从这篇文章开始，主要记录android 传感器相关的知识：

这是这个系列的第一篇，主要讲解android 主要的传感器，以及方向传感器详解。

一：传感器基础

官网上我们看到，android中涉及的传感器主要有

1：Motion sensors

这些传感器沿三个轴测量加速力和旋转力。此类别包括加速度计，重力传感器，陀螺仪和旋转矢量传感器。

2：Position sensors

这些传感器测量各种环境参数，例如环境空气温度和压力，照明和湿度。此类别包括气压计，光度计和温度计。

3:Environment sensrs

这些传感器测量设备的物理位置。此类别包括方向传感器和磁力计。

下面这个截图是android平台支持的传感器类型。

传感器部分主要用到几个类： 1：sensor 2：sensorManager 3：SensorEvent 4：SensorEventListener

我们先通过sensorManger获取下android设备支持的sensor列表，同时熟悉下对应的方法。

第一步：获取传感器管理对象。

 manager= (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);

第二步：获取所有支持的sensor

 // 得到设备支持的所有传感器的ListsensorList = mSensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);

第三步：编写adapter，展示。这里展示的sensor的name属性。

这里我是在模拟器运行的。4.4的设备，所以支持的较少。

二：方向传感器

这一部分具体介绍传感器的方向传感器。

具体对应的就是

我们通过TYPE_ORIENTATION来获取方向传感器对象，具体获取方法如下：

   //获取传感器管理对象manager= (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);//获取方向传感器orientationSensor=manager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ORIENTATION);

获取到对象后，我们需要在onresume()方法中注册监听事件，在onpause()中解除监听。

  protected void onResume() {super.onResume();if (orientationSensor!=null){//三个参数分别是SensorEventListener，sensor，速率manager.registerListener(this,orientationSensor,SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);}}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();if (manager!=null){manager.unregisterListener(this);}}

注册监听时第三个参数指的是延迟时间：有四种类型

 /** get sensor data as fast as possible */public static final int SENSOR_DELAY_FASTEST = 0;/** rate suitable for games */public static final int SENSOR_DELAY_GAME = 1;/** rate suitable for the user interface  */public static final int SENSOR_DELAY_UI = 2;/** rate (default) suitable for screen orientation changes */public static final int SENSOR_DELAY_NORMAL = 3;

查看源码，我们可以得到每个类型对应的延迟时间。

private static int getDelay(int rate) {int delay = -1;switch (rate) {case SENSOR_DELAY_FASTEST:delay = 0;break;case SENSOR_DELAY_GAME:delay = 20000;break;case SENSOR_DELAY_UI:delay = 66667;break;case SENSOR_DELAY_NORMAL:delay = 200000;break;default:delay = rate;break;}return delay;}

具体的数据在SensorEventListener的返回方法中，下面是对应的方法。

根据SensorEvent.values获取返回的数据，我们可以看到返回的是一个数组。

//当有新的传感器事件时调用 @Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {float[] values = event.values;StringBuilder sb=new StringBuilder();sb.append("z轴:"+values[0]+"\n");sb.append("x轴:"+values[1]+"\n");sb.append("y轴:"+values[2]+"\n");binding.tvValue.setText("旧API：\n"+sb.toString());}//当已注册传感器的精度发生变化时调用@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}

运行下看下结果：

当我们使用TYPE_ORIENTATION时，会发现这是个已经过时的方法，那最新的获取设备方向的方法是什么呢？

 /*** A constant describing an orientation sensor type.* <p>See {@link android.hardware.SensorEvent#values SensorEvent.values}* for more details.** @deprecated use {@link android.hardware.SensorManager#getOrientation*             SensorManager.getOrientation()} instead.*/@Deprecatedpublic static final int TYPE_ORIENTATION = 3;

