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一、指南针-磁场传感器

顾名思义，指南针只要找到朝南的方向就好了。 可是在App中并非使用一个方向传感器这么简单，事实上单独的方向传感器已经弃用，取而代之的是利用加速度传感器和磁场传感器。 获得加速度和磁场强度两个数值之后，再通过SensorManager的getRotationMatrix方法与getOrientation方法计算方向角度。

要想在手机上模拟指南针的效果，需要自己编写一个罗盘视图，然后在罗盘上绘制正南方向的指针效果如下  晃动手机头部即会显示不同方向

 代码如下

package com.example.iot;import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.TextView;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import com.example.iot.widget.CompassView;import java.util.List;public class DirectionActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {private TextView tv_direction; // 声明一个文本视图对象private CompassView cv_sourth; // 声明一个罗盘视图对象private SensorManager mSensorMgr;// 声明一个传感管理器对象private float[] mAcceValues; // 加速度变更值的数组private float[] mMagnValues; // 磁场强度变更值的数组@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_direction);tv_direction = findViewById(R.id.tv_direction);cv_sourth = findViewById(R.id.cv_sourth);// 从系统服务中获取传感管理器对象mSensorMgr = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();mSensorMgr.unregisterListener(this); // 注销当前活动的传感监听器}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();int suitable = 0;// 获取当前设备支持的传感器列表List sensorList = mSensorMgr.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);for (Sensor sensor : sensorList) {if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) { // 找到加速度传感器suitable += 1; // 找到加速度传感器} else if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) { // 找到磁场传感器suitable += 10; // 找到磁场传感器}}if (suitable / 10 > 0 && suitable % 10 > 0) {// 给加速度传感器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this,mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);// 给磁场传感器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this,mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);} else {cv_sourth.setVisibility(View.GONE);tv_direction.setText("当前设备不支持指南针，请检查是否存在加速度和磁场传感器");}}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) { // 加速度变更事件mAcceValues = event.values; // 加速度变更事件} else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) { // 磁场强度变更事件mMagnValues = event.values; // 磁场强度变更事件}if (mAcceValues != null && mMagnValues != null) {calculateOrientation(); // 加速度和磁场强度两个都有了，才能计算磁极的方向}}//当传感器精度改变时回调该方法，一般无需处理@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}// 计算指南针的方向private void calculateOrientation() {float[] values = new float[3];float[] R = new float[9];SensorManager.getRotationMatrix(R, null, mAcceValues, mMagnValues);SensorManager.getOrientation(R, values);values[0] = (float) Math.toDegrees(values[0]); // 计算手机上部与正北方向的夹角cv_sourth.setDirection((int) values[0]); // 设置罗盘视图中的指南针方向if (values[0] >= -10 && values[0] < 10) {tv_direction.setText("手机上部方向是正北");} else if (values[0] >= 10 && values[0] < 80) {tv_direction.setText("手机上部方向是东北");} else if (values[0] >= 80 && values[0] <= 100) {tv_direction.setText("手机上部方向是正东");} else if (values[0] >= 100 && values[0] < 170) {tv_direction.setText("手机上部方向是东南");} else if ((values[0] >= 170 && values[0] <= 180)|| (values[0]) >= -180 && values[0] < -170) {tv_direction.setText("手机上部方向是正南");} else if (values[0] >= -170 && values[0] < -100) {tv_direction.setText("手机上部方向是西南");} else if (values[0] >= -100 && values[0] < -80) {tv_direction.setText("手机上部方向是正西");} else if (values[0] >= -80 && values[0] < -10) {tv_direction.setText("手机上部方向是西北");}}
}

二、计步器

计步器的原理是通过手机的前后摆动模拟步伐节奏的监测。Android中与计步器有关的传感器有两个。

（1）一个是步行检测（TYPE_STEP_DETECTOR） 步行检测的返回数值为1时，表示当前监测到一个步伐；

（2）另一个是步行计数（TYPE_STEP_ COUNTER） 步行计数的返回数值是累加后的数值，表示本次开机激活后的总步伐数。

效果如下  随着走路上面的计数会发生对应的变化

 代码如下

package com.example.iot;import android.annotation.SuppressLint;
import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import java.util.List;@SuppressLint("DefaultLocale")
public class StepActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {private TextView tv_step; // 声明一个文本视图对象private SensorManager mSensorMgr; // 声明一个传感管理器对象private int mStepDetector = 0; // 累加的步行检测次数private int mStepCounter = 0; // 计步器统计的步伐数目@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_step);tv_step = findViewById(R.id.tv_step);initStepSensor(); // 初始化步行传感器}// 初始化步行传感器private void initStepSensor() {// 从系统服务中获取传感管理器对象mSensorMgr = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);int suitable = 0;// 获取当前设备支持的传感器列表List sensorList = mSensorMgr.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);for (Sensor sensor : sensorList) {if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_STEP_DETECTOR) { // 找到步行检测传感器suitable += 1;// 给步行检测传感器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this,mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_DETECTOR),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);} else if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_STEP_COUNTER) { // 找到计步器suitable += 10;// 给计步器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this,mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_COUNTER),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);}}if (suitable == 0) {tv_step.setText("当前设备不支持计步器，请检查是否存在步行检测传感器和计步器");}}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();mSensorMgr.unregisterListener(this); // 注销当前活动的传感监听器}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_STEP_DETECTOR) { // 步行检测事件if (event.values[0] == 1.0f) {mStepDetector++; // 步行检测事件}} else if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_STEP_COUNTER) { // 计步器事件mStepCounter = (int) event.values[0]; // 计步器事件}String desc = String.format("设备检测到您当前走了%d步，总计数为%d步",mStepDetector, mStepCounter);tv_step.setText(desc);}//当传感器精度改变时回调该方法，一般无需处理@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}}

