瓊州學(xué)院電子信息工程學(xué)院 楊 偉 韓建文 鐘鵬飛

基于Android移動(dòng)設(shè)備的傳感器技術(shù)應(yīng)用研究

瓊州學(xué)院電子信息工程學(xué)院 楊 偉 韓建文 鐘鵬飛

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，Android系統(tǒng)在電子信息、通信系統(tǒng)特別是移動(dòng)設(shè)備方面應(yīng)用十分廣泛。比如：摩托羅拉、三星等智能手機(jī)大多采用的是Android系統(tǒng)。Android系統(tǒng)提供了的加速度傳感器和陀螺儀是基于硬件的傳感器，其中有三個(gè)傳感器即使基于硬件的也是基于軟件的傳感器。文章根據(jù)Android系統(tǒng)的五個(gè)傳感器技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)行了論述研究。

Android系統(tǒng)；移動(dòng)設(shè)備；傳感器技術(shù)；應(yīng)用研究

一、引言

隨著手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展，人們對(duì)移動(dòng)設(shè)備的要求不僅僅限于接打電話、QQ等傳統(tǒng)手機(jī)功能，要求智能手機(jī)具備更加完善強(qiáng)大的娛樂商務(wù)功能，目前傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用功能基本全部實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)上。Android作為一種流行系統(tǒng)平臺(tái)，令人津津樂道的特性數(shù)不勝數(shù)，其中最為耀眼的是Android平臺(tái)的各種傳感器。

二、基于Android移動(dòng)設(shè)備的傳感器技術(shù)概述

（一）Android平臺(tái)簡(jiǎn)介

Android的中文翻譯是安卓，本來(lái)的意思是機(jī)器人，是Google公司基于Linux自由及開放代碼的操作系統(tǒng)，這種操作系統(tǒng)較好的整合應(yīng)用軟件、用戶界面、操作系統(tǒng)和中間件，打造了一個(gè)移動(dòng)終端開放完整的移動(dòng)軟件，在2007年11月5日正式開發(fā)成功面試。Android（安卓）最初是由Andy Rubin開發(fā)的一種操作系統(tǒng)，主要支持的移動(dòng)設(shè)備是手機(jī)。2005年8月，Google收購(gòu)安卓并未安卓注資，2007在Google的領(lǐng)導(dǎo)下改良Android系統(tǒng)，使Android成為一種基于Linux自由及開放代碼的操作系統(tǒng)，除了支持智能手機(jī)還支持平板電腦等移動(dòng)設(shè)備。Android是完全開放的操作系統(tǒng)，它的迅速發(fā)展使其發(fā)展趨勢(shì)趨向多元化，Google公司強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)功能和服務(wù)優(yōu)勢(shì)，Android的移動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的前景非常美好。

（二）基于Android平臺(tái)傳感器概述

傳感器是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口，是傳感器系統(tǒng)中的元件組成部分，它包括載體和電路連接的敏感元件和轉(zhuǎn)換元件，但是傳感器系統(tǒng)卻是組合某種信息處理能力元件的傳感器。傳感器是一種檢測(cè)裝置，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)的前提裝置。Android平臺(tái)應(yīng)用的傳感器技術(shù)有姿態(tài)傳感器技術(shù)、光電傳感器技術(shù)、磁場(chǎng)傳感器技術(shù)和加速度傳感器技術(shù)等諸多耀眼的傳感器技術(shù)，傳感器系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大，為用戶提供了巨大的便利。

三、基于Android移動(dòng)設(shè)備的傳感器技術(shù)應(yīng)用

（一）基于Android移動(dòng)設(shè)備的加速度傳感器技術(shù)應(yīng)用

Android平臺(tái)的加速度傳感器是Android基于硬件的傳感器，它能夠有效的跟蹤手機(jī)、電腦等移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀況，在移動(dòng)設(shè)備上應(yīng)用普及，Android平臺(tái)的移動(dòng)設(shè)備極少有不裝加速度傳感器的，這種加速度傳感器目前已經(jīng)成為移動(dòng)應(yīng)用不可分割的一部分，比如：三星、摩托羅拉、游戲平臺(tái)等諸多設(shè)備都采用這種加速度傳感器。雖說(shuō)利用加速度傳感器特性已經(jīng)成為Android平臺(tái)開發(fā)移動(dòng)應(yīng)用的主流趨勢(shì)，但是加度度傳感器在開發(fā)應(yīng)用過程中存在諸多問題。比如：重復(fù)勞動(dòng)量大、設(shè)計(jì)方案通用性差和代碼復(fù)用率低等。針對(duì)加速度傳感器存在的這些問題，結(jié)合加速度傳感器的工作原理提出了相應(yīng)的解決這些問題的通用設(shè)計(jì)方案，這個(gè)方案設(shè)計(jì)的目的是增強(qiáng)軟件的復(fù)用性、縮短應(yīng)用的開發(fā)周期、提高開發(fā)加速度傳感器的效率。

