Android Sensor 架构深入剖析

1、Android sensor架构
Android4.0系统内置对传感器的支持达13种，它们分别是：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：



各部分之间架构图如下：



2、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：



传感器模块的定义结构体如下：



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：



每个传感器的数据由sensors_event_t结构体表示，定义如下：



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，sensors_vec_t定义如下：



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：



控制设备打开/关闭结构体定义如下：



3、Sensor HAL实现(以LM75温度传感器为例子)
（1）打开设备流程图



（2）实现代码分析
在代码中含有两个传感器ADC电位器和LM75温度传感器，所以在sensor.c中，首先需要定义传感器数组device_sensor_list[]，其实就是初始化struct sensor_t结构体，初始化如下：



定义open_sensors函数，来打开Sensor模块，代码如下：



在这个方法中，首先需要为hw_device_t分配内存空间，并对其初始化，设置重要方法的实现。
control_open_data_source()打开传感器并使能设备：



调用sensor__data_poll方法读取数据：
/*轮询读取数据*/

static int sensors__data_poll(struct sensors_data_context_t *dev, sensors_data_t * values)

{

int n;

int mag;

float temp;

char buf[10];

while (1) {

if(count % 3 == 2) // 读取ＡＤＣ值

{

if( read(dev->event_fd[0], &mag, sizeof(mag)) < 0)

{

LOGE("read adc error");

}else{

dev->sensors[ID_MAGNETIC_FIELD].magnetic.v[0] =(float)mag;

LOGE("read adc %f\n",(float)mag);

*values = dev->sensors[ID_MAGNETIC_FIELD];

values->sensor = ID_MAGNETIC_FIELD;

count++;

}

usleep(500000);

return ID_MAGNETIC_FIELD;

}

else if(count%3 == 1) //读取温度传感器值

{

memset(buf, 0 ,sizeof(buf));

if((n = read(dev->event_fd[1], buf, 10)) < 0)

{

LOGE("read temp error");

}else{

buf[n - 1] = '\0';

temp =(float) (atoi(buf) / 1000);

dev->sensors[ID_TEMPERATURE].temperature = temp;

LOGE("read temp %f\n",temp);

*values = dev->sensors[ID_TEMPERATURE];

values->sensor = ID_TEMPERATURE;

count++;

}

close(dev->event_fd[1]);

dev->event_fd[1]= open("/sys/bus/i2c/devices/0-0048/temp1_input", O_RDONLY);

usleep(500000);

return ID_TEMPERATURE;

}

else if(count%3 == 0) //读取方向传感器模拟值

{

LOGI("read orientation\n");

/* fill up data of orientation */

dev->sensors[ID_ORIENTATION].orientation.azimuth = x + 5;

dev->sensors[ID_ORIENTATION].orientation.pitch = y + 5;

dev->sensors[ID_ORIENTATION].orientation.roll = z + 5;

*values = dev->sensors[ID_ORIENTATION];

values->sensor = ID_ORIENTATION;

count++;

x += 0.0001; y += 0.0001; z += 0.0001;

usleep (500000);

return ID_ORIENTATION;

}

}

}