基于Android智能手機的方向傳感器應(yīng)用開發(fā)

陳三清+張靖

摘要：傳感器的應(yīng)用是智能手機的一大亮點，方向傳感器在Android手機上有著重要的應(yīng)用。文章首先介紹了Android傳感器系統(tǒng)架構(gòu)和方向傳感器的特點，然后論述了Android方向傳感器應(yīng)用開發(fā)的要素，如傳感器應(yīng)用開發(fā)主要的類和接口及方向傳感器定位的基本原理，重點講述了簡易指南針程序的開發(fā)步驟及要點，最后給出了程序測試的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：Android；方向傳感器；指南針

隨著智能手機的廣泛使用，基于智能手機的應(yīng)用也層出不窮，許多基于手機硬件或傳感器芯片的手機APP受到了人們的熱愛和追捧。比如基于GPS芯片的定位與地圖服務(wù)幾乎就是智能手機的標準功能，基于光線傳感器的智能手機是隨環(huán)境光線強弱自動改變屏幕亮度的，而基于陀螺儀傳感器的無人機飛控APP，基于加速傳感器的人體計步器APP，基于方向傳感器的手機游戲應(yīng)用等是當前Andrmd應(yīng)用開發(fā)的熱門方向。本文專門針對Android方向傳感器特點進行分析，在此基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用程序。

1Android傳感器基礎(chǔ)

1.1Android傳感器系統(tǒng)架構(gòu)

現(xiàn)在的智能手機不僅是信息的載體，也是許多傳感器設(shè)備的載體，像重力傳感器、磁場傳感器、光線傳感器、陀螺儀傳感器等傳感設(shè)備極大地增強了智能手機的用戶體驗[1]。一般傳感器系統(tǒng)會主動對上層報告?zhèn)鞲衅骶群蛿?shù)

據(jù)的變化，并且提供了設(shè)置傳感器精度的接口，這些接口可以在Java應(yīng)用和Java框架中使用。Android平臺下傳感器系統(tǒng)的基本層次結(jié)構(gòu)[2]如圖1所示。

Android傳感器系統(tǒng)架構(gòu)從上到下依次是Java應(yīng)用層、Java對傳感器的應(yīng)用開發(fā)框架層、傳感器硬件抽象層及傳感器硬件層，其中Sensor的Java類屬于應(yīng)用開發(fā)框架層，此部分對應(yīng)的實現(xiàn)文件是Sensor*Java；傳感器系統(tǒng)的JNI部分提供了對類Android.hardware.Sensor.Manage的本地支持，在Andrmd平臺下基于傳感器的應(yīng)用程序開發(fā)一般要使用應(yīng)用開發(fā)層的相關(guān)的類和接口。

1.2Android方向傳感器的特點

方向傳感器（Sensor.TYPE_ORIENTATION）又稱姿態(tài)傳感器，方向傳感器通過對力每I感的傳感器，感受手機等設(shè)備在變換姿勢時重心變化，使手機等設(shè)備光標變化位置，從而實現(xiàn)選擇的功能。方向傳感器是Android平臺提供的用于判別設(shè)備位置的傳感器之一，事實上，磁場傳感器屬于硬件傳感器，方向傳感器屬于軟件傳感器，其數(shù)據(jù)是通過加速度傳感器和磁場傳感器共同獲得的，通過方向傳感器獲取的數(shù)據(jù)可以方便快捷地進行數(shù)據(jù)應(yīng)用和展示。

2Android方向傳感器應(yīng)用開發(fā)的要素

2.1ASF簡介

所謂ASF就是AndroidSDK提供的Androidsensorframework（Android傳感器框架），其作用是用來訪問當前Android設(shè)備內(nèi)置的傳感器，幫助完成各種與傳感器有關(guān)的任務(wù)。例如：確定當前Android手機支持什么類型的傳感器，支持的傳感器硬件信息以及測量范圍、精度等方面的信息；獲取傳感器傳回來的數(shù)據(jù)以及定義傳感器回傳的數(shù)據(jù)的精度；注冊和注銷傳感器事件監(jiān)聽器，這些監(jiān)聽器用于監(jiān)聽傳感器的變化，通常從傳感器回傳的數(shù)據(jù)需要利用這些監(jiān)聽器完成。

2.2ASF的主要類和接口

Andrcnd傳感器應(yīng)用開發(fā)一般要用到下面的類和接口[3]。

2.2.1SensorManager類

SensorManager類是系統(tǒng)中所有傳感器的管理類，通過該類實例獲得對傳感器的管理服務(wù)，包括訪問和列表所有傳感器，注冊和注銷傳感器服務(wù)等。

2.2.2Sensor類

Sensor類定義了傳感器服務(wù)的類型，如Sensor.TYPE_GRAVITY定義的是重力傳感器，Sensor.TYPE_TEMPERATURE定義的是溫度傳感器，而Sensor.TYPE_

ORIENTATION定義的是方向傳感器，在編程時由此可判斷是何種類型的傳感器傳送的數(shù)據(jù)。

2.2.3SensorEvent類

SensorEvent類是對傳感器事件的描述，提供傳感器事件相關(guān)的信息，比如傳感器類型、傳感器數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)精度等等信息。

2.2.4SensoriEventListener接口

SensorEventListener接口用于傳感器數(shù)據(jù)對編程開發(fā)者的回調(diào)，使用該接口的回調(diào)方法獲得傳感器的數(shù)據(jù)和狀

