12_Android的传感器系统.pdf

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1、 Android 的传感器系统 第一部分 传感器系统综述第二部分 传感器系统层次结构第三部分 传感器系统的硬件抽象层第四部分 传感器系统的使用Android 的传感器系统 第一部分 传感器系统综述 传感器（Sensor）系统可以让智能手机的功能更加丰富多彩，在 Android 系统中支持多种传感器。Android 的 Sensor 系统涉及了 Android 的各个层次。Android 系统支持多种传感器，有的传感器已经在 Android 的框架中使用，大多数传感器由应用程序来使用。第一部分 传感器系统综述8SENSOR_TYPE_PROXIMITYTYPE_PROXIMITY接近7SENSO

2、R_TYPE_TEMPERATURETYPE_TEMPERATURE温度6SENSOR_TYPE_PRESSURE TYPE_PRESSURE压力5SENSOR_TYPE_LIGHT TYPE_LIGHT光线（亮度）4SENSOR_TYPE_GYROSCOPETYPE_GYROSCOPE陀螺3SENSOR_TYPE_ORIENTATIONTYPE_ORIENTATION方向2SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELDTYPE_MAGNETIC_FIELD磁力域1SENSOR_TYPE_ACCELEROMETERTYPE_ACCELEROMETER加速度数值本地接口名称JAVA 中的名

3、称传感器 第一部分 传感器系统综述Sensors Hardware ModuleSensor DriverSensor Hardware InterfaceKernel SpaceNative FrameworkSensor JNI(android.hardware.SensorManager)Java FrameworkSensor DriverSensorManagerJAVA Sensor ClassSensorSensorEventSensorListenerSensorEventListener 第一部分 传感器系统综述 Sensor 系统的代码分布情况如下所示：1 Sensor 的

4、 JAVA 部分代码路径：frameworks/base/include/core/jave/android/hardware主要的代码为 Sensor*.java 2 Sensor 的 JNI 部分代码路径：frameworks/base/core/jniandroid_hardware_SensorManager.cpp3 Sensor 硬件层实现的接口头文件路径：hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h 第二部分 Sensor 系统层次结构 Android 的传感器系统从驱动程序层次到上层都有所涉及，传感器系统自下而上涉及到的各个层次

5、为：各种 Sensor 的内核中的驱动程序 Sensor 的硬件抽象层（硬件模块）Sensor 系统的 JNI Sensor 的 JAVA 类 JAVA 框架中对 Sensor 的使用 JAVA 应用程序对 Sensor 的使用 第二部分 Sensor 系统层次结构 Sensor 系统的 JNI 部分的函数列表：static JNINativeMethod gMethods=nativeClassInit,()V,(void*)nativeClassInit,sensors_module_init,()I,(void*)sensors_module_init,sensors_module_ge

6、t_next_sensor,(Landroid/hardware/Sensor;I)I,(void*)sensors_module_get_next_sensor,sensors_data_init,()I,(void*)sensors_data_init,sensors_data_uninit,()I,(void*)sensors_data_uninit,sensors_data_open,(Ljava/io/FileDescriptor;)I,(void*)sensors_data_open,sensors_data_close,()I,(void*)sensors_data_close,

7、sensors_data_poll,(FIJ)I,(void*)sensors_data_poll,;第二部分 传感器系统层次结构Sensor 模块的初始化函数 sensors_module_init()：static jintsensors_module_init(JNIEnv*env,jclass clazz)int err=0;sensors_module_t const*module;err=hw_get_module(SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,/打开 Sensor 的硬件模块 (const hw_module_t*)&module);if(err=0)sS

8、ensorModule=(sensors_module_t*)module;return err;第二部分 传感器系统层次结构 传感器系统的 JAVA 部分包含了以下几个文件：SensorManager.java：实现传感器系统核心的管理类 SensorManager Sensor.java：单一传感器的描述性文件 Sensor SensorEvent.java：表示传感器系统的事件类 SensorEvent SensorEventListener.java：传感器事件的监听者 SensorEventListener 接口 SensorListener.java：传感器的监听者 SensorL

9、istener 接口（不推荐使用）第二部分 传感器系统层次结构SensorManager 的主要的接口如下所示：public class SensorManager extends IRotationWatcher.Stub public Sensor getDefaultSensor(int type)/获得默认的传感器 public List getSensorList(int type)/获得传感器列表 public boolean registerListener(SensorEventListener listener,Sensor sensor,int rate,Handler h

