HarmonyOS学习路之开发篇—设备管理（传感器开发）_鸿蒙获取加速度传感器

传感器开发概述

基本概念

HarmonyOS传感器是应用访问底层硬件传感器的一种设备抽象概念。开发者根据传感器提供的Sensor API，可以查询设备上的传感器，订阅传感器的数据，并根据传感器数据定制相应的算法，开发各类应用，比如指南针、运动健康、游戏等。

根据传感器的用途，可以将传感器分为六大类：运动类传感器、环境类传感器、方向类传感器、光线类传感器、健康类传感器、其他类传感器（如霍尔传感器），每一大类传感器包含不同类型的传感器，某种类型的传感器可能是单一的物理传感器，也可能是由多个物理传感器复合而成。

运作机制

HarmonyOS传感器包含如下四个模块：Sensor API、Sensor Framework、Sensor Service、HD_IDL层。

图1 HarmonyOS传感器

 

• Sensor API：提供传感器的基础API，主要包含查询传感器的列表、订阅/取消传感器的数据、执行控制命令等，简化应用开发。
• Sensor Framework：主要实现传感器的订阅管理，数据通道的创建、销毁、订阅与取消订阅，实现与SensorService的通信。
• Sensor Service：主要实现HD_IDL层数据接收、解析、分发，前后台的策略管控，对该设备Sensor的管理，Sensor权限管控等。
• HD_IDL层：对不同的FIFO、频率进行策略选择，以及对不同设备的适配。

约束与限制

1. 针对某些传感器，开发者需要请求相应的权限，才能获取到相应传感器的数据。

   表2 传感器权限列表

   传感器	权限名	敏感级别	权限描述
   加速度传感器、加速度未校准传感器、线性加速度传感器	ohos.permission.ACCELEROMETER	system_grant	允许订阅Motion组对应的加速度传感器的数据
   陀螺仪传感器、陀螺仪未校准传感器	ohos.permission.GYROSCOPE	system_grant	允许订阅Motion组对应的陀螺仪传感器的数据
   计步器	ohos.permission.ACTIVITY_MOTION	user_grant	允许订阅运动状态
   心率	ohos.permission.READ_HEALTH_DATA	user_grant	允许读取健康数据

2. 传感器数据订阅和取消订阅接口成对调用，当不再需要订阅传感器数据时，开发者需要调用取消订阅接口进行资源释放。

传感器开发

场景介绍

• 通过方向传感器数据，可以感知用户设备当前的朝向，从而达到为用户指明方位的目的。
• 通过重力和陀螺仪传感器数据，能感知设备倾斜和旋转量，提高用户在游戏场景中的体验。
• 通过接近光传感器数据，感知距离遮挡物的距离，使设备能够自动亮灭屏，达到防误触目的。
• 通过气压计传感器数据，可以准确的判断设备当前所处的海拔。
• 通过环境光传感器数据，设备能够实现背光自动调节。
• 通过霍尔传感器数据，设备可以实现皮套功能等。

接口说明

HarmonyOS传感器提供的功能有：查询传感器的列表、订阅/取消订阅传感器数据、查询传感器的最小采样时间间隔、执行控制命令。

以订阅方向类别的传感器数据为例，本节示例涉及的接口如下：

开发步骤

权限配置

如果设备上使用了传感器权限列表中的传感器，需要请求相应的权限，开发者才能获取到传感器数据。

开发者需要在config.json里面配置权限：

• 开发者如果需要获取加速度的数据，需要进行如下权限配置。

"reqPermissions": [
    {
        "name": "ohos.permission.ACCELEROMETER",
        "reason": "",
        "usedScene": {
            "ability": [
                ".MainAbility"
            ],
            "when": "inuse"
        }
    }
]

• 对于需要用户授权的权限，如计步器传感器，需要进行如下权限配置。

"reqPermissions": [
    {
        "name": "ohos.permission.ACTIVITY_MOTION",
        "reason": "",
        "usedScene": {
            "ability": [
                ".MainAbility"
            ],
            "when": "inuse"
        }
    }
]

由于敏感权限需要用户授权，因此，开发者在应用启动时或者调用订阅数据接口前，需要调用权限检查和请求权限接口。

@Override
public void onStart(Intent intent) {
    super.onStart(intent);
    if (verifySelfPermission("ohos.permission.ACTIVITY_MOTION") != 0) {
        if (canRequestPermission("ohos.permission.ACTIVITY_MOTION")) {
            requestPermissionsFromUser(new String[] {"ohos.permission.ACTIVITY_MOTION"}, 1);
        }
    }
    // ...
}
 