1.Android加速度傳感器的工作原理

檢測(cè)物體運(yùn)動(dòng)加速度的變化，可以輕而易舉知道物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，Android加速度傳感器具有檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備在三維空間加速度的功能，可以通過知道移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)獲取移動(dòng)設(shè)備加速度傳感器的參數(shù)，以此控制三維空間中移動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)的方式。

2.Android平臺(tái)加速度傳感器的通用設(shè)計(jì)方案

影響加速度的因素有兩個(gè)，一個(gè)是加速度的大小一個(gè)是加速度的方向，這兩個(gè)因素都是由移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的。在設(shè)計(jì)Android平臺(tái)加速度傳感器的通用設(shè)計(jì)方案時(shí)，只需考慮移動(dòng)設(shè)備移動(dòng)的加速度大小和移動(dòng)方向便可。Android平臺(tái)加速度傳感器的三維空間坐標(biāo)系和移動(dòng)設(shè)備平面繪圖坐標(biāo)系的不同之處在于當(dāng)手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備屏幕方向進(jìn)行橫豎屏切換時(shí)，繪圖坐標(biāo)系的方向隨著移動(dòng)設(shè)備的屏幕方向旋轉(zhuǎn)，但是加速度傳感器坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向卻保持不變。在加速度傳感器實(shí)際應(yīng)用中，為了把加速度傳感器接收的加速度變化反映在移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上，必須切換加速度傳感器的坐標(biāo)系方向使之與繪圖坐標(biāo)系方向保持一致，這樣移動(dòng)設(shè)備的屏幕會(huì)出現(xiàn)兩種狀態(tài)的顯示情況，坐標(biāo)系處理方式存在差異，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不能通用。在設(shè)計(jì)加速度傳感器的坐標(biāo)系的方案時(shí)，可以將移動(dòng)設(shè)備的屏幕方向固定橫或者豎屏，通過避免應(yīng)用程序運(yùn)行過程中移動(dòng)設(shè)備屏幕方向的切換，簡(jiǎn)化兩種坐標(biāo)系方向轉(zhuǎn)換過程中的處理邏輯。這種簡(jiǎn)化只需考慮一種坐標(biāo)系變換處理的方式，解決了重復(fù)勞動(dòng)量化大等問題，提高開發(fā)效率，但是需注意的是移動(dòng)設(shè)備屏幕方向不同，坐標(biāo)系變換處理的方式也不同。

（二）基于Android移動(dòng)設(shè)備的光電傳感器技術(shù)應(yīng)用

1.光電傳感器的工作原理

基于Android移動(dòng)設(shè)備的光電傳感器的工作原理的基礎(chǔ)是光電效應(yīng)，是被測(cè)量的移動(dòng)設(shè)備的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，轉(zhuǎn)換成的光電信號(hào)通過光電傳感器的光電轉(zhuǎn)換元件把它們變換成電信號(hào)。

2.光電傳感器的的應(yīng)用

光電傳感器是應(yīng)用光電元件作為檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備變化元件的傳感器，它包括光源、光電元件和光學(xué)通路三大部分，具有檢測(cè)反應(yīng)快、可測(cè)量參數(shù)多、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形式靈活多樣、非接觸和精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)常用在移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)、煙塵濁度檢測(cè)、帶型材料加工中的偏離正確位置大小和方向的檢測(cè)和包裝充填物高度檢測(cè)等領(lǐng)域。

四、結(jié)束語(yǔ)

文章先闡述了基于Android平臺(tái)的簡(jiǎn)介、基于Android移動(dòng)設(shè)備傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介，介紹了基于Android移動(dòng)設(shè)備所具有的各種功能強(qiáng)大的傳感器，然后詳細(xì)論述了基于Android移動(dòng)設(shè)備的加速度傳感器和光電傳感器。

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三亞市院地科技合作項(xiàng)目（2012YD39）；瓊州學(xué)院青年教師科研基金（QYQN201233）

楊偉（1976—），男，海南瓊海人，海南瓊州學(xué)院電子信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電子信息，通信技術(shù)。