基于Android移動設備的傳感器技術應用研究

瓊州學院電子信息工程學院 楊 偉 韓建文 鐘鵬飛

基于Android移動設備的傳感器技術應用研究

瓊州學院電子信息工程學院 楊 偉 韓建文 鐘鵬飛

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，Android系統(tǒng)在電子信息、通信系統(tǒng)特別是移動設備方面應用十分廣泛。比如：摩托羅拉、三星等智能手機大多采用的是Android系統(tǒng)。Android系統(tǒng)提供了的加速度傳感器和陀螺儀是基于硬件的傳感器，其中有三個傳感器即使基于硬件的也是基于軟件的傳感器。文章根據(jù)Android系統(tǒng)的五個傳感器技術的應用，進行了論述研究。

Android系統(tǒng)；移動設備；傳感器技術；應用研究

一、引言

隨著手機等移動設備的發(fā)展，人們對移動設備的要求不僅僅限于接打電話、QQ等傳統(tǒng)手機功能，要求智能手機具備更加完善強大的娛樂商務功能，目前傳統(tǒng)計算機的應用功能基本全部實現(xiàn)智能手機上。Android作為一種流行系統(tǒng)平臺，令人津津樂道的特性數(shù)不勝數(shù)，其中最為耀眼的是Android平臺的各種傳感器。

二、基于Android移動設備的傳感器技術概述

（一）Android平臺簡介

Android的中文翻譯是安卓，本來的意思是機器人，是Google公司基于Linux自由及開放代碼的操作系統(tǒng)，這種操作系統(tǒng)較好的整合應用軟件、用戶界面、操作系統(tǒng)和中間件，打造了一個移動終端開放完整的移動軟件，在2007年11月5日正式開發(fā)成功面試。Android（安卓）最初是由Andy Rubin開發(fā)的一種操作系統(tǒng)，主要支持的移動設備是手機。2005年8月，Google收購安卓并未安卓注資，2007在Google的領導下改良Android系統(tǒng)，使Android成為一種基于Linux自由及開放代碼的操作系統(tǒng)，除了支持智能手機還支持平板電腦等移動設備。Android是完全開放的操作系統(tǒng)，它的迅速發(fā)展使其發(fā)展趨勢趨向多元化，Google公司強大的互聯(lián)網(wǎng)功能和服務優(yōu)勢，Android的移動技術應用的前景非常美好。

（二）基于Android平臺傳感器概述

傳感器是被測量信號輸入的第一道關口，是傳感器系統(tǒng)中的元件組成部分，它包括載體和電路連接的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件，但是傳感器系統(tǒng)卻是組合某種信息處理能力元件的傳感器。傳感器是一種檢測裝置，是實現(xiàn)移動設備自動控制、自動檢測的前提裝置。Android平臺應用的傳感器技術有姿態(tài)傳感器技術、光電傳感器技術、磁場傳感器技術和加速度傳感器技術等諸多耀眼的傳感器技術，傳感器系統(tǒng)功能非常強大，為用戶提供了巨大的便利。

三、基于Android移動設備的傳感器技術應用

（一）基于Android移動設備的加速度傳感器技術應用

Android平臺的加速度傳感器是Android基于硬件的傳感器，它能夠有效的跟蹤手機、電腦等移動設備的運動狀況，在移動設備上應用普及，Android平臺的移動設備極少有不裝加速度傳感器的，這種加速度傳感器目前已經(jīng)成為移動應用不可分割的一部分，比如：三星、摩托羅拉、游戲平臺等諸多設備都采用這種加速度傳感器。雖說利用加速度傳感器特性已經(jīng)成為Android平臺開發(fā)移動應用的主流趨勢，但是加度度傳感器在開發(fā)應用過程中存在諸多問題。比如：重復勞動量大、設計方案通用性差和代碼復用率低等。針對加速度傳感器存在的這些問題，結合加速度傳感器的工作原理提出了相應的解決這些問題的通用設計方案，這個方案設計的目的是增強軟件的復用性、縮短應用的開發(fā)周期、提高開發(fā)加速度傳感器的效率。

1.Android加速度傳感器的工作原理

檢測物體運動加速度的變化，可以輕而易舉知道物體的運動狀態(tài)，Android加速度傳感器具有檢測移動設備在三維空間加速度的功能，可以通過知道移動設備的運動狀態(tài)獲取移動設備加速度傳感器的參數(shù)，以此控制三維空間中移動設備運動的方式。

2.Android平臺加速度傳感器的通用設計方案

影響加速度的因素有兩個，一個是加速度的大小一個是加速度的方向，這兩個因素都是由移動設備的運動狀態(tài)決定的。在設計Android平臺加速度傳感器的通用設計方案時，只需考慮移動設備移動的加速度大小和移動方向便可。Android平臺加速度傳感器的三維空間坐標系和移動設備平面繪圖坐標系的不同之處在于當手機等移動設備屏幕方向進行橫豎屏切換時，繪圖坐標系的方向隨著移動設備的屏幕方向旋轉(zhuǎn)，但是加速度傳感器坐標系的坐標軸方向卻保持不變。在加速度傳感器實際應用中，為了把加速度傳感器接收的加速度變化反映在移動設備的運動狀態(tài)上，必須切換加速度傳感器的坐標系方向使之與繪圖坐標系方向保持一致，這樣移動設備的屏幕會出現(xiàn)兩種狀態(tài)的顯示情況，坐標系處理方式存在差異，導致設計方案不能通用。在設計加速度傳感器的坐標系的方案時，可以將移動設備的屏幕方向固定橫或者豎屏，通過避免應用程序運行過程中移動設備屏幕方向的切換，簡化兩種坐標系方向轉(zhuǎn)換過程中的處理邏輯。這種簡化只需考慮一種坐標系變換處理的方式，解決了重復勞動量化大等問題，提高開發(fā)效率，但是需注意的是移動設備屏幕方向不同，坐標系變換處理的方式也不同。

（二）基于Android移動設備的光電傳感器技術應用

1.光電傳感器的工作原理

基于Android移動設備的光電傳感器的工作原理的基礎是光電效應，是被測量的移動設備的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，轉(zhuǎn)換成的光電信號通過光電傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件把它們變換成電信號。

2.光電傳感器的的應用

光電傳感器是應用光電元件作為檢測移動設備變化元件的傳感器，它包括光源、光電元件和光學通路三大部分，具有檢測反應快、可測量參數(shù)多、結構簡單、形式靈活多樣、非接觸和精度高等諸多優(yōu)點。經(jīng)常用在移動設備檢測、煙塵濁度檢測、帶型材料加工中的偏離正確位置大小和方向的檢測和包裝充填物高度檢測等領域。

四、結束語

文章先闡述了基于Android平臺的簡介、基于Android移動設備傳感器技術簡介，介紹了基于Android移動設備所具有的各種功能強大的傳感器，然后詳細論述了基于Android移動設備的加速度傳感器和光電傳感器。

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三亞市院地科技合作項目（2012YD39）；瓊州學院青年教師科研基金（QYQN201233）

楊偉（1976—），男，海南瓊海人，海南瓊州學院電子信息工程學院實驗師，研究方向：電子信息，通信技術。