手機(jī)中常用的傳感器有哪些？Android操作系統(tǒng)11種傳感器介紹

在Android2.3 gingerbread系統(tǒng)中，google提供了11種傳感器供應(yīng)用層使用。
 
#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(yīng)

#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(zhuǎn)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(shù)值。

該數(shù)值包含地心引力的影響，單位是m/s^2。

將手機(jī)平放在桌面上，x軸默認(rèn)為0，y軸默認(rèn)0，z軸默認(rèn)9.81。

將手機(jī)朝下放在桌面上，z軸為-9.81。

將手機(jī)向左傾斜，x軸為正值。

將手機(jī)向右傾斜，x軸為負(fù)值。

將手機(jī)向上傾斜，y軸為負(fù)值。

將手機(jī)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(chǎn)品，市場(chǎng)上的加速度傳感器種類(lèi)很多。

手機(jī)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(cè)量范圍，采用I2C或SPI接口和MCU相連，數(shù)據(jù)精度小于16bit。

2 磁力傳感器

磁力傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)為M-sensor，返回x、y、z三軸的環(huán)境磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。

該數(shù)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(méi)有獨(dú)立的磁力傳感器，磁力數(shù)據(jù)由電子羅盤(pán)傳感器提供（E-compass）。

電子羅盤(pán)傳感器同時(shí)提供下文的方向傳感器數(shù)據(jù)。

3 方向傳感器

方向傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)為O-sensor，返回三軸的角度數(shù)據(jù)，方向數(shù)據(jù)的單位是角度。

為了得到精確的角度數(shù)據(jù)，E-compass需要獲取G-sensor的數(shù)據(jù)，

經(jīng)過(guò)計(jì)算生產(chǎn)O-sensor數(shù)據(jù)，否則只能獲取水平方向的角度。

方向傳感器提供三個(gè)數(shù)據(jù)，分別為azimuth、pitch和roll。

azimuth：方位，返回水平時(shí)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(dāng)z軸向y軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角度為正值。

roll：y軸和水平面的夾角，由于歷史原因，范圍為-90°至90°。

當(dāng)x軸向z軸移動(dòng)時(shí)，角度為正值。

電子羅盤(pán)在獲取正確的數(shù)據(jù)前需要進(jìn)行校準(zhǔn)，通?？捎?字校準(zhǔn)法。

8字校準(zhǔn)法要求用戶(hù)使用需要校準(zhǔn)的設(shè)備在空中做8字晃動(dòng)，

原則上盡量多的讓設(shè)備法線方向指向空間的所有8個(gè)象限。

手機(jī)中使用的電子羅盤(pán)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。

由于需要讀取G-sensor數(shù)據(jù)并計(jì)算出M-sensor和O-sensor數(shù)據(jù)，

因此廠商一般會(huì)提供一個(gè)后臺(tái)daemon來(lái)完成工作，電子羅盤(pán)算法一般是公司私有產(chǎn)權(quán)。

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(shù)據(jù)。

角加速度的單位是radians/second。

根據(jù)Nexus S手機(jī)實(shí)測(cè)：

水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，Z軸為正。

水平逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，z軸為負(fù)。

向左旋轉(zhuǎn)，y軸為負(fù)。

向右旋轉(zhuǎn)，y軸為正。

向上旋轉(zhuǎn)，x軸為負(fù)。

向下旋轉(zhuǎn)，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(yīng)傳感器

光線感應(yīng)傳感器檢測(cè)實(shí)時(shí)的光線強(qiáng)度，光強(qiáng)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(yīng)傳感器主要用于Android系統(tǒng)的LCD自動(dòng)亮度功能。

可以根據(jù)采樣到的光強(qiáng)數(shù)值實(shí)時(shí)調(diào)整LCD的亮度。

6 壓力傳感器

壓力傳感器返回當(dāng)前的壓強(qiáng)，單位是百帕斯卡hectopascal（hPa）。

7 溫度傳感器

溫度傳感器返回當(dāng)前的溫度。

8 接近傳感器

接近傳感器檢測(cè)物體與手機(jī)的距離，單位是厘米。

一些接近傳感器只能返回遠(yuǎn)和近兩個(gè)狀態(tài)，

因此，接近傳感器將最大距離返回遠(yuǎn)狀態(tài)，小于最大距離返回近狀態(tài)。

接近傳感器可用于接聽(tīng)電話時(shí)自動(dòng)關(guān)閉LCD屏幕以節(jié)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(gè)傳感器是Android2新提出的傳感器類(lèi)型，目前還不太清楚有哪些應(yīng)用程序使用。

9 重力傳感器

重力傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)GV-sensor，輸出重力數(shù)據(jù)。

在地球上，重力數(shù)值為9.8，單位是m/s^2。

坐標(biāo)系統(tǒng)與加速度傳感器相同。

當(dāng)設(shè)備復(fù)位時(shí)，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(jiǎn)稱(chēng)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(shù)據(jù)。

單位是m/s^2，坐標(biāo)系統(tǒng)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(jì)算公式如下：

加速度 = 重力 + 線性加速度

11 旋轉(zhuǎn)矢量傳感器

旋轉(zhuǎn)矢量傳感器簡(jiǎn)稱(chēng)RV-sensor。

旋轉(zhuǎn)矢量代表設(shè)備的方向，是一個(gè)將坐標(biāo)軸和角度混合計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。

RV-sensor輸出三個(gè)數(shù)據(jù)：

x*sin(theta/2)

y*sin(theta/2)

z*sin(theta/2)

sin(theta/2)是RV的數(shù)量級(jí)。

RV的方向與軸旋轉(zhuǎn)的方向相同。

RV的三個(gè)數(shù)值，與cos(theta/2)組成一個(gè)四元組。

RV的數(shù)據(jù)沒(méi)有單位，使用的坐標(biāo)系與加速度相同。

舉例：

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(shù)值沒(méi)有物理傳感器可以直接給出，

需要G-sensor、O-sensor和Gyro-sensor經(jīng)過(guò)算法計(jì)算后得出。

算法一般是傳感器公司的私有產(chǎn)權(quán)。