iOS开发 传感器（加速计、摇一摇、计步器）
一、传感器
1、什么是传感器
传感器是一种感应\检测周围环境的一种装置, 目前已经广泛应用于智能手机上
传感器的作用
用于感应\检测设备周边的信息
不同类型的传感器, 检测的信息也不一样
iPhone中的下面现象都是由传感器完成的
在地图应用中, 能判断出手机头面向的方向
一关灯, iPhone会自动调整屏幕的亮度
打电话时, 人脸贴近iPhone屏幕时, 屏幕会自动锁屏
… …
二、各种传感器
1、传感器的类型
iPhone内置的传感器有
运动传感器\加速度传感器\加速计（Motion/Accelerometer Sensor）
环境光传感器（Ambient Light Sensor）
距离传感器（Proximity Sensor）
磁力计传感器（Magnetometer Sensor）
内部温度传感器（Internal Temperature Sensor）
湿度传感器（Moisture Sensor）
陀螺仪（Gyroscope）
… …
2、环境光传感器（Ambient Light Sensor）
是iPhone和Mac设备中最为古老的传感器成员
它能够让你在使用 Mac、iPhone、iPad时，眼睛更为舒适
从一个明亮的室外走入相对黑暗的室内后，iOS设备会自动调低亮度，让屏幕显得不再那么光亮刺眼
当你使用iPhone拍照时，闪光灯会在一定条件下自动开启
几乎所有的Mac 都带有背光键盘，当周围光线弱到一定条件时，会自动开启键盘背光
3、距离传感器（Proximity Sensor）
用于检测是否有其他物体靠近设备屏幕
当你打电话或接电话时将电话屏幕贴近耳边，iPhone会自动关闭屏幕 ，好处是
节省电量
防止耳朵或面部不小心触摸屏幕而引发一些不想要的意外操作
题外话：利用距离传感器，能找出很多电视剧的穿帮镜头
4、磁力计传感器（Magnetometer Sensor）
可以感应地球磁场， 获得方向信息， 使位置服务数据更精准
可以用于电子罗盘和导航应用
iPad的Smart Cover盒盖睡眠操作就是基于磁力计传感器
5、内部温度传感器（Internal Temperature Sensor）
从 iPad一代开始，iOS设备都加入了一个内部温度传感器，用于检测内部组件温度，当温度超过系统设定的阈值时,会出现以下提示
6、湿度传感器（Moisture Sensor）
湿度传感器跟其他基于微电子的传感器不同，是一个简单的物理传感器
简单来说，湿度传感器就是一张遇水变红的试纸
Apple的维修人员就是通过检测试纸是否变红，来判断设备是否进水
（设备进水不在保修范围之内）
7、陀螺仪（Gyroscope）
陀螺仪是随着iPhone4的上市首次出现在iOS设备上的传感器
陀螺仪的原理是检测设备在X、Y、Z轴上所旋转的角速度
陀螺仪在赛车类游戏中有重大作用：
模拟汽车驾驶时方向盘旋转的动作
使得这类游戏的操控体验更为真实
8、加速计传感器（Motion/Accelerometer Sensor）
最早出现在iOS设备上的传感器之一
加速计用于检测设备在X、Y、Z轴上的加速度 （哪个方向有力的作用）
加速计可以用于检测设备的摇晃，经典应用场景
摇一摇
计步器
小结：
三、距离传感器的使用
默认情况下,每一个应用程序距离传感器都是关闭状态
如果需要,需要通过代码将其打开
// 开启距离感应功能
[UIDevice currentDevice].proximityMonitoringEnabled = YES;
// 监听距离感应的通知
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
selector:@selector(proximityChange:)
name:UIDeviceProximityStateDidChangeNotification
object:nil];
- (void)proximityChange:(NSNotification *)notification {
if ([UIDevice currentDevice].proximityState == YES) {
NSLog(@"某个物体靠近了设备屏幕"); // 屏幕会自动锁住
} else {
NSLog(@"某个物体远离了设备屏幕"); // 屏幕会自动解锁
}
}
四、加速计
1、加速计原理
检测设备在X、Y、Z轴上的加速度 （哪个方向有力的作用，哪个方向运动了）
根据加速度数值，就可以判断出在各个方向上的作用力度
2、UIAccelerometer
1）加速计程序的开发
在iOS4以前：使用UIAccelerometer，用法非常简单（到了iOS5就已经过期）
从iOS4开始：CoreMotion.framework
虽然UIAccelerometer已经过期，但由于其用法极其简单，很多程序里面都还有残留
2）UIAccelerometer的使用步骤
获得单例对象 UIAccelerometer *accelerometer = [UIAccelerometer sharedAccelerometer]; 设置代理 accelerometer.delegate = self; 设置采样间隔 accelerometer.updateInterval = 1.0/30.0; // 1秒钟采样30次 实现代理方法 - (void)accelerometer:(UIAccelerometer *)accelerometer didAccelerate:(UIAcceleration *)acceleration // acceleration中的x、y、z三个属性分别代表每个轴上的加速度
3、Core Motion
1）Core Motion
在iOS4之前，加速度计由UIAccelerometer类来负责采集数据
随着iPhone4的推出加速度计全面升级，并引入了陀螺仪与Motion（运动）相关的编程成为重头戏苹果特地在iOS4中增加了专门处理Motion的框架-CoreMotion.framework
Core Motion不仅能够提供实时的加速度值和旋转速度值，更重要的是，苹果在其中集成了很多牛逼的算法
2）Core Motion获取数据的两种方式
获取加速计信息
push
实时采集所有数据（采集频率高）
创建运动管理者对象
CMMotionManager *mgr = [[CMMotionManager alloc] init];
判断加速计是否可用（最好判断）
if (mgr.isAccelerometerAvailable) {
// 加速计可用
}
设置采样间隔
mgr.accelerometerUpdateInterval = 1.0/30.0; // 1秒钟采样30次
开始采样（采样到数据就会调用handler，handler会在queue中执行）
- (void)startAccelerometerUpdatesToQueue:(NSOperationQueue *)queue withHandler:(CMAccelerometerHandler)handler;
pull
在有需要的时候，再主动去采集数据
创建运动管理者对象
CMMotionManager *mgr = [[CMMotionManager alloc] init];
判断加速计是否可用（最好判断）
