Современный смартфон уже сложно назвать просто компьютером, ведь он умеет гораздо больше своего стационарного предка: и температуру может измерить, и высоту над уровнем моря подсказать, и влажность воздуха определить, а если вдруг забудешь свою ориентацию в пространстве или силу тяжести потеряешь — все исправит. А помогают ему в этом, как ты уже, наверное, догадался, датчики aka сенсоры. Сегодня мы познакомимся с ними поближе, а заодно и проверим, действительно ли мы находимся на Земле. 😉
 

Датчики всякие нужны!

Для работы с аппаратными датчиками, доступными в устройствах под управлением Android, применяется класс SensorManager, ссылку на который можно получить с помощью стандартного метода getSystemService:

SensorManager sensorManager = (SensorManager)getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);

Чтобы начать работать с датчиком, нужно определить его тип. Удобнее всего это сделать с помощью класса Sensor, так как в нем уже определены все типы сенсоров в виде констант. Рассмотрим их подробнее:

  • Sensor.TYPE_ACCELEROMETER — трехосевой акселерометр, возвращающий ускорение по трем осям (в метрах в секунду в квадрате). Связанная система координат представлена на рис. 1.
  • Sensor.TYPE_LIGHT — датчик освещенности, возвращающий значение в люксах, обычно используется для динамического изменения яркости экрана. Также для удобства степень освещенности можно получить в виде характеристик — «темно», «облачно», «солнечно» (к этому мы еще вернемся).
  • Sensor.TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE — термометр, возвращает температуру окружающей среды в градусах Цельсия.
  • Sensor.TYPE_PROXIMITY — датчик приближенности, который сигнализирует о расстоянии между устройством и пользователем (в сантиметрах). Когда в момент разговора гаснет экран — срабатывает именно этот датчик. На некоторых девайсах возвращается только два значения: «далеко» и «близко».
  • Sensor.TYPE_GYROSCOPE — трехосевой гироскоп, возвращающий скорость вращения устройства по трем осям (радиан в секунду).
  • Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD — магнитометр, определяющий показания магнитного поля в микротеслах (мкТл) по трем осям (имеется в смартфонах с аппаратным компасом).
  • Sensor.TYPE_PRESSURE — датчик атмосферного давления (по-простому — барометр), который возвращает текущее атмосферное давление в миллибарах (мбар). Если немного вспомнить физику, то, используя значение этого датчика, можно легко вычислить высоту (а ежели вспоминать ну никак не хочется, можно воспользоваться готовым методом getAltitude из объекта SensorManager).
  • Sensor.TYPE_RELATIVE_HUMIDITY — датчик относительной влажности в процентах. Кстати, совместное применение датчиков относительной влажности и давления позволяет предсказывать погоду — конечно, если выйти на улицу. 😉
  • Sensor.TYPE_STEP_COUNTER (с API 19) — счетчик шагов с момента включения устройства (обнуляется только после перезагрузки).
  • Sensor.TYPE_MOTION_DETECT (с API 24) — детектор движения смартфона. Если устройство находится в движении от пяти до десяти секунд, возвращает единицу (по всей видимости, задел для аппаратной функции «антивор»).
  • Sensor.TYPE_HEART_BEAT (с API 24) — детектор биения сердца.
  • Sensor.TYPE_HEART_RATE (с API 20) — датчик, возвращающий пульс (ударов в минуту). Этот датчик примечателен тем, что требует явного разрешения android.permission.BODY_SENSORS в манифесте.
Рис. 1. Система координат датчиков
Рис. 1. Система координат датчиков

Перечисленные датчики являются аппаратными и работают независимо друг от друга, часто без всякой фильтрации или нормализации значений. «Для облегчения жизни разработчиков»™ Google ввела несколько так называемых виртуальных сенсоров, которые предоставляют более упрощенные и точные результаты.

Например, датчик Sensor.TYPE_GRAVITY пропускает показания акселерометра через низкочастотный фильтр и возвращает текущие направление и величину силы тяжести по трем осям, а Sensor.TYPE_LINEAR_ACCELERATION использует уже высокочастотный фильтр и получает показатели ускорения по трем осям (без учета силы тяжести).

WWW

Исчерпывающее описание всех датчиков доступно по ссылке.

При разработке приложения, эксплуатирующего показания сенсоров, вовсе не обязательно бегать по улице или прыгать в воду с высокой скалы, так как эмулятор, входящий в поставку Android SDK, умеет передавать приложению любые отладочные значения (рис. 2–3).

