环境传感器

Android 平台提供了四种传感器,可让您监控各种环境属性。您可以使用这些传感器来监控 Android 设备附近的相对环境湿度、光照强度、环境压力和环境温度。所有这四种环境传感器都是基于硬件的,只有在设备制造商将其内置到设备中时才可用。除了大多数设备制造商用于控制屏幕亮度的光线传感器外,环境传感器并非在所有设备上都可用。因此,在尝试获取环境传感器的数据之前,在运行时验证该传感器是否存在尤为重要。

与大多数运动传感器和位置传感器不同,后者为每个 SensorEvent 返回一个多维度的传感器值数组,而环境传感器为每个数据事件返回一个单一的传感器值。例如,以 °C 为单位的温度或以 hPa 为单位的压力。此外,与运动传感器和位置传感器通常需要高通或低通滤波不同,环境传感器通常不需要任何数据滤波或数据处理。表 1 总结了 Android 平台支持的环境传感器。

表 1. Android 平台支持的环境传感器。

传感器 传感器事件数据 测量单位 数据描述
TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE event.values[0] °C 环境空气温度。
TYPE_LIGHT event.values[0] lx 光照强度。
TYPE_PRESSURE event.values[0] hPa 或 mbar 环境空气压力。
TYPE_RELATIVE_HUMIDITY event.values[0] % 环境相对湿度。
TYPE_TEMPERATURE event.values[0] °C 设备温度。1

1 具体实现因设备而异。此传感器在 Android 4.0(API 级别 14)中已弃用。

使用光线、压力和温度传感器

从光线、压力和温度传感器获取的原始数据通常无需校准、滤波或修改,这使得它们成为最易于使用的传感器之一。要从这些传感器获取数据,首先需要创建一个 SensorManager 类的实例,您可以使用它来获取物理传感器的实例。然后在 onResume() 方法中注册传感器监听器,并在 onSensorChanged() 回调方法中开始处理传入的传感器数据。以下代码展示了如何实现这一点

Kotlin

class SensorActivity : Activity(), SensorEventListener {

    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private var pressure: Sensor? = null

    public override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.main)

        // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
        // a particular sensor.
        sensorManager = getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE) as SensorManager
        pressure = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE)
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor, accuracy: Int) {
        // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        val millibarsOfPressure = event.values[0]
        // Do something with this sensor data.
    }

    override fun onResume() {
        // Register a listener for the sensor.
        super.onResume()
        sensorManager.registerListener(this, pressure, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
    }

    override fun onPause() {
        // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
        super.onPause()
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }
}

Java

public class SensorActivity extends Activity implements SensorEventListener {
    private SensorManager sensorManager;
    private Sensor pressure;

    @Override
    public final void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
      super.onCreate(savedInstanceState);
      setContentView(R.layout.main);

      // Get an instance of the sensor service, and use that to get an instance of
      // a particular sensor.
      sensorManager = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);
      pressure = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PRESSURE);
    }

    @Override
    public final void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {
      // Do something here if sensor accuracy changes.
    }

    @Override
    public final void onSensorChanged(SensorEvent event) {
      float millibarsOfPressure = event.values[0];
      // Do something with this sensor data.
    }

    @Override
    protected void onResume() {
      // Register a listener for the sensor.
      super.onResume();
      sensorManager.registerListener(this, pressure, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

    @Override
    protected void onPause() {
      // Be sure to unregister the sensor when the activity pauses.
      super.onPause();
      sensorManager.unregisterListener(this);
    }
}

您必须始终包含 onAccuracyChanged()onSensorChanged() 回调方法的实现。此外,请务必在 Activity 暂停时取消注册传感器。这样可以防止传感器持续感知数据并耗尽电池电量。

使用湿度传感器

您可以使用湿度传感器获取原始相对湿度数据,方法与使用光线、压力和温度传感器相同。但是,如果设备同时具有湿度传感器 (TYPE_RELATIVE_HUMIDITY) 和温度传感器 (TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE),则可以使用这两个数据流来计算露点和绝对湿度。

露点

露点是指在恒定气压下,给定体积的空气必须冷却到水蒸气凝结成水的温度。以下公式展示了如何计算露点

t_d(t,RH) = Tn · (ln(RH/100) + m·t/(T_n+t
))/(m - [ln(RH/100%) + m·t/(T_n+t)])

其中,

  • td = 露点温度,单位为 °C
  • t = 实际温度,单位为 °C
  • RH = 实际相对湿度,单位为百分比 (%)
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12

绝对湿度

绝对湿度是指单位体积干燥空气中水蒸气的质量。绝对湿度以 克/米3 为单位测量。以下公式展示了如何计算绝对湿度

d_v(t,RH) =  (RH/100) · A · exp(m·
t/(T_n+t)/(273.15 + t)

其中,

  • dv = 绝对湿度,单位为 克/米3
  • t = 实际温度,单位为 °C
  • RH = 实际相对湿度,单位为百分比 (%)
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12 °C
  • A = 6.112 hPa

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