查看源码我们发现，官方已经给出了替代的方法，那就是使用SensorManager.getOrientation()。

那这个方法具体是怎么使用，或者返回的是什么呢？

/* @param R*        rotation matrix see {@link #getRotationMatrix}.** @param values*        an array of 3 floats to hold the result.* */public static float[] getOrientation(float[] R, float[] values) {/** 4x4 (length=16) case:*   /  R[ 0]   R[ 1]   R[ 2]   0  \*   |  R[ 4]   R[ 5]   R[ 6]   0  |*   |  R[ 8]   R[ 9]   R[10]   0  |*   \      0       0       0   1  /** 3x3 (length=9) case:*   /  R[ 0]   R[ 1]   R[ 2]  \*   |  R[ 3]   R[ 4]   R[ 5]  |*   \  R[ 6]   R[ 7]   R[ 8]  /**/if (R.length == 9) {values[0] = (float) Math.atan2(R[1], R[4]);values[1] = (float) Math.asin(-R[7]);values[2] = (float) Math.atan2(-R[6], R[8]);} else {values[0] = (float) Math.atan2(R[1], R[5]);values[1] = (float) Math.asin(-R[9]);values[2] = (float) Math.atan2(-R[8], R[10]);}return values;}

从源码这里我们可以看到这个方法有两个参数，

第一个参数是R用来保存磁场和加速度的数据，通过该函数获取方位角。
第二个参数是函数输出，数据自动填充。

也就是说第二个参数就是我们需要的模拟方向的数据。

value[0] 方位角（绕-z轴旋转的度数）。这是设备当前罗盘方向与磁北极之间的角度。如果器件的上边缘朝向磁北，则方位角为0度; 如果顶部边缘朝南，则方位角为180度。类似地，如果顶部边缘朝向东方，则方位角为90度，如果顶部边缘朝向西方，则方位角为270度。
value[1] 间距（围绕x轴的旋转度）。这是平行于设备屏幕的平面与平行于地面的平面之间的角度。如果您将设备平行于地面，底边与您最接近，并将设备的顶边向地面倾斜，则俯仰角变为正。向相反方向倾斜 - 将设备的顶部边缘移离地面 - 导致俯仰角变为负。值的范围是-180度到180度。
value[2] 滚动（绕y轴旋转的角度）。这是垂直于设备屏幕的平面与垂直于地面的平面之间的角度。如果您将设备平行于地面，底边最靠近您，并将设备的左边缘向地面倾斜，则滚动角度变为正值。向相反方向倾斜 - 将设备的右边缘朝向地面移动 - 导致滚动角度变为负值。值范围为-90度至90度。

另外第一个参数数组R我们可以看到是通过getRotationMatrix()获取到的。

 public static boolean getRotationMatrix(float[] R, float[] I,float[] gravity, float[] geomagnetic) {// TODO: move this to native code for efficiencyfloat Ax = gravity[0];float Ay = gravity[1];float Az = gravity[2];final float normsqA = (Ax * Ax + Ay * Ay + Az * Az);final float g = 9.81f;final float freeFallGravitySquared = 0.01f * g * g;if (normsqA < freeFallGravitySquared) {// gravity less than 10% of normal valuereturn false;}final float Ex = geomagnetic[0];final float Ey = geomagnetic[1];final float Ez = geomagnetic[2];float Hx = Ey * Az - Ez * Ay;float Hy = Ez * Ax - Ex * Az;float Hz = Ex * Ay - Ey * Ax;final float normH = (float) Math.sqrt(Hx * Hx + Hy * Hy + Hz * Hz);if (normH < 0.1f) {// device is close to free fall (or in space?), or close to// magnetic north pole. Typical values are  > 100.return false;}final float invH = 1.0f / normH;Hx *= invH;Hy *= invH;Hz *= invH;final float invA = 1.0f / (float) Math.sqrt(Ax * Ax + Ay * Ay + Az * Az);Ax *= invA;Ay *= invA;Az *= invA;final float Mx = Ay * Hz - Az * Hy;final float My = Az * Hx - Ax * Hz;final float Mz = Ax * Hy - Ay * Hx;if (R != null) {if (R.length == 9) {R[0] = Hx;     R[1] = Hy;     R[2] = Hz;R[3] = Mx;     R[4] = My;     R[5] = Mz;R[6] = Ax;     R[7] = Ay;     R[8] = Az;} else if (R.length == 16) {R[0]  = Hx;    R[1]  = Hy;    R[2]  = Hz;   R[3]  = 0;R[4]  = Mx;    R[5]  = My;    R[6]  = Mz;   R[7]  = 0;R[8]  = Ax;    R[9]  = Ay;    R[10] = Az;   R[11] = 0;R[12] = 0;     R[13] = 0;     R[14] = 0;    R[15] = 1;}}if (I != null) {// compute the inclination matrix by projecting the geomagnetic// vector onto the Z (gravity) and X (horizontal component// of geomagnetic vector) axes.final float invE = 1.0f / (float) Math.sqrt(Ex * Ex + Ey * Ey + Ez * Ez);final float c = (Ex * Mx + Ey * My + Ez * Mz) * invE;final float s = (Ex * Ax + Ey * Ay + Ez * Az) * invE;if (I.length == 9) {I[0] = 1;     I[1] = 0;     I[2] = 0;I[3] = 0;     I[4] = c;     I[5] = s;I[6] = 0;     I[7] = -s;     I[8] = c;} else if (I.length == 16) {I[0] = 1;     I[1] = 0;     I[2] = 0;I[4] = 0;     I[5] = c;     I[6] = s;I[8] = 0;     I[9] = -s;     I[10] = c;I[3] = I[7] = I[11] = I[12] = I[13] = I[14] = 0;I[15] = 1;}}return true;}