Рис. 2. Крутим и кидаем
Рис. 2. Крутим и кидаем

Рис. 3. Нагреваем и сдавливаем
Рис. 3. Нагреваем и сдавливаем

 

Ищем датчики

Чтобы узнать, какие сенсоры есть в смартфоне, следует использовать метод getSensorList объекта SensorManager:

List<Sensor> sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);

Полученный список будет включать все поддерживаемые датчики: как аппаратные, так и виртуальные (рис. 4). Более того, некоторые из них будут иметь различные независимые реализации, отличающиеся количеством потребляемой энергии, задержкой, рабочим диапазоном и точностью.

Для получения списка всех доступных датчиков конкретного типа необходимо указать соответствующую константу. Например, код

List<Sensor> pressureList = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_PRESSURE);

вернет все доступные барометрические датчики. Причем аппаратные реализации окажутся в начале списка, а виртуальные — в конце (правило действует для всех типов датчиков).

Рис. 4. Датчики смартфона среднего ценового диапазона
Рис. 4. Датчики смартфона среднего ценового диапазона

Чтобы получить реализацию датчика по умолчанию (такие датчики хорошо подходят для стандартных задач и сбалансированы в плане энергопотребления), используется метод getDefaultSensor:

Sensor defPressureSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);

Если для заданного типа датчика существует аппаратная реализация, по умолчанию будет возвращена именно она. Когда нужного варианта нет, в дело вступает виртуальная версия, ну а если, увы, ничего подходящего в девайсе не окажется, getDefaultSensor вернет null .

О том, как самолично выбирать реализацию датчиков по критериям, написано во врезке, мы же плавно двигаемся дальше.

 

Снимаем показания

Чтобы получать события, генерируемые датчиком, необходимо зарегистрировать реализацию интерфейса SensorEventListener с помощью того же SensorManager. Звучит сложновато, но на практике реализуется одной строчкой:

Sensor defPressureSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);
sensorManager.registerListener(workingSensorEventListener, defPressureSensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);

Здесь мы полученный ранее барометр по умолчанию регистрируем с помощью метода registerListener, передавая в качестве второго параметра сенсор, а в качестве третьего — частоту обновления данных.

В классе SensorManager определены четыре статические константы, определяющие частоту обновления:

  • SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST — максимальная частота обновления данных;
  • SensorManager.SENSOR_DELAY_GAME — частота, обычно используемая в играх, поддерживающих гироскоп;
  • SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL — частота обновления по умолчанию;
  • SensorManager.SENSOR_DELAY_UI — частота, подходящая для обновления пользовательского интерфейса.

Нужно сказать, что, указывая частоту обновления, не стоит ожидать, что она будет строго соблюдаться. Как показывает практика, данные от сенсора могут приходить как быстрее, так и медленнее.

Оставшийся нерассмотренным первый параметр представляет собой реализацию интерфейса SensorEventListener, где мы наконец-то получим конкретные цифры:

private final SensorEventListener workingSensorEventListener = new SensorEventListener() {

    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
    }

    public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
        // Получаем атмосферное давление в миллибарах
        double pressure = event.values[0];
    }
};

В метод onSensorChanged передается объект SensorEvent, описывающий все события, связанные с датчиком: event.sensor — ссылка на датчик, event.accuracy — точность значения датчика (см. ниже), event.timestamp — время возникновения события в наносекундах и, самое главное, массив значений event.values. Для датчика давления передается только один элемент, тогда как, например, для акселерометра предусмотрено сразу три элемента для каждой из осей. В следующих разделах мы рассмотрим примеры работы с различными датчиками.

Метод onAccuracyChanged позволяет отслеживать изменение точности передаваемых значений, определяемой одной из констант: SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW — низкая точность, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM — средняя точность, возможна калибровка, SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH — высокая точность, SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE — данные недостоверны, нужна калибровка.

После того как отпадает необходимость работы с датчиком, следует отменить регистрацию:

sensorManager.unregisterListener(workingSensorEventListener);
 

Меряем давление и высоту

Весь код для работы с датчиком давления мы уже написали в предыдущем разделе, получив в переменной pressure вполне себе значение атмосферного давления в миллибарах.

Продолжение доступно только участникам

Вариант 1. Присоединись к сообществу «Xakep.ru», чтобы читать все материалы на сайте

Членство в сообществе в течение указанного срока откроет тебе доступ ко ВСЕМ материалам «Хакера», позволит скачивать выпуски в PDF, отключит рекламу на сайте и увеличит личную накопительную скидку! Подробнее

Вариант 2. Открой один материал

Заинтересовала статья, но нет возможности стать членом клуба «Xakep.ru»? Тогда этот вариант для тебя! Обрати внимание: этот способ подходит только для статей, опубликованных более двух месяцев назад.


  • Подпишись на наc в Telegram!

    Только важные новости и лучшие статьи

    Подписаться

    • Открыть комментарии
    Подписаться
    Уведомить о
    0 комментариев
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии