91. 传感器基础

Android 手机里塞了一堆传感器：加速度计、陀螺仪、光线、距离、磁力计、心率等。应用能通过 SensorManager 读这些数据，做计步、屏幕旋转、计方向等功能。

传感器分类

三大类：

• 运动传感器：测设备运动。加速度计、陀螺仪、重力传感器、线性加速度。
• 环境传感器：测环境。光线、温度、气压、湿度。
• 位置传感器：测设备方位。磁力计、接近传感器、GPS（位置传感器不在 SensorManager 管，用 LocationManager）。

获取 SensorManager

val sensorManager = context.getSystemService(SensorManager::class.java)

列出所有传感器

val sensors = sensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ALL)
sensors.forEach { sensor ->
    Log.d("Sensor", "${sensor.name} - type=${sensor.stringType}")
}

调试时跑一遍能看你的设备有什么传感器。

加速度计示例

最常见的传感器，测三个轴的加速度（含重力）。

class MainActivity : ComponentActivity(), SensorEventListener {
    private lateinit var sensorManager: SensorManager
    private var accelerometer: Sensor? = null

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        sensorManager = getSystemService(SensorManager::class.java)
        accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
    }

    override fun onResume() {
        super.onResume()
        accelerometer?.let {
            sensorManager.registerListener(this, it, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)
        }
    }

    override fun onPause() {
        super.onPause()
        sensorManager.unregisterListener(this)
    }

    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
        if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
            val x = event.values[0]
            val y = event.values[1]
            val z = event.values[2]
            // x、y、z 单位是 m/s²
            Log.d("Accel", "x=$x, y=$y, z=$z")
        }
    }

    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {
        // 精度变化，一般不用管
    }
}

要点：

• 实现 SensorEventListener 接口。
• registerListener 注册监听，第三个参数是延迟级别。
• onResume 注册，onPause 注销，省电。
• event.values 是浮点数组，不同传感器含义不同。

延迟级别

registerListener 的第三参数控制数据更新频率：

级别	延迟	用途
SENSOR_DELAY_FASTEST	0 微秒	最高频率，耗电大，特殊场景
SENSOR_DELAY_GAME	20ms	游戏
SENSOR_DELAY_UI	60ms	UI 更新
SENSOR_DELAY_NORMAL	200ms	普通，省电

陀螺仪

测角速度，三个轴的旋转速度（弧度/秒）：

val gyroscope = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_GYROSCOPE)

override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
    if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_GYROSCOPE) {
        val x = event.values[0]  // 绕 X 轴角速度
        val y = event.values[1]
        val z = event.values[2]
    }
}

陀螺仪和加速度计一起用，能算出设备姿态（欧拉角、四元数），用于 AR、游戏控制。

光线传感器

环境光强度，单位勒克斯（lux）。用来自动调亮度：

val lightSensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_LIGHT)

override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
    if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_LIGHT) {
        val lux = event.values[0]  // 光照强度
        // 亮（>100 lux）就调高屏幕亮度
    }
}

接近传感器

测物体到屏幕的距离（厘米），打电话时熄屏用：

val proximitySensor = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_PROXIMITY)

override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
    if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_PROXIMITY) {
        val distance = event.values[0]  // 距离，单位 cm
        // 接近耳朵（< 5cm）就锁屏
    }
}

计步器

Android 4.4（API 19）起有两种计步传感器：

• TYPE_STEP_DETECTOR：每走一步触发一次事件。
• TYPE_STEP_COUNTER：从开机累计步数，应用关闭也继续。

val stepCounter = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_STEP_COUNTER)

override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
    if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_STEP_COUNTER) {
        val totalSteps = event.values[0].toInt()
        // 累计步数
    }
}

磁力计

测磁场强度，配合加速度计算方向：

val magneticField = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD)
val accelerometer = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)

override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
    if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) {
        System.arraycopy(event.values, 0, gravity, 0, 3)
    } else if (event.sensor.type == Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD) {
        System.arraycopy(event.values, 0, geomagnetic, 0, 3)
    }

    val rotationMatrix = FloatArray(9)
    val orientation = FloatArray(3)
    SensorManager.getRotationMatrix(rotationMatrix, null, gravity, geomagnetic)
    SensorManager.getOrientation(rotationMatrix, orientation)

    val azimuth = Math.toDegrees(orientation[0].toDouble())  // 方位角
    val pitch = Math.toDegrees(orientation[1].toDouble())    // 俯仰
    val roll = Math.toDegrees(orientation[2].toDouble())     // 翻滚
}

方位角就是指南针的角度（0 度朝北）。

Compose 里用

把传感器数据封装成 Flow：

@Composable
fun accelerometerFlow(): Flow<FloatArray>? {
    val context = LocalContext.current
    val sensorManager = remember { context.getSystemService(SensorManager::class.java) }
    val sensor = remember { sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) }

    return remember(sensor) {
        sensor?.let {
            callbackFlow {
                val listener = object : SensorEventListener {
                    override fun onSensorChanged(event: SensorEvent) {
                        trySend(event.values)
                    }
                    override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {}
                }
                sensorManager.registerListener(listener, it, SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL)

                awaitClose {
                    sensorManager.unregisterListener(listener)
                }
            }
        }
    }
}

@Composable
fun TiltIndicator() {
    val accelFlow = accelerometerFlow()
    var tilt by remember { mutableStateOf(0f) }

    LaunchedEffect(accelFlow) {
        accelFlow?.collect { values ->
            tilt = values[0]  // x 轴加速度
        }
    }

    Text("倾斜：$tilt")
}

传感器精度

onAccuracyChanged 告诉你传感器精度变化：

override fun onAccuracyChanged(sensor: Sensor?, accuracy: Int) {
    when (accuracy) {
        SensorManager.SENSOR_STATUS_NO_CONTACT -> // 没接触
        SensorManager.SENSOR_STATUS_UNRELIABLE -> // 不可靠
        SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_LOW -> // 低精度
        SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_MEDIUM -> // 中精度
        SensorManager.SENSOR_STATUS_ACCURACY_HIGH -> // 高精度
    }
}

精度低时可以提示用户校准（比如磁力计可以画 8 字校准）。

常见坑

1. onPause 忘记 unregister：传感器一直跑，耗电严重。
2. 延迟级别太高：FASTEST 级别几秒钟电就掉一大截。
3. 不判 null 就用：设备没这传感器，getDefaultSensor 返回 null，崩。
4. 主线程做重计算：传感器回调在主线程，复杂算法切子线程。
5. 方向用 TYPE_ORIENTATION：已废弃。用加速度计 + 磁力计 + getRotationMatrix。
6. 同一传感器注册多个 listener：合并到一个，省电。

小结

用 SensorManager 读传感器：getDefaultSensor 拿传感器，registerListener 注册监听，onResume/onPause 管理生命周期。延迟级别按场景选，NORMAL 够日常用。加速度计测运动，磁力计测方向，计步器走 TYPE_STEP_COUNTER。Compose 里把传感器数据封装成 Flow，自动管理订阅。

下一章讲位置与地图。