2.3方向傳感器定位的基本原理

方向傳感器屬于位置類傳感器，通過該類傳感器可以感應(yīng)手機的地理坐標，并且反饋給用戶。方向傳感器主要通過感應(yīng)手機方位的變化來捕獲3個方位的參數(shù)，即手機沿X軸、Y軸和Z軸轉(zhuǎn)過的角度（見圖2）[4-6]。

然后可以通過Sensor類的size（）和getName（）方法獲得所支持傳感器總的個數(shù)及傳感器設(shè)備名稱，或使用getVendor（）獲得傳感器供應(yīng)商信息，使用getVersion（）取得設(shè)備版本信息等。

3.2傳感器服務(wù)的注冊

一般地，傳感器服務(wù)要隨著程序狀態(tài)的變化而變化。在本例中，利用Activity實現(xiàn)程序界面時，在重寫onResume（）方法時，可在其中啟用傳感器服務(wù)：

@Override

protected void onResume0 {

super.onResume0；

List sensorsList = sManager.

getSensorList（Sensor.TYPE_ ORIENTATION）；

if （sensorsList.size0 > 0） {

sManager.registerListener（this， sensorsList.get（0），

SensorManager. SENSOR DELAY_GAME）；//注冊方向傳感器，并設(shè)置傳感器采樣方式SENSOR DELAY_GAME}

為了降低功耗，在退出應(yīng)用或鎖屏等操作時，應(yīng)關(guān)閉傳感器服務(wù)，此時可在Activity處在暫停或停止狀態(tài)時注銷服

務(wù)，如下在onPause0方法中注銷傳感器服務(wù)：

@Override

protected void onPause（）{

super.onPause（）；

sManager.unregisterListener（this）；

}

3.3 SensorEventListener接口的實現(xiàn)及指向方位旋轉(zhuǎn)的實現(xiàn)

要使用傳感器的數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，就必須要實現(xiàn)SensorEventListener接口，通過其回調(diào)方法的參數(shù)獲得，有兩個方法：

public void onAccuracyChanged（Sensor sensor. int

accuracy）；

public void onSensorChanged（SensorEvent event）；

其中，第一個方法是傳感器設(shè)備的精度產(chǎn)生變化時回調(diào)：第2個方法是傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)產(chǎn)生生變化時回調(diào)。在設(shè)計本例程序時只需第2個方法，通過SensorEvent類的參數(shù)event獲得傳感器狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息。通過event.values[0]獲得沿Z軸旋轉(zhuǎn)角度，再使對指南針圖片獲得相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，以下是實現(xiàn)的關(guān)鍵代碼[1]：

@Override

public void onSensorChanged（SensorEvent event）{

int sensorType=event.sensor.getType（）；//獲取觸發(fā)

event的傳感器類型

switch（sensorType）{

case Sensor.TYPE ORIENTATION：

tvl.setText（“手機沿Z軸轉(zhuǎn)過的角度為：”+event.

values[0]）；

tv2.setText（

values[l]）；

tv3.setText（

values[2]）；

“手機沿Y軸轉(zhuǎn)過的角度為：”+event.

“手機沿X軸轉(zhuǎn)過的角度為：”+event.

float degree=event.values[0]；∥獲取z軸轉(zhuǎn)過的角度

RotateAnimation ra=new RotateAnimation

（currentDegree：degree，

Anirnation.RELATIVE__TO_SELF，0.5f，Animation.

RELATIVE TO_SELF，0.5f）；

//穿件旋轉(zhuǎn)動畫

ra.setDuration（300）；//動畫持續(xù)時間

image.startAnimation（ra）；

currentDegree=-degree；

break；）

}

4運行結(jié)果及分析

程序測試運行結(jié)果，手機水平放置時約“正北”和“正南”時的情況如圖3—4所示，由于指南針所需確定方位的數(shù)據(jù)只需event.values[0]，所以只需關(guān)注“手機沿Z軸轉(zhuǎn)過的角度”；再者設(shè)置傳感器采樣速率較快，顯示數(shù)據(jù)是十分靈敏的，因而截圖顯示的數(shù)值在“標準”數(shù)值附近，不是嚴格準確的；event.values[0]的范圍是0?360，故顯示350?359之間的數(shù)值時，也大約處在“正北”的位置，其他情況類似判斷。

[參考文獻]

[1]尹邦杰，黃曉瑩.淺析Android手機傳感器機制及應(yīng)用設(shè)計舉例[J].計算機光盤軟件與應(yīng)用，2013（5）：148.

[2]孫廣宇，張玲玲.Android物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)從入門到實戰(zhàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016.

[3]REDOWU.如何獲取Android設(shè)備所支持的傳感器種類[EB/OL].（2016-09-12）[2017-09-25]_http：//blog.csdn.net/redoq/article/details/52515123.

[4]張舒.基于Android平臺的無線傳感器應(yīng)用層開發(fā)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2012.

[5]田志貢，阮國慶，石峰.手機游戲開發(fā)中Android傳感器的應(yīng)用研究[J].無線互聯(lián)科技，2015（7）：123-124.

[6]蔡澤江，唐國純.基于Android傳感器技術(shù)的游戲開發(fā)應(yīng)用[J].軟件，2014（9）：38-42.endprint