Android特色开发之传感器和语音识别分析_CTI平台_语音识别

Android特色开发之传感器和语音识别分析

2011/02/11

　　随着科技的快速演进，现代人对移动通信、无线上网与多媒体娱乐的需求更甚以往，所谓的智能手机(Smart Phone)便成了炙手可热的个人消费电子产品之一，从Apple不断推出iPhone企图颠覆消费者对手机的想象、RIM推出主打商务功能的黑莓机、Google的Android系统让众家手机厂商争食大饼，到微软屡败屡战的从WinMo一路开发到WP7，智能手机的这块战场可说是打的如火如荼。然而在这些众家竞争者中，Android可说是目前行情看俏的一套操作系统，以国际市调研究机构Gartner最新出炉2010年第三季的调查为例，采用Android操作系统的智能手机在过去一年以来成长幅度最高，光是市占率便是前一年同期的七倍之多，销售量更是达到14倍的成长，同时也一举从市占率排名的第六名窜升到第二名。而在今年一月份甫落幕的国际消费性电子展(CES)，也处处可见各式各样采用Android操作系统的产品。

　　导读: Android 是一个面向应用程序开发的丰富平台，它拥有许多具有吸引力的用户界面元素、数据管理和网络应用等优秀的功能。Android 还提供了很多颇具特色的接口。

　　Android 是一个面向应用程序开发的丰富平台，它拥有许多具有吸引力的用户界面元素、数据管理和网络应用等优秀的功能。Android 还提供了很多颇具特色的接口。本文我们将分别介绍这些吸引开发者眼球的特色开发，主要包括：传感器系统(Sensor)、语音识别技术(RecognizerIntent)、Google Map和用来开发桌面的插件(Widget)。通过本文的学习，读者将对Android有一个更深入的了解，可以开发出一些有特色、有创意的应用程序。

一、传感器

　　据调查，2008年全球传感器销售额为506亿美元，预计到2010年全球传感器销售额可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场增长最快的领域依旧是汽车，占第二位的是过程控制，当然现在也被广泛应用于通信。那么，传感器的定义是什么呢?有哪些种类的传感器呢?Android中提供了哪些传感器呢?

　　1.传感器的定义

　　传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾)，并将探知的信息传递给其他装置或器官。国家标准GB7665—87对传感器的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受被测量的信息，并能将检测的感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

　　2.传感器的种类

　　可以从不同的角度对传感器进行分类：转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);用途;输出信号类型以及制作材料和工艺等。

　　根据工作原理，传感器可分为物理传感器和化学传感器两大类。

　　物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

　　化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

　　大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器的技术问题较多，例如可靠性问题、规模生产的可能性、价格问题等，解决了这些问题，化学传感器的应用将会有巨大增长。而有些传感器既不能划分为物理类，也不能划分为化学类。

　　3.Android中传感器的种类

　　Google Android操作系统中内置了很多传感器，比如G1自带了一个非常实用的加速感应器(微型陀螺仪)，有了它，G1手机就支持重力感应、方向判断等功能，在部分游戏或软件中可以自动识别屏幕的横屏、竖屏方向来改变屏幕显示布局。下面是Android中支持的几种传感器：　　

Sensor.TYPE_ACCELEROMETER：加速度传感器。

Sensor.TYPE_GYROSCOPE：陀螺仪传感器。

Sensor.TYPE_LIGHT：亮度传感器。

Sensor.TYPE_MAGNETIC_FIELD：地磁传感器。

Sensor.TYPE_ORIENTATION：方向传感器。

Sensor.TYPE_PRESSURE：压力传感器。

Sensor.TYPE_PROXIMITY：近程传感器。

Sensor.TYPE_TEMPERATURE：温度传感器。

　　下面我们通过一个例子来分析Android中传感器的使用，这里分析的是方向传感器(TYPE_ORIENTATION)。

　　4.Android 中传感器的功能

　　要在Android中使用传感器，首先需要了解SensorManager和SensorEventListener。顾名思义，SensorManager就是所有传感器的一个综合管理类，包括了传感器的种类、采样率、精准度等。我们可以通过getSystemService方法来取得一个SensorManager对象。代码如下：