三、感光器

感光器也叫光线传感器，借助于前置摄像头的曝光，一旦遮住前置摄像头，传感器监测到的光线强度立马就会降低。 在实际开发中，光线传感器往往用于感应手机正面的光线强弱，从而自动调节屏幕亮度

摄像头没有被遮挡前数值如下

被遮挡后数值如下

 代码如下

package com.example.iot;import android.annotation.SuppressLint;
import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.widget.CheckBox;
import android.widget.CompoundButton;
import android.widget.CompoundButton.OnCheckedChangeListener;
import android.widget.TextView;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import com.example.iot.util.DateUtil;
import com.example.iot.util.SwitchUtil;@SuppressLint(value={"DefaultLocale","SetTextI18n"})
public class LightActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {private TextView tv_light; // 声明一个文本视图对象private SensorManager mSensorMgr; // 声明一个传感管理器对象@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_light);CheckBox ck_bright = findViewById(R.id.ck_bright);// 检查屏幕亮度是否为自动调节if (SwitchUtil.getAutoBrightStatus(this)) {ck_bright.setChecked(true);}// Android8.0之后普通应用不允许修改系统设置if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.O) {ck_bright.setOnCheckedChangeListener((buttonView, isChecked) -> {// 设置是否开启屏幕亮度的自动调节SwitchUtil.setAutoBrightStatus(this, isChecked);});} else {ck_bright.setEnabled(false);}tv_light = findViewById(R.id.tv_light);// 从系统服务中获取传感管理器对象mSensorMgr = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();mSensorMgr.unregisterListener(this); // 注销当前活动的传感监听器}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();// 给光线传感器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this, mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT),SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_LIGHT) { // 光线强度变更事件float light_strength = event.values[0];tv_light.setText(DateUtil.getNowTime() + " 当前光线强度为" + light_strength);}}//当传感器精度改变时回调该方法，一般无需处理@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}}

四、陀螺仪

陀螺仪是测量平衡的仪器，它的测量结果为当前与上次位置之间的倾斜角度，这个角度描述的是三维空间上的夹角，因而其数值由x、y、z三个坐标轴上的角度偏移组成。 由于陀螺仪具备三维角度的测量功能，因此它又被称作角速度传感器。 加速度传感器只能检测线性距离的大小，而陀螺仪能够检测旋转角度的大小，所以利用陀螺仪可以还原三维物体的转动行为。

运行测试效果如下 随着手机的转动示数会跟着变化

 代码如下

package com.example.iot;import android.annotation.SuppressLint;
import android.content.Context;
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.os.Bundle;
import android.widget.TextView;import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;import com.example.iot.util.DateUtil;import java.util.List;@SuppressLint("DefaultLocale")
public class GyroscopeActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {private static final float NS2S = 1.0f / 1000000000.0f; // 将纳秒转化为秒private TextView tv_gyroscope; // 声明一个文本视图对象private SensorManager mSensorMgr; // 声明一个传感管理器对象private float mTimestamp; // 记录上次的时间戳private float mAngle[] = new float[3]; // 记录xyz三个方向上的旋转角度@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_gyroscope);tv_gyroscope = findViewById(R.id.tv_gyroscope);// 从系统服务中获取传感管理器对象mSensorMgr = (SensorManager) getSystemService(Context.SENSOR_SERVICE);}@Overrideprotected void onPause() {super.onPause();mSensorMgr.unregisterListener(this); // 注销当前活动的传感监听器}@Overrideprotected void onResume() {super.onResume();// 获取当前设备支持的传感器列表List sensorList = mSensorMgr.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL);boolean isSuitable = false;for (Sensor sensor : sensorList) {if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) { // 找到陀螺仪isSuitable = true;break;}}if (isSuitable) { // 找到了陀螺仪// 给陀螺仪传感器注册传感监听器mSensorMgr.registerListener(this,mSensorMgr.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE),SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);} else { // 未找到陀螺仪tv_gyroscope.setText("当前设备不支持陀螺仪，请检查是否存在陀螺仪传感器");}}@Overridepublic void onSensorChanged(SensorEvent event) {if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) { // 陀螺仪角度变更事件if (mTimestamp != 0) {final float dT = (event.timestamp - mTimestamp) * NS2S;mAngle[0] += event.values[0] * dT;mAngle[1] += event.values[1] * dT;mAngle[2] += event.values[2] * dT;// x轴的旋转角度，手机平放桌上，然后绕侧边转动float angleX = (float) Math.toDegrees(mAngle[0]);// y轴的旋转角度，手机平放桌上，然后绕底边转动float angleY = (float) Math.toDegrees(mAngle[1]);// z轴的旋转角度，手机平放桌上，然后水平旋转float angleZ = (float) Math.toDegrees(mAngle[2]);String desc = String.format("%s 陀螺仪检测到当前位置为：\n" +"x轴方向的转动角度为%.6f，\n" +"y轴方向的转动角度为%.6f，\n" +"z轴方向的转动角度为%.6f。",DateUtil.getNowTime(), angleX, angleY, angleZ);tv_gyroscope.setText(desc);}mTimestamp = event.timestamp;}}//当传感器精度改变时回调该方法，一般无需处理@Overridepublic void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy) {}
}

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