10、andler)/注册传感器的监听者 void unregisterListener(SensorEventListener listener,Sensor sensor)/注销传感器的监听者 第二部分 传感器系统层次结构Sensor 的主要的接口如下所示：public class Sensor float getMaximumRange()/获得传感器最大的范围 String getName()/获得传感器的名称 float getPower()/获得传感器的耗能 float getResolution()/获得传感器的解析度 int getType()/获得传感器的类型 String get

11、Vendor()/获得传感器的 Vendor int getVersion()/获得传感器的版本 Sensor 类的初始化在 SensorManager 的 JNI 代码中实现，在SensorManager.java 维护了一个 Sensor 的列表。第二部分 传感器系统层次结构 SensorEvent 类比较简单，实际上是 Sensor 类加上了数值（values），精度（accuracy），时间戳（timestamp）等内容。SensorEventListener 接口描述了 SensorEvent 的监听者内容如下所示：public interface SensorEventListen

12、er public void onSensorChanged(SensorEvent event);public void onAccuracyChanged(Sensor sensor,int accuracy);第三部分 Sensor 的硬件抽象层 hardware/libhardware/include/hardware/目录中的 sensors.h 是Android 传感器系统硬件层的接口。Sensor 模块的定义如下所示：struct sensors_module_t struct hw_module_t common;int(*get_sensors_list)(struct se

13、nsors_module_t*module,struct sensor_t const*list);typedef struct int sensor;/*sensor 标识符*/union sensors_vec_t vector;/*x,y,z 矢量*/sensors_vec_t orientation;/*加速度（单位：度）*/sensors_vec_t acceleration;/*加速度（单位：m/s2）*/sensors_vec_t magnetic;/*磁矢量（单位：uT）*/float temperature;/*温度（单位：摄氏度）*/;int64_t time;/*时间（单

14、位：nanosecond）*/uint32_t reserved;sensors_data_t;sensors_data_t 表示传感器的数据：第三部分 Sensor 的硬件抽象层 Sensor 的控制设备和数据设备：struct sensors_control_device_t struct hw_device_t common;native_handle_t*(*open_data_source)(struct sensors_control_device_t*dev);int(*activate)(struct sensors_control_device_t*dev,int handl

15、e,int enabled);int(*set_delay)(struct sensors_control_device_t*dev,int32_t ms);int(*wake)(struct sensors_control_device_t*dev);struct sensors_data_device_t struct hw_device_t common;int(*data_open)(struct sensors_data_device_t*dev,native_handle_t*nh);int(*data_close)(struct sensors_data_device_t*dev

16、);int(*poll)(struct sensors_data_device_t*dev,sensors_data_t*data);第三部分 传感器的硬件抽象层 sensor_t 表示一个传感器的描述性定义：struct sensor_t const char*name;/*传感器的名称*/const char*vendor;/*传感器的 vendor*/int version;/*传感器的版本*/int handle;/*传感器的句柄*/int type;/*传感器的类型*/float maxRange;/*传感器的最大范围*/float resolution;/*传感器的辨析率*/flo

17、at power;/*传感器的耗能（估计值，mA 单位）*/void*reserved9;第三部分 Sensor 的硬件抽象层 Android 中为仿真器提供了一个为 Sensor 硬件抽象层的示例实现，它本身具有实际的功能，可以作为实际系统的传感器的硬件抽象层的示例。这部分代码如下所示：development/emulator/sensors 第三部分 传感器系统的硬件抽象层 Sensor 的硬件抽象层实现的要点：传感器的硬件抽象层可以支持多个传感器，需要构建一个sensor_t 类型的数组。传感器控制设备和数据设备结构，可能被扩展。传感器在 Linux 内核的驱动程序，很可能使用 misc

18、 驱动的程序，这时需要在控制设备开发的时候，同样使用 open()打开传感器的设备节点。传感器数据设备 poll 是实现的重点，需要在传感器没有数据变化的时候实现阻塞，在数据变化的时候返回，根据驱动程序的情况可以使用 poll()，read()或者 ioctl()等接口来实现。sensors_data_t 数据结构中的数值，是最终传感器传出的数据，在传感器的硬件抽象层中，需要构建这个数据。第四部分 传感器系统的使用传感器系统使用的几个方面：JAVA 框架的 OrientationEventListener 类 JAVA 框架的 ApplicationContext 应用程序的 AndroidManifest.xml 设置方向 调用传感器系统接口 第四部分 传感器系统的使用Java FrameworkSensorManagerJAVA Sensor ClassSensorSensorEventSensorListenerSensorEventListenerJava ApplicationOrientationEventListener ApplicationContextAndroidManifest.xmlActivity:screenOrientationCalling/Listener 谢谢！