Android Sensor(传感器)

      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 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" />    </Linearlayout> 

3、mainActivity.java的内容如下：

   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;                             }                     }                 }     }   

 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：   

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：

  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：

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。