if (mgr.isAccelerometerAvailable) { // 加速计可用 }
开始采样
- (void)startAccelerometerUpdates;
在需要的时候采集加速度数据
CMAcceleration acc = mgr.accelerometerData.acceleration;
NSLog(@"%f, %f, %f", acc.x, acc.y, acc.z);
获取陀螺仪信息
- (void)pullGyro
{
// pull方式获取陀螺仪信息
// 1.判断陀螺仪是否可用
if (!self.mgr.isGyroAvailable) {
NSLog(@"设备小于iPhone4,或者陀螺仪损坏");
return;
}
// 2.开始采样
[self.mgr startGyroUpdates];
}
- (void)pushGyro
{
// push方式获取陀螺仪信息
// 1.判断陀螺仪是否可用
if (!self.mgr.isGyroAvailable) {
NSLog(@"设备小于iPhone4,或者陀螺仪损坏");
return;
}
// 2.设置采样
self.mgr.gyroUpdateInterval = 1.0 / 10;
// 3.开始采样
[self.mgr startGyroUpdatesToQueue:[NSOperationQueue mainQueue] withHandler:^(CMGyroData * _Nullable gyroData, NSError * _Nullable error) {
if (error) {
NSLog(@"%@", error);
return;
}
// 获取陀螺仪的信息
CMRotationRate rotationRate = gyroData.rotationRate;
NSLog(@"x:%f y:%f z:%f", rotationRate.x, rotationRate.y, rotationRate.z);
}];
}
4、Core Motion框架结构示意图
五、摇一摇
监控摇一摇的方法
方法1：通过分析加速计数据来判断是否进行了摇一摇操作（比较复杂）
方法2：iOS自带的Shake监控API（非常简单）
判断摇一摇的步骤：实现3个摇一摇监听方法
- (void)motionBegan:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event /** 检测到摇动 */ - (void)motionCancelled:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event /** 摇动取消(被中断) */ - (void)motionEnded:(UIEventSubtype)motion withEvent:(UIEvent *)event /** 摇动结束 */
六、计步器
计步器是从iOS7开始引入(内部原理还是加速计)
iOS7 : CMStepCounter –> iOS8过期
// 1.判断计步器是否可用
if (![CMStepCounter isStepCountingAvailable]) {
NSLog(@"计步器不可用");
return;
}
// 2.开始计步
// 2.1.创建计步器
CMStepCounter *stepCounter = [[CMStepCounter alloc] init];
// 2.2.开始计步
// updateOn : 用户走了多少步之后,更新block
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[stepCounter startStepCountingUpdatesToQueue:queue updateOn:5 withHandler:^(NSInteger numberOfSteps, NSDate * _Nonnull timestamp, NSError * _Nullable error) {
if (error) return;
// 1.GCD方式
// dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
// self.stepLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"您一共走了%ld步", numberOfSteps];
// });
NSString *stepString = [NSString stringWithFormat:@"您一共走了%ld步", numberOfSteps];
[self.stepLabel performSelectorOnMainThread:@selector(setText:) withObject:stepString waitUntilDone:YES];
}];
iOS8用法
/** 计步器对象 */
@property (nonatomic, strong) CMPedometer *pedometer;
#pragma mark - 懒加载代码
- (CMPedometer *)pedometer
{
if (_pedometer == nil) {
self.pedometer = [[CMPedometer alloc] init];
}
return _pedometer;
}
// 1.判断计步器是否可用
if (![CMPedometer isStepCountingAvailable]) {
return;
}
// 2.开始计步
// 2.1.创建计步对象
// 2.2.开始计步
// FromDate : 从什么时间开始计步
NSDate *date = [NSDate date];
[self.pedometer startPedometerUpdatesFromDate:date withHandler:^(CMPedometerData * _Nullable pedometerData, NSError * _Nullable error) {
if (error) {
NSLog(@"%@", error);
return;
}
NSLog(@"您一共走了%@步", pedometerData.numberOfSteps);
}];
计算前7天内的 某段时间一共走了多少步
NSDateFormatter *fmt = [[NSDateFormatter alloc] init];
fmt.dateFormat = @"yyyy-MM-dd";
NSDate *fromDate = [fmt dateFromString:@"2015-9-26"];
NSDate *toDate = [fmt dateFromString:@"2015-9-28"];
[self.pedometer queryPedometerDataFromDate:fromDate toDate:toDate withHandler:^(CMPedometerData * _Nullable pedometerData, NSError * _Nullable error) {
NSLog(@"%@", pedometerData.numberOfSteps);
}];