// 获取传感器管理器
SensorManager sm = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
// 获取加速度传感器
Sensor acceleromererSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
// 定义传感器事件监听器
SensorEventListener acceleromererListener = new SensorEventListener() {
@Override
public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
//什么也不干
}
//传感器数据变动事件
@Override
public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
//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
if(!isRecoding){
//获取加速度传感器的三个参数
float x = event.values[SensorManager.DATA_X];
float y = event.values[SensorManager.DATA_Y];
float z = event.values[SensorManager.DATA_Z];
//获取当前时刻的毫秒数
curTime = System.currentTimeMillis();
//100毫秒检测一次
if ((curTime - lastTime) > 100) {
duration = (curTime - lastTime);
// 看是不是刚开始晃动
if (last_x == 0.0f && last_y == 0.0f && last_z == 0.0f) {
//last_x、last_y、last_z同时为0时，表示刚刚开始记录
initTime = System.currentTimeMillis();
} else {
// 单次晃动幅度
shake = (Math.abs(x - last_x) + Math.abs(y - last_y) + Math.abs(z - last_z)) / duration * 100;
}
//把每次的晃动幅度相加，得到总体晃动幅度
totalShake += shake;
// 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^_^
if (totalShake > 10 && totalShake / (curTime - initTime) * 1000 > 10) {
startRecord();
initShake();
}
tx1.setText("总体晃动幅度="+totalShake+ "\n平均晃动幅度="+totalShake / (curTime - initTime) * 1000 );
}
last_x = x;
last_y = y;
last_z = z;
lastTime = curTime;
}
}
};
//在传感器管理器中注册监听器
sm.registerListener(acceleromererListener, acceleromererSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
}
// 开始录音
public void startRecord() {
//把正在录音的标志设为真
isRecoding = true;
//存放文件
File file = new File("/sdcard/" + "YY"
+ new DateFormat().format("yyyyMMdd_hhmmss", Calendar.getInstance(Locale.CHINA)) + ".amr");
Toast.makeText(getApplicationContext(), "正在录音，录音文件在" + file.getAbsolutePath(), Toast.LENGTH_LONG).show();
// 创建录音对象
mr = new MediaRecorder();
// 从麦克风源进行录音
mr.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.DEFAULT);
// 设置输出格式
mr.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.DEFAULT);
// 设置编码格式
mr.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.DEFAULT);
// 设置输出文件
mr.setOutputFile(file.getAbsolutePath());
try {
// 创建文件
file.createNewFile();
// 准备录制
mr.prepare();
} catch (IllegalStateException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// 开始录制
mr.start();
recordButton.setText("录音中……");
}
//摇动初始化
public void initShake() {
lastTime = 0;
duration = 0;
curTime = 0;
initTime = 0;
last_x = 0.0f;
last_y = 0.0f;
last_z = 0.0f;
shake = 0.0f;
totalShake = 0.0f;
}
}
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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