Android中的11種傳感器

在Android2.3 gingerbread系統中，google提供了11種傳感器供應用層使用。

? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 #define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1 //加速度 #define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 //磁力 #define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3 //方向 #define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4 //陀螺儀 #define SENSOR_TYPE_LIGHT 5 //光線感應 #define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6 //壓力 #define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 //溫度 #define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8 //接近 #define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9 //重力 #define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10//線性加速度 #define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11//旋轉矢量

我們依次看看這十一種傳感器

1 加速度傳感器

加速度傳感器又叫G-sensor，返回x、y、z三軸的加速度數值。

該數值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。

將手機平放在桌面上，x軸默認為0，y軸默認0，z軸默認9.81。

將手機朝下放在桌面上，z軸為-9.81。

將手機向左傾斜，x軸為正值。

將手機向右傾斜，x軸為負值。

將手機向上傾斜，y軸為負值。

將手機向下傾斜，y軸為正值。

加速度傳感器可能是最為成熟的一種mems產品，市場上的加速度傳感器種類很多。

手機中常用的加速度傳感器有BOSCH（博世）的BMA系列，AMK的897X系列，ST的LIS3X系列等。

這些傳感器一般提供±2G至±16G的加速度測量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數據精度小於16bit。

2 磁力傳感器

磁力傳感器簡稱為M-sensor，返回x、y、z三軸的環境磁場數據。

該數值的單位是微特斯拉（micro-Tesla），用uT表示。

單位也可以是高斯（Gauss），1Tesla=10000Gauss。

硬件上一般沒有獨立的磁力傳感器，磁力數據由電子羅盤傳感器提供（E-compass）。

電子羅盤傳感器同時提供下文的方向傳感器數據。

3 方向傳感器

方向傳感器簡稱為O-sensor，返回三軸的角度數據，方向數據的單位是角度。

為了得到精確的角度數據，E-compass需要獲取G-sensor的數據，

經過計算生產O-sensor數據，否則只能獲取水平方向的角度。

方向傳感器提供三個數據，分別為azimuth、pitch和roll。

azimuth：方位，返回水平時磁北極和Y軸的夾角，范圍為0°至360°。

0°=北，90°=東，180°=南，270°=西。

pitch：x軸和水平面的夾角，范圍為-180°至180°。

當z軸向y軸轉動時，角度為正值。

roll：y軸和水平面的夾角，由於歷史原因，范圍為-90°至90°。

當x軸向z軸移動時，角度為正值。

電子羅盤在獲取正確的數據前需要進行校准，通常可用8字校准法。

8字校准法要求用戶使用需要校准的設備在空中做8字晃動，

原則上盡量多的讓設備法線方向指向空間的所有8個象限。

手機中使用的電子羅盤芯片有AKM公司的897X系列，ST公司的LSM系列以及雅馬哈公司等等。

由於需要讀取G-sensor數據並計算出M-sensor和O-sensor數據，

因此廠商一般會提供一個後台daemon來完成工作，電子羅盤算法一般是公司私有產權。

4 陀螺儀傳感器

陀螺儀傳感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三軸的角加速度數據。

角加速度的單位是radians/second。

根據Nexus S手機實測：

水平逆時針旋轉，Z軸為正。

水平逆時針旋轉，z軸為負。

向左旋轉，y軸為負。

向右旋轉，y軸為正。

向上旋轉，x軸為負。

向下旋轉，x軸為正。

ST的L3G系列的陀螺儀傳感器比較流行，iphone4和google的nexus s中使用該種傳感器。

5 光線感應傳感器

光線感應傳感器檢測實時的光線強度，光強單位是lux，其物理意義是照射到單位面積上的光通量。

光線感應傳感器主要用於Android系統的LCD自動亮度功能。

可以根據采樣到的光強數值實時調整LCD的亮度。

6 壓力傳感器

壓力傳感器返回當前的壓強，單位是百帕斯卡hectopascal（hPa）。

7 溫度傳感器

溫度傳感器返回當前的溫度。

8 接近傳感器

接近傳感器檢測物體與手機的距離，單位是厘米。

一些接近傳感器只能返回遠和近兩個狀態，

因此，接近傳感器將最大距離返回遠狀態，小於最大距離返回近狀態。

接近傳感器可用於接聽電話時自動關閉LCD屏幕以節省電量。

一些芯片集成了接近傳感器和光線傳感器兩者功能。

下面三個傳感器是Android2新提出的傳感器類型，目前還不太清楚有哪些應用程序使用。

9 重力傳感器

重力傳感器簡稱GV-sensor，輸出重力數據。

在地球上，重力數值為9.8，單位是m/s^2。

坐標系統與加速度傳感器相同。

當設備復位時，重力傳感器的輸出與加速度傳感器相同。

10 線性加速度傳感器

線性加速度傳感器簡稱LA-sensor。

線性加速度傳感器是加速度傳感器減去重力影響獲取的數據。

單位是m/s^2，坐標系統與加速度傳感器相同。

加速度傳感器、重力傳感器和線性加速度傳感器的計算公式如下：

加速度 = 重力 + 線性加速度

11 旋轉矢量傳感器

旋轉矢量傳感器簡稱RV-sensor。

旋轉矢量代表設備的方向，是一個將坐標軸和角度混合計算得到的數據。

RV-sensor輸出三個數據：

x*sin(theta/2)

y*sin(theta/2)

z*sin(theta/2)

sin(theta/2)是RV的數量級。

RV的方向與軸旋轉的方向相同。

RV的三個數值，與cos(theta/2)組成一個四元組。

RV的數據沒有單位，使用的坐標系與加速度相同。

舉例：

? 1 2 3 4 sensors_event_t.data[0] = x*sin(theta/2) sensors_event_t.data[1] = y*sin(theta/2) sensors_event_t.data[2] = z*sin(theta/2) sensors_event_t.data[3] = cos(theta/2)

GV、LA和RV的數值沒有物理傳感器可以直接給出，

需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經過算法計算後得出。

算法一般是傳感器公司的私有產權。