　　SensorManager mSensorManager = SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);

　　取得SensorManager对象之后，可以通过getSensorList方法来获得我们需要的传感器类型，保存到一个传感器列表中。通过如下代码可以得到一个方向传感器：

　　List sensors = mSensorManager.getSensorList(Sensor.TYPE_ORIENTATION);

　　要与传感器交互，应用程序必须注册以侦听与一个或多个传感器相关的活动。Android中提供了registerListener来注册一个传感器，并提供了unregisterListener来卸载一个传感器。registerListener方法包括3个参数：第1个参数，接收信号的Listener实例;第2个参数，想接收的传感器类型的列表(即上一步创建的List对象);第3个参数，接收频度。调用之后返回一个布尔值，true表示成功，false表示失败。当然，之后不再使用时，我们还需要卸载。代码如下：

　　//注册传感器
　　Boolean mRegisteredSensor = mSensorManager.registerListener(this, sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);
　　//卸载传感器
　　mSensorManager.unregisterListener(this);

　　其中，SensorEventListener是使用传感器的核心部分，包括以下两个方法必须实现：

　　onSensorChanged (SensorEvent event) 方法在传感器值更改时调用。该方法只由受此应用程序监视的传感器调用。该方法的参数包括一个SensorEvent对象，该对象主要包括一组浮点数，表示传感器获得的方向、加速度等信息。例如，以下代码可以取得其值：

　　float x = event.values[SensorManager.DATA_X];
　　float y = event.values[SensorManager.DATA_Y];
　　float z = event.values[SensorManager.DATA_Z];

　　onAccuracyChanged (Sensor sensor,int accuracy) 方法在传感器的精准度发生改变时调用。其参数包括两个整数：一个表示传感器，另一个表示该传感器新的准确值。

　　具体实现如代码清单1所示。

　　代码清单1 \Examples_09_01\src\com\yarin\android\Examples_09_01\Activity01.java
　　public class Activity01 extends Activity implements SensorEventListener
　　{
　　private boolean mRegisteredSensor;
　　//定义SensorManager
　　private SensorManager mSensorManager;
　　public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
　　{
　　super.onCreate(savedInstanceState);
　　setContentView(R.layout.main);
　　mRegisteredSensor = false;
　　//取得SensorManager实例
　　mSensorManager = (SensorManager) getSystemService(SENSOR_SERVICE);
　　}
　　protected void onResume()
　　{
　　super.onResume();
　　//接收SensorManager的一个列表(Listener)
　　//这里我们指定类型为TYPE_ORIENTATION(方向传感器)
　　List sensors = mSensorManager.getSensorList
　　(Sensor.TYPE_ORIENTATION);
　　if (sensors.size() > 0)
　　{
　　Sensor sensor = sensors.get(0);
　　//注册SensorManager
　　//this->接收sensor的实例
　　//接收传感器类型的列表
　　//接收的频率
　　mRegisteredSensor = mSensorManager.registerListener(this,
　　sensor, SensorManager.SENSOR_DELAY_FASTEST);
　　}
　　}
　　protected void onPause()
　　{
　　if (mRegisteredSensor)
　　{
　　//如果调用了registerListener
　　//这里我们需要unregisterListener来卸载/取消注册
　　mSensorManager.unregisterListener(this);
　　mRegisteredSensor = false;
　　}
　　super.onPause();
　　}
　　//当精准度发生改变时
　　//sensor->传感器
　　//accuracy->精准度
　　public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy)
　　{
　　//处理精准度改变
　　}
　　// 当传感器在被改变时触发
　　public void onSensorChanged(SensorEvent event)
　　{
　　// 接收方向传感器的类型
　　if (event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ORIENTATION)
　　{
　　//这里我们可以得到数据，然后根据需要来处理
　　//由于模拟器上面无法测试效果，因此我们暂时不处理数据
　　float x = event.values[SensorManager.DATA_X];
　　float y = event.values[SensorManager.DATA_Y];
　　float z = event.values[SensorManager.DATA_Z];
　　}
　　}
　　}