@Override
public void onRequestPermissionsFromUserResult(int requestCode, String[] permissions,
        int[] grantResults) {
    // 匹配requestPermissionsFromUser的requestCode
    if (requestCode == 1) {
        if (grantResults.length > 0 && grantResults[0] == 0) {
            // 权限被授予
        } else {
            // 权限被拒绝
        }
    }
}

使用传感器

以使用方向类别的传感器为例，运动类、环境类、健康类等类别的传感器使用方法类似。

1. 获取待订阅数据的传感器。
2. 创建传感器回调。
3. 订阅传感器数据。
4. 接收并处理传感器数据。
5. 取消订阅传感器数据。

private static final long INTERVAL = 100000000L;
 
private Button btnSubscribe;
 
private Button btnUnsubscribe;
 
private CategoryOrientationAgent categoryOrientationAgent = new CategoryOrientationAgent();
 
private ICategoryOrientationDataCallback orientationDataCallback;
 
private CategoryOrientation orientationSensor;
 
private int matrix_length = 9;
 
private int rotationVectorLength = 9;
 
@Override
public void onStart(Intent intent) {
    super.onStart(intent);
    super.setUIContent(ResourceTable.Layout_sensor_layout);
    findComponent(rootComponent);
 
    // 创建传感器回调对象。
    orientationDataCallback = new ICategoryOrientationDataCallback() {
        @Override
        public void onSensorDataModified(CategoryOrientationData categoryOrientationData) {
            // 对接收的categoryOrientationData传感器数据对象解析和使用
            int dim = categoryOrientationData.getSensorDataDim(); // 获取传感器的维度信息
            float degree = categoryOrientationData.getValues()[0]; // 获取方向类传感器的第一维数据
            float[] rotationMatrix = new float[matrix_length];
            CategoryOrientationData.getDeviceRotationMatrix(rotationMatrix, categoryOrientationData.values); // 根据旋转矢量传感器的数据获得旋转矩阵
            float[] rotationAngle = new float[rotationVectorLength];
            rotationAngle = CategoryOrientationData.getDeviceOrientation(rotationMatrix, rotationAngle); // 根据计算出来的旋转矩阵获取设备的方向
        }
 
        @Override
        public void onAccuracyDataModified(CategoryOrientation categoryOrientation, int index) {
            // 使用变化的精度
        }
 
        @Override
        public void onCommandCompleted(CategoryOrientation categoryOrientation) {
            // 传感器执行命令回调
        }
    };
 
    btnSubscribe.setClickedListener(v -> {
        // 获取传感器对象，并订阅传感器数据
        orientationSensor = categoryOrientationAgent.getSingleSensor(
                CategoryOrientation.SENSOR_TYPE_ORIENTATION);
        if (orientationSensor != null) {
            categoryOrientationAgent.setSensorDataCallback(
                    orientationDataCallback, orientationSensor, INTERVAL);
        }
    });
    // 取消订阅传感器数据
    btnUnsubscribe.setClickedListener(v -> {
        if (orientationSensor != null) {
            categoryOrientationAgent.releaseSensorDataCallback(
                    orientationDataCallback, orientationSensor);
        }
    });
}
 
private void findComponent(Component component) {
    btnSubscribe = (Button) component.findComponentById(ResourceTable.Id_btnSubscribe);
    btnUnsubscribe = (Button) component.findComponentById(ResourceTable.Id_btnUnsubscribe);
}

另外，CategoryEnvironmentData中地磁场算法相关接口的使用示例如下：

• 构造指定地点和时间的磁场

long timeMillis = new GregorianCalendar(2020, 1, 1).getTimeInMillis();
CategoryEnvironmentData.GeomagneticField geomagneticField = new CategoryEnvironmentData.GeomagneticField(80, 0, 0, timeMillis);

• 获取指定地点和时间的磁场数据

float geomagneticX = geomagneticField.obtainX();
float geomagneticY = geomagneticField.obtainY();
float geomagneticZ = geomagneticField.obtainZ();
float deflectionAngle = geomagneticField.obtainDeflectionAngle();
float geomagneticDip = geomagneticField.obtainGeomagneticDip();
float levelIntensity = geomagneticField.obtainLevelIntensity();
float totalIntensity = geomagneticField.obtainTotalIntensity();