• Введение
• Сенсорные возможности Android
• Пример работы с датчиком
• Применение MediaRecorder
• Android как измерительная платформа
• Заключение
• Загрузка
• Ресурсы
• Об авторе

Введение

Платформа Android идеально подходит для создания инновационных приложений с использованием аппаратных датчиков, особенно Java-программистами. Мы рассмотрим некоторые варианты интерфейсов для приложений Android, включая использование подсистемы датчиков и записи аудиофрагментов.

Какое приложение лучше построить, чтобы задействовать аппаратные возможности устройства на платформе Android? Подойдет любое, в котором требуются электронные глаза и уши. На ум приходит электронная няня, система безопасности или даже сейсмограф. Хотя с метафизической точки зрения одновременно присутствовать в двух местах невозможно, Android может предложить некоторые практические способы преодоления этого ограничения. В рамках этой статьи под Android-устройством понимается не просто "мобильный телефон", а установленное в определенном месте устройство с беспроводным соединением с сетью, таким как EDGE или Wi-Fi. Загрузите исходный код примера приложения для этой статьи.

В начало

Сенсорные возможности Android

Один из приятных аспектов работы с платформой Android заключается в возможности получить доступ к некоторым полезным компонентам самого устройства. До сих пор разработчиков мобильных устройств разочаровывала невозможность доступа к их внутреннему оборудованию. Хотя между вами и металлом все же остается прослойка Java-среды Android, команда разработчиков Android вывела многие возможности аппаратуры на поверхность. А так как это платформа с открытым исходным кодом, можно засучить рукава и написать собственный код для решения своих задач.

Загрузите SDK Android, если вы этого еще не сделали. Рекомендуем также изучить содержимое пакета android.hardware и следить за примерами этой статьи. Пакет android.media package содержит классы, которые предоставляют разработчикам новые полезные функции.

Ниже описаны некоторые аппаратно-ориентированные функции, содержащиеся в SDK Android.

Android.hardware.SensorManager содержит несколько констант, которые характеризуют различные аспекты системы датчиков Android, в том числе:

Центром сенсорных приложений служит интерфейс SensorListener. Он включает в себя два необходимых метода:

Для взаимодействия с датчиком приложение должно зарегистрироваться на прием действий, связанных с одним или несколькими датчиками. Регистрация осуществляется с помощью метода registerListener класса SensorManager. Пример кода для этой статьи демонстрирует, как приложение регистрируется и отменяет регистрацию с помощью SensorListener.

Помните, что не каждое устройство Android поддерживает тот или иной датчик, указанный в SDK. Если на конкретном устройстве тот или иной датчик отсутствует, ваше приложение должно обрабатывать эту ситуацию аккуратно.

В начало

Пример работы с датчиком

Этот пример приложения просто следит за изменениями значений датчиков ориентации и акселерометра (исходный код приведен в разделе Загрузки). При изменении значений датчиков они отображаются на экране в виджете TextView. Рисунок 1 демонстрирует приложение в действии.

Рисунок 1. Мониторинг ускорения и ориентации

Приложение создано в среде Eclipse с плагином Android Developer Tools. (Более подробную информацию о разработке Android-приложений с помощью Eclipse см. в разделе Ресурсы.) В листинге 1 приведен код этого приложения.

package com.msi.ibm.eyes;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.widget.TextView;
import android.hardware.SensorManager;
import android.hardware.SensorListener;
public class IBMEyes extends Activity implements SensorListener {
    final String tag = "IBMEyes";
    SensorManager sm = null;
    TextView xViewA = null;
    TextView yViewA = null;
    TextView zViewA = null;
    TextView xViewO = null;
    TextView yViewO = null;
    TextView zViewO = null;

    /** Called when the activity is first created. */
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
       // get reference to SensorManager
        sm = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
        setContentView(R.layout.main);
        xViewA = (TextView) findViewById(R.id.xbox);
        yViewA = (TextView) findViewById(R.id.ybox);
        zViewA = (TextView) findViewById(R.id.zbox);
        xViewO = (TextView) findViewById(R.id.xboxo);
        yViewO = (TextView) findViewById(R.id.yboxo);
        zViewO = (TextView) findViewById(R.id.zboxo);
    }
    public void onSensorChanged(int sensor, float[] values) {
        synchronized (this) {
            Log.d(tag, "onSensorChanged: " + sensor + ", x: " + 
values[0] + ", y: " + values[1] + ", z: " + values[2]);
            if (sensor == SensorManager.SENSOR_ORIENTATION) {
                xViewO.setText("Orientation X: " + values[0]);
                yViewO.setText("Orientation Y: " + values[1]);
                zViewO.setText("Orientation Z: " + values[2]);
            }
            if (sensor == SensorManager.SENSOR_ACCELEROMETER) {
                xViewA.setText("Accel X: " + values[0]);
                yViewA.setText("Accel Y: " + values[1]);
                zViewA.setText("Accel Z: " + values[2]);
            }            
        }
    }

    public void onAccuracyChanged(int sensor, int accuracy) {
    	Log.d(tag,"onAccuracyChanged: " + sensor + ", accuracy: " + accuracy);
    }
    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();
      // register this class as a listener for the orientation and accelerometer sensors
        sm.registerListener(this, 
                SensorManager.SENSOR_ORIENTATION |SensorManager.SENSOR_ACCELEROMETER,
                SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

    @Override
    protected void onStop() {
        // unregister listener
        sm.unregisterListener(this);
        super.onStop();
    }    
}

Это обычное приложение на основе действий, поскольку оно просто выводит на экран данные, получаемые от датчиков. Для ситуаций, когда устройство должно одновременно выполнять другие высокоприоритетные действия, приложение лучше было бы реализовать в форме сервиса.

