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监控 Android 设备附近的相对环境湿度、照度、环境压力和环境温度。所有四种环境传感器都是基于硬件的,并且只有在设备制造商将其内置到设备中时才可用。除大多数设备制造商用来控制屏幕亮度的光线传感器外,环境传感器并不总是在设备上可用。因此,在尝试从环境传感器获取数据之前,在运行时验证环境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(每次 SensorEvent 都返回传感器值的二维数组)不同,环境传感器每次数据事件都返回单个传感器值。例如,以 °C 为单位的温度或以 hPa 为单位的压力。此外,与通常需要高通滤波器或低通滤波器的运动传感器和位置传感器不同,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 度量单位 数据描述
TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE event.values[0] °C 环境气温。
TYPE_LIGHT event.values[0] lx 照度。
TYPE_PRESSURE event.values[0] hPa 或 mbar 环境气压。
TYPE_RELATIVE_HUMIDITY event.values[0] % 环境相对湿度。
TYPE_TEMPERATURE event.values[0] °C 设备温度。1

1 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

您从光线、压力和温度传感器获取的原始数据通常不需要校准、滤波或修改,这使其成为最容易使用的传感器之一。要从这些传感器获取数据,您首先创建一个 SensorManager 类实例,您可以使用该实例获取物理传感器实例。然后,您在 onResume() 方法中注册一个传感器监听器,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执行此操作

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,请确保在活动暂停时始终取消注册传感器。这可以防止传感器持续感知数据并消耗电池电量。

使用湿度传感器

您可以使用与使用光线、压力和温度传感器相同的方式来获取原始相对湿度数据。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

露点是在给定体积的空气中,在恒定的气压下,必须将水蒸气冷却到的温度,以使水蒸气凝结成水。以下等式显示了如何计算露点

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,以摄氏度表示
  • t = 实际温度,以摄氏度表示
  • RH = 实际相对湿度,以百分比 (%) 表示
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12

绝对湿度

绝对湿度是指给定体积的干燥空气中水蒸气的质量。绝对湿度以克/立方米表示。以下等式显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,以克/立方米表示
  • t = 实际温度,以摄氏度表示
  • RH = 实际相对湿度,以百分比 (%) 表示
  • m = 17.62
  • Tn = 243.12 摄氏度
  • A = 6.112 hPa

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