Android sensor构建
Android4.1 系统内置对传感器的支持达13种，他们分别是：加速度传感器(accelerometer)、磁力传感器(magnetic field)、方向传感器(orientation)、陀螺仪(gyroscope)、环境光照传感器(light)、压力传感器(pressure)、温度传感器(temperature)和距离传感器(proximity)等。
Android实现传感器系统包括以下几个部分：
- java层
- JNI层
- HAL层
- 驱动层
各部分之间架构图如下：
Sensor HAL层接口
Google为Sensor提供了统一的HAL接口，不同的硬件厂商需要根据该接口来实现并完成具体的硬件抽象层。
Android中Sensor的HAL接口定义在：hardware/libhardware/include/hardware/sensors.h
对传感器类型的定义：
#define SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 1 //加速度传感器
#define SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 2 //磁力传感器
#define SENSOR_TYPE_ORIENTATION 3 //方向
#define SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 4 //陀螺仪
#define SENSOR_TYPE_LIGHT 5 //环境光照传感器
#define SENSOR_TYPE_PRESSURE 6 //压力传感器
#define SENSOR_TYPE_TEMPERATURE 7 //温度传感器
#define SENSOR_TYPE_PROXIMITY 8 //距离传感器
#define SENSOR_TYPE_GRAVITY 9
#define SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 10 //线性加速度
#define SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 11
#define SENSOR_TYPE_RELATIVE_HUMIDITY 12 //湿度传感器
#define SENSOR_TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE 13
传感器模块的定义结构体如下：
struct sensors_module_t {
struct hw_module_t common;
int (*get_sensors_list)(struct sensors_module_t* module,
struct sensor_t const** list);
};
该接口的定义实际上是对标准的硬件模块hw_module_t的一个扩展，增加了一个get_sensors_list函数，用于获取传感器的列表。
对任意一个sensor设备都会有一个sensor_t结构体，其定义如下：
struct sensor_t {
const char* name; //传感器名字
const char* vendor;
int version; //版本
int handle; //传感器的handle句柄
int type; //传感器类型
float maxRange; //最大范围
float resolution; //解析度
float power; //消耗能源
int32_t minDelay; //事件间隔最小时间
void* reserved[8]; //保留字段，必须为0
};
每个传感器的数据由sensors_event_t结构体表示，定义如下：
typedef struct sensors_event_t {
int32_t version;
int32_t sensor; //标识符
int32_t type; //传感器类型
int32_t reserved0;
int64_t timestamp; //时间戳
union {
float data[16];
sensors_vec_t acceleration; //加速度
sensors_vec_t magnetic; //磁矢量
sensors_vec_t orientation; //方向
sensors_vec_t gyro; //陀螺仪
float temperature; //温度
float distance; //距离
float light; //光照
float pressure; //压力
float relative_humidity; //相对湿度
};
uint32_t reserved1[4];
} sensors_event_t;
其中，sensor为传感器的标志符，而不同的传感器则采用union方式来表示。
sensors_vec_t结构体用来表示不同传感器的数据：
typedef struct {
union {
float v[3];
struct {
float x;
float y;
float z;
};
struct {
float azimuth;
float pitch;
float roll;
};
};
int8_t status;
uint8_t reserved[3];
} sensors_vec_t;
Sensor设备结构体sensors_poll_device_t，对标准硬件设备hw_device_t结构体的扩展，主要完成读取底层数据，并将数据存储在struct sensors_poll_device_t结构体中；
poll函数用来获取底层数据，调用时将被阻塞定义如下：
struct sensors_poll_device_t {
struct hw_device_t common;
//Activate/deactivate one sensor
int (*activate)(struct sensors_poll_device_t *dev,
int handle, int enabled);
//Set the delay between sensor events in nanoseconds for a given sensor.
int (*setDelay)(struct sensors_poll_device_t *dev,
int handle, int64_t ns);
//获取数据
int (*poll)(struct sensors_poll_device_t *dev,
sensors_event_t* data, int count);
};
控制设备打开/关闭结构体定义如下：
static inline int sensors_open(const struct hw_module_t* module,
struct sensors_poll_device_t** device) {
return module->methods->open(module,
SENSORS_HARDWARE_POLL, (struct hw_device_t**)device);
} static inline int sensors_close(struct sensors_poll_device_t* device) {
return device->common.close(&device->common);
}
Sensor HAL实现
打开设备时序图
SensorDevice属于JNI层，与HAL进行通信的接口；
在JNI层调用了HAL层的open_sensors()方法打开设备模块，再调用poll__activate()对设备使能，然后调用poll__poll读取数据。