Метод действия onCreate получает ссылку на SensorManager, где расположены все связанные с датчиками функции. Кроме того, метод onCreate создает ссылки на шесть виджетов TextView, в которые будут выводиться результаты измерений.

Метод onResume(), используя ссылку на SensorManager, регистрируется на прием обновлений данных датчика посредством метода registerListener:

Когда работа приложения приостанавливается, нужно отменить регистрацию приемника, чтобы больше не получать обновления значений датчика. Это делается с помощью метода unregisterListener класса SensorManager. Единственным параметром является экземпляр SensorListener.

При вызове обоих методов registerListener и unregisterListener приложение использует ключевое слово this. Обратите внимание на ключевое слово implements в определении класса, которое декларирует, что этот класс реализует интерфейс SensorListener. Вот почему в registerListener и unregisterListener передается this.

SensorListener должен реализовать два метода: onSensorChange и onAccuracyChanged. Наш пример приложения не заботится о точности датчиков, а лишь вводит текущие значения X, Y и Z этих датчиков. Метод onAccuracyChanged, по существу, ничего не делает; он просто добавляет запись в журнал при каждом вызове.

Кажется, что метод onSensorChanged вызывается постоянно, так как акселерометр и датчик ориентации передают данные быстро. Чтобы определить, какой датчик передает данные, мы смотрим на первый параметр. Когда передающий датчик выявлен, соответствующие элементы пользовательского интерфейса обновляются данными, содержащимися в массиве значений с плавающей запятой, принятом в качестве второго аргумента метода. Хотя пример просто отображает эти значения, в более сложных приложениях они могут анализироваться, сравниваться с предыдущими значениями или использоваться в некоем алгоритме распознавания образов для определения того, что делает пользователь (или что происходит во внешней среде).

Теперь, когда мы рассмотрели подсистему датчиков, в следующем разделе приведем пример кода, который записывает звук на телефон Android. Этот пример работает на устройстве для разработчиков Dev1.

В начало

Применение MediaRecorder

Пакет Android.media содержит классы для взаимодействия с мультимедийной подсистемой. Класс android.media.MediaRecorder используется для записи медиафрагментов, включая аудио и видео. MediaRecorder действует как конечный автомат. Вы задаете различные параметры, такие как устройство-источник и формат. После установки запись может выполняться как угодно долго, пока не будет остановлена.

В листинге 2 приведен код для записи звука на устройство Android. Этот код не включает элементы пользовательского интерфейса приложения (полный исходный код см. в разделе загрузок).

MediaRecorder mrec ;
File audiofile = null;
private static final String TAG="SoundRecordingDemo";
protected void startRecording() throws IOException 
{
   mrec.setAudioSource(MediaRecorder.AudioSource.MIC);
   mrec.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.THREE_GPP);
   mrec.setAudioEncoder(MediaRecorder.AudioEncoder.AMR_NB);
   if (mSampleFile == null) 
   {
       File sampleDir = Environment.getExternalStorageDirectory();
       try 
       { 
          audiofile = File.createTempFile("ibm", ".3gp", sampleDir);
       }
       catch (IOException e) 
       {
           Log.e(TAG,"sdcard access error");
           return;
       }
   }
   mrec.setOutputFile(audiofile.getAbsolutePath());
   mrec.prepare();
   mrec.start();
}
protected void stopRecording() 
{
   mrec.stop();
   mrec.release();
   processaudiofile(audiofile.getAbsolutePath());
}
protected void processaudiofile() 
{
   ContentValues values = new ContentValues(3);
   long current = System.currentTimeMillis();
   values.put(MediaStore.Audio.Media.TITLE, "audio" + audiofile.getName());
   values.put(MediaStore.Audio.Media.DATE_ADDED, (int) (current / 1000));
   values.put(MediaStore.Audio.Media.MIME_TYPE, "audio/3gpp");
   values.put(MediaStore.Audio.Media.DATA, audiofile.getAbsolutePath());
   ContentResolver contentResolver = getContentResolver();

   Uri base = MediaStore.Audio.Media.EXTERNAL_CONTENT_URI;
   Uri newUri = contentResolver.insert(base, values);

   sendBroadcast(new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_SCAN_FILE, newUri));
}

В методе startRecording создается и инициализируется экземпляр MediaRecorder.

Аудиофайл хранится не во внутренней памяти, а на отдельной карте. External.getExternalStorageDirectory() возвращает имена карты памяти и временного файла, созданного в этом каталоге. Затем этот файл связывается с экземпляром MediaRecorder, обращаясь к методу setOutputFile. Аудиоданные будут храниться в этом файле.