我们看到getRotationMatrix()这个方法有四个参数，这四个参数分别是什么呢？

1：float[] R 是一个包含旋转矩阵的浮点数组，也是要填充的数组

2：float[] I 将磁场数据转换进实际的重力坐标中,一般传null。

3：float[] gravity 加速度传感器数据数组长度3

4：float[] geomagnetic 地磁传感器数据长度 3

具体使用步骤

首先定义参数：

  //加速度传感器数据private final float[] accelerometerReading = new float[3];//地磁传感器数据private final float[] magnetometerReading = new float[3];//旋转矩阵，用来保存磁场和加速度的数据private final float[] rotationMatrix = new float[9];//方向数据private final float[] orientationAngles = new float[3];

注册listener：

 @Overrideprotected void onResume() {super.onResume();//加速度传感器Sensor accelerometer = manager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);if (accelerometer != null) {manager.registerListener(this, accelerometer,SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);}//地磁传感器Sensor magneticField = manager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD);if (magneticField != null) {manager.registerListener(this, magneticField,SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL, SensorManager.SENSOR_DELAY_UI);}}//另外这几行代码是在官网上复制的，但是有个问题，官网两个传感器在获取对象时传的type是同一个，注意下。。。。。

   @Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {//判断sensor类型if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {System.arraycopy(event.values, 0, accelerometerReading,0, accelerometerReading.length);} else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {System.arraycopy(event.values, 0, magnetometerReading,0, magnetometerReading.length);}updateOrientationAngles();}@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}public void updateOrientationAngles() {// 更新旋转矩阵.// 参数1：// 参数2 ：将磁场数据转换进实际的重力坐标中,一般默认情况下可以设置为null//  参数3：加速度// 参数4：地磁SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null,accelerometerReading, magnetometerReading);//根据旋转矩阵计算设备的方向//参数1：旋转数组//参数2：模拟方向传感器的数据SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientationAngles);StringBuilder sb=new StringBuilder();if (orientationAngles.length>=3){sb.append("z轴:"+orientationAngles[0]+"\n");sb.append("x轴:"+orientationAngles[1]+"\n");sb.append("y轴:"+orientationAngles[2]+"\n");binding.tvValueNew.setText("\n新API:\n"+sb.toString());}}

看下结果：

另外加个指南针图片，根据获取的degrees旋转。

 //顺时针转动为正，故手机顺时针转动时，图片得逆时针转动//让图片相对自身中心点转动，开始角度默认为0；此后开始角度等于上一次结束角度RotateAnimation ra = new RotateAnimation(fromDegrees, -degrees, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f, Animation.RELATIVE_TO_SELF, 0.5f);//动画时间200毫秒ra.setDuration(200);ra.setFillAfter(true);binding.ivCompass.startAnimation(ra);fromDegrees = -degrees;

最后附上git的地址：

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Android 传感器篇：（一）方向传感器

一：传感器基础

二：方向传感器

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