Android传感器编程入门

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="/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 = newSensorEventListener() {

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。