12_Android的传感器系统

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7SENSOR_TYPE_TEMPERATURETYPE_TEMPERATURE温度6SENSOR_TYPE_PRESSURETYPE_PRESSURE压力5SENSOR_TYPE_LIGHTTYPE_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中的名称传感器第一部分传感器系统综述SensorsHardwareModuleSensorDriverSensorHardwareInterfaceKernelSpaceNativeFrameworkSensorJNI(android.hardware.SensorManager)JavaFrameworkSensorDriverSensorManagerJAVASensorClassSensorSensorEventSensorListenerSensorEventListener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JAVA部分代码路径：frameworks/base/include/core/jave/android/hardware主要的代码为Sensor*.java2．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：staticJNINativeMethodgMethods[]={{nativeClassInit,()V,(void*)nativeClassInit},{sensors_module_init,()I,(void*)sensors_module_init},{sensors_module_get_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},{sensors_data_poll,([F[I[J)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()：staticjintsensors_module_init(JNIEnv*env,jclassclazz){interr=0;sensors_module_tconst*module;err=hw_get_module(SENSORS_HARDWARE_MODULE_ID,//打开Sensor的硬件模块(consthw_module_t**)&module);if(err==0)sSensorModule=(sensors_module_t*)module;returnerr;}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SensorListener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：publicclassSensorManagerextendsIRotationWatcher.Stub{publicSensorgetDefaultSensor(inttype){//获得默认的传感器}publicListSensorgetSensorList(inttype){//获得传感器列表}publicbooleanregisterListener(SensorEventListenerlistener,Sensorsensor,intrate,Handlerhandler){//注册传感器的监听者}voidunregisterListener(SensorEventListenerlistener,Sensorsensor){//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：publicclassSensor{floatgetMaximumRange(){//获得传感器最大的范围}StringgetName(){//获得传感器的名称}floatgetPower(){//获得传感器的耗能}floatgetResolution(){//获得传感器的解析度}intgetType(){//获得传感器的类型}StringgetVendor(){//获得传感器的Vendor}intgetVersion(){//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：publicinterfaceSensorEventListener{publicvoidonSensorChanged(SensorEventevent);publicvoidonAccuracyChanged(Sensorsensor,intaccuracy);}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：structsensors_module_t{structhw_module_tcommon;int(*get_sensors_list)(structsensors_module_t*module,structsensor_tconst**list);};typedefstruct{intsensor;/*sensor标识符*/union{sensors_vec_tvector;/*x,y,z矢量*/sensors_vec_torientation;/*加速度（单位：度）*/sensors_vec_tacceleration;/*加速度（单位：m/s^2）*/sensors_vec_tmagnetic;/*磁矢量（单位：uT）*/floattemperature;/*温度（单位：摄氏度）*/};int64_ttime;/*时间（单位：nanosecond）*/uint32_treserved;}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：structsensors_control_device_t{structhw_device_tcommon;native_handle_t*(*open_data_source)(structsensors_control_device_t*dev);int(*activate)(structsensors_control_device_t*dev,inthandle,intenabled);int(*set_delay)(structsensors_control_device_t*dev,int32_tms);int(*wake)(structsensors_control_device_t*dev);};structsensors_data_device_t{structhw_device_tcommon;int(*data_open)(structsensors_data_device_t*dev,native_handle_t*nh);int(*data_close)(structsensors_data_device_t*dev);int(*poll)(structsensors_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：structsensor_t{constchar*name;/*传感器的名称*/constchar*vendor;/*传感器的vendor*/intversion;/*传感器的版本*/inthandle;/*传感器的句柄*/inttype;/*传感器的类型*/floatmaxRange;/*传感器的最大范围*/floatresolution;/*传感器的辨析率*/floatpower;/*传感器的耗能（估计值，mA单位）*/void*reserved[9];}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