Вызов метода prepare завершает инициализацию MediaRecorder. Когда нужно начать процесс записи, вызывается метод start. Запись в файл на карте памяти ведется до тех пор, пока не будет вызван метод stop. Этот метод освобождает ресурсы, выделенные экземпляру MediaRecorder.

Когда аудиофрагмент записан, можно выполнить несколько действий:

В примере кода метод processaudiofile добавляет аудиозапись в медиатеку. Для уведомления встроенного приложения о том, что доступна новая информация, используется Intent.

И последнее замечание об этом фрагменте кода: сразу после создания он не будет записывать аудио. Вы увидите созданный файл, но не услышите звука. Нужно добавить разрешение в файл AndroidManifest.xml:

<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO"></uses-permission>

Теперь вы кое-что знаете о взаимодействии с датчиками Android и записи аудио. В следующем разделе приводится более широкий обзор архитектуры приложений, связанных со сбором данных и системами передачи сообщений.

В начало

Android как измерительная платформа

Платформа Android располагает широкими возможностями по измерению параметров окружающей среды. При таком многообразии входных параметров и датчиков в сочетании с мощными вычислительными и сетевыми функциями Android становится привлекательной платформой для создания систем взаимодействия с реальным миром. На рисунке 2 упрощенно показано соотношение между входами, логикой приложений и методами уведомления или выходами.

Рисунок 2. Блок-схема Android-ориентированной системы датчиков

Это очень гибкая архитектура; логику приложения можно распределять между локальным Android-устройством и серверными ресурсами, которые могут подключаться к более крупным базам данных и вычислительным мощностям. Например, аудиотрек, записанный на локальном Android-устройстве, можно отправить методом POST на Web-сервер, где данные сопоставляются с базой данных образцов голоса. Ясно, что это только самое поверхностное знакомство с возможностями платформы. Надеюсь, что вы заинтересовались и начнете копать глубже, чтобы использовать платформу Android не только для целей мобильной телефонии.

В начало

Заключение

Из этой статьи вы получили первое представление о работе с датчиками Android. Приведенные примеры приложений определяют ориентацию и ускорение, а также взаимодействуют со средствами звукозаписи с использованием класса MediaRecorder. Android - гибкая, удобная платформа для создания систем взаимодействия с реальным миром. Сфера влияния Android очень быстро расширяется, и эта платформа осваивает все новые области применения. Не упускайте ее из вида.

В начало

Загрузка

Ресурсы

Научиться

• Оригинал статьи (EN).
  
  
• "Разработка приложений для Android с помощью Eclipse."
  
  
• Сайт для разработчиков Android предлагает документацию, загрузки, блоги и многое другое.
  
  
• Спонсор Android: Open Handset Alliance - группа из 47 компаний, специализирующихся на ИТ и мобильной связи, которые поставили перед собой цель ускорить внедрение инноваций в сфере мобильной телефонии и предложить потребителям еще более широкие возможности, низкие цены и лучшее качество связи.
  
  
• Прочтите книгу Unlocking Android, чтобы углубить свои знания (EN).
  
  
• Подробнее о Dalvik Virtual Machine.
  
  
• Видеоруководства по устройству Dalvik VM на YouTube.
  
  
• Unlocking Android: A Developer's Guide — руководство с практическими рекомендациями по ОС Android и инструментам разработки (EN).
  
  
• Интервью и дискуссии разработчиков ПО в подкастах на developerWorks.(EN)
  
  
• Чтобы оставаться в курсе новостей, посещайте раздел технических мероприятий и Web-трансляций на developerWorks.(EN)
  
  
• Следите за developerWorks по Твиттеру.(EN)
  
  
• Следите за предстоящими конференциями, выставками, Web-трансляциями и другими мероприятиями во всем мире, которые могут заинтересовать разработчиков открытого ПО IBM.(EN)
  
  
• Посетите раздел открытого ПО developerWorks, содержащий богатую справочную информацию, инструменты и новости по проектам, которые помогают в разработке технологий с открытым исходным кодом и их использовании с продуктами IBM.(EN)
  
  
• Узнавайте о технологиях IBM и возможностях продуктов IBM и Open Source и учитесь работать с ними с помощью бесплатных демонстраций по требованию на developerWorks.(EN)
  
  

Получить продукты и технологии

• Загрузите SDK Android.
  
  
• Загрузите последнюю версию IDE Eclipse.
  
  
• Используйте в своем следующем проекте Open Source-разработки ознакомительное ПО IBM, которое можно загрузить через Интернет или заказать на DVD.(EN)
  
  
• Загрузите ознакомительные версии продуктов IBM или попробуйте онлайновые версии IBM SOA Sandbox и попрактикуйтесь в работе с инструментами разработки приложений и продуктами промежуточного уровня семейств DB2®, Lotus®, Rational®, Tivoli® и WebSphere®.(EN)
  
  

Обсудить

• Примите участие в обсуждении материала на форуме developerWorks.
  
  
• Принимайте участие в блогах developerWorks и в жизни сообщества developerWorks.(EN)
  
  

Об авторе

В начало