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鸿蒙OS 传感器概述

2020-09-17 10:20:23 更新

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。传感器列表如[图1]所示。

分类 API类名 传感器类型 中文描述 说明 主要用途
运动类 ohos.sensor.agent.CategoryMotionAgent SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER 加速度传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,施加在设备上的加速度(包括重力加速度),单位 : m/s2 检测运动状态
SENSOR_TYPE_ACCELEROMETER_UNCALIBRATED 未校准加速度传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,施加在设备上的未校准的加速度(包括重力加速度),单位 : m/s2 检测加速度偏差估值
SENSOR_TYPE_LINEAR_ACCELERATION 线性加速度传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,施加在设备上的线性加速度(不包括重力加速度),单位 : m/s2 检测每个单轴方向上的线性加速度
SENSOR_TYPE_GRAVITY 重力传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,施加在设备上的重力加速度,单位 : m/s2 测量重力大小
SENSOR_TYPE_GYROSCOPE 陀螺仪传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,设备的旋转角速度,单位 : rad/s 测量旋转的角速度
SENSOR_TYPE_GYROSCOPE_UNCALIBRATED 未校准陀螺仪传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,设备的未校准旋转角速度,单位 : rad/s 测量旋转的角速度及偏差估值
SENSOR_TYPE_SIGNIFICANT_MOTION 大幅度动作传感器 测量三个物理轴(x、y 和 z)上,设备是否存在大幅度运动;如果取值为1则代表存在大幅度运动,取值为0则代表没有大幅度运动 用于检测设备是否存在大幅度运动
SENSOR_TYPE_DROP_DETECTION 跌落检测传感器 检测设备的跌落状态;如果取值为1则代表发生跌落,取值为0则代表没有发生跌落 用于检测设备是否发生了跌落
SENSOR_TYPE_PEDOMETER_DETECTION 计步器检测传感器 检测用户的计步动作;如果取值为1则代表用户产生了计步行走的动作;取值为0则代表用户没有发生运动 用于检测用户是否有计步的动作
SENSOR_TYPE_PEDOMETER 计步器传感器 统计用户的行走步数 用于提供用户行走的步数数据
环境类 ohos.sensor.agent.CategoryEnvironmentAgent SENSOR_TYPE_AMBIENT_TEMPERATURE 环境温度传感器 测量环境温度,单位 : 摄氏度 (°C) 测量环境温度
SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD 磁场传感器 测量三个物理轴向(x、y、z)上,环境地磁场,单位 : μT 创建指南针
SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD_UNCALIBRATED 未校准磁场传感器 测量三个物理轴向(x、y、z)上,未校准环境地磁场,单位 : μT 测量地磁偏差估值
SENSOR_TYPE_HUMIDITY 湿度传感器 测量环境的相对湿度,以百分比 (%) 表示 监测露点、绝对湿度和相对湿度
SENSOR_TYPE_BAROMETER 气压计传感器 测量环境气压,单位 : hPa 或 mbar 测量环境气压
SENSOR_TYPE_SAR 比吸收率传感器 测量比吸收率,单位:W/kg 测量设备的电磁波能量吸收比值。
方向类 ohos.sensor.agent.CategoryOrientationAgent SENSOR_TYPE_6DOF 6自由度传感器 测量上下、前后、左右方向上的位移,单位:m或mm;测量俯仰、偏摆、翻滚的角度,单位:rad 检测设备的三个平移自由度以及旋转自由度,用于目标定位追踪,如:VR
SENSOR_TYPE_SCREEN_ROTATION 屏幕旋转传感器 检测设备屏幕的旋转状态 用于检测设备屏幕是否发生了旋转
SENSOR_TYPE_DEVICE_ORIENTATION 设备方向传感器 测量设备的旋转方向,单位:rad 用于检测设备旋转方向的角度值
SENSOR_TYPE_ORIENTATION 方向传感器 测量设备围绕所有三个物理轴(x、y、z)旋转的角度值,单位:rad 用于提供屏幕旋转的3个角度值
SENSOR_TYPE_ROTATION_VECTOR 旋转矢量传感器 测量设备旋转矢量,复合传感器:由加速度传感器、磁场传感器、陀螺仪传感器合成 检测设备相对于东北天坐标系的方向
SENSOR_TYPE_GAME_ROTATION_VECTOR 游戏旋转矢量传感器 测量设备游戏旋转矢量,复合传感器:由加速度传感器、陀螺仪传感器合成 应用于游戏场景
SENSOR_TYPE_GEOMAGNETIC_ROTATION_VECTOR 地磁旋转矢量传感器 测量设备地磁旋转矢量,复合传感器:由加速度传感器、磁场传感器合成 用于测量地磁旋转矢量
光线类 ohos.sensor.agent.CategoryLightAgent SENSOR_TYPE_PROXIMITY 接近光传感器 测量可见物体相对于设备显示屏的接近或远离状态 通话中设备相对人的位置
SENSOR_TYPE_TOF ToF传感器 测量光在介质中行进一段距离所需的时间 人脸识别
SENSOR_TYPE_AMBIENT_LIGHT 环境光传感器 测量设备周围光线强度,单位:lux 自动调节屏幕亮度,检测屏幕上方是否有遮挡
SENSOR_TYPE_COLOR_TEMPERATURE 色温传感器 测量环境中的色温 应用于设备的影像处理
SENSOR_TYPE_COLOR_RGB RGB颜色传感器 测量环境中的RGB颜色值 通过三原色的反射比率实现颜色检测
SENSOR_TYPE_COLOR_XYZ XYZ颜色传感器 测量环境中的XYZ颜色值 用于辨识真色色点,还原色彩更真实
健康类 ohos.sensor.agent.CategoryBodyAgent SENSOR_TYPE_HEART_RATE 心率传感器 测量用户的心率数值 用于提供用户的心率健康数据
SENSOR_TYPE_WEAR_DETECTION 佩戴检测传感器 检测用户是否佩戴 用于检测用户是否佩戴智能穿戴
其他类 ohos.sensor.agent.CategoryOtherAgent SENSOR_TYPE_HALL 霍尔传感器 测量设备周围是否存在磁力吸引 设备的皮套模式
SENSOR_TYPE_GRIP_DETECTOR 手握检测传感器 检测设备是否有抓力施加 用于检查设备侧边是否被手握住
SENSOR_TYPE_MAGNET_BRACKET 磁铁支架传感器 检测设备是否被磁吸 检测设备是否位于车内或者室内
SENSOR_TYPE_PRESSURE_DETECTOR 按压检测传感器 检测设备是否有压力施加 用于检测设备的正上方是否存在按压

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

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  • 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(车机、智能穿戴、智慧屏等)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。

传感器 HarmonyOS 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

  1. 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。