　　上面的例子中演示了如何获得方向传感器的方向、加速度等信息，我们可以根据得到的数值与上一次得到的数值之间的关系来进行需要的操作。SensorManager中还有很多常量和一些常用的方法，如下：

　　getDefaultSensor：得到默认的传感器对象。
　　getInclination：得到地磁传感器倾斜角的弧度值。
　　getOrientation：得到设备旋转的方向。
　　getSensorList：得到指定传感器的列表。

二、语音识别

　　语音识别技术在手机上应用得相当广泛，我们日常最频繁的沟通方式是语音，在手机应用中，大部分是通过硬件手动输入，目前这依然是主要与手机互动的方式，然而对于像手机这种小巧的移动设备来说，使用键盘甚至是虚拟键盘打字是一件非常不爽的事情。于是， Google推出了强大的语音搜索业务。2008年11月，Google的语音搜索已经在iPhone平台上线，而Android在1.5 SDK版本中也加强了语音识别功能，并应用到了搜索功能上，这的确是一个非常让人惊喜的更新。我们只需要点击搜索框旁边的那个小话筒形状的按钮，如图1所示，Android就可以通过语音识别你要搜索的内容。如果你的语音不够清晰，Android也可以通过大体的意思来提供一些选择，其宗旨是最大限度地改善人机交互的便捷性。相信很快会有更多人性化的功能出现在Android平台上，比如我们在玩游戏时，可以通过语音来控制操作，让我们期待每一次革新带给我们的便捷吧！

图1：Android语音识别按钮

　　Android中主要通过RecognizerIntent来实现语音识别，它主要包括一些常量来表示语音的模式等，如表1所示。

　　表1 RecognizerIntent包括的常量

　　这里我们只需要通过Intent来传递一个动作以及一些属性，然后通过startActivityForResult来开始语音，代码如下：

　　Intent intent = new Intent(RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH);
　　intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_LANGUAGE_MODEL,RecognizerIntent.LANGUAGE_

　　MODEL_FREE_FORM);

　　intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_PROMPT,"开始语音");

　　startActivityForResult(intent, VOICE_RECOGNITION_REQUEST_CODE);

　　当然，如果找不到设置，就会抛出异常ActivityNotFoundException，所以我们需要捕捉这个异常。当然，另外需要实现onActivityResult方法，当语音结束时，会触发来获得语音的字符序列。下面我们通过一个例子来学习语音识别，当我们点击“开始使用语音识别”按钮时，开始语音，然后在onActivityResult方法中取得结果并显示出来，运行效果如图2所示。由于在模拟器上没有设备，所以显示了ActivityNotFoundException异常，当我们在真机上测试、开始语音时，如图3所示，语音结束后取出的字符序列如图所示。

图:ActivityNotFoundException异常图2开始语音图3获取的字符序列

　　该例子很简单，具体实现如代码清单所示。

　　代码清单
　　\Examples_09_02\src\com\yarin\android\Examples_09_02\Activity01.java
　　public class Activity01 extends Activity
　　{
　　private static final int VOICE_RECOGNITION_REQUEST_CODE = 4321;
　　private ListView mList;
　　public void onCreate(Bundle savedInstanceState)
　　{
　　super.onCreate(savedInstanceState);
　　setContentView(R.layout.main);
　　mList = (ListView) findViewById(R.id.ListView01);
　　Button button = (Button) findViewById(R.id.Button01);
　　button.setOnClickListener(new View.OnClickListener()
　　{
　　@Override
　　public void onClick(View v)
　　{
　　try
　　{
　　//通过Intent传递语音识别的模式,开启语音
　　Intent intent = new Intent
　　(RecognizerIntent.ACTION_RECOGNIZE_SPEECH);
　　//语言模式和自由形式的语音识别
　　intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_
　　LANGUAGE_MODEL,RecognizerIntent.
　　LANGUAGE_MODEL_FREE_FORM);
　　//提示语音开始
　　intent.putExtra(RecognizerIntent.EXTRA_
　　PROMPT,"开始语音");
　　//开始执行我们的Intent、语音识别
　　startActivityForResult(intent,
　　VOICE_RECOGNITION_REQUEST_CODE);
　　}
　　catch (ActivityNotFoundException e)
　　{
　　//找不到语音设备装置
　　Toast.makeText(Activity01.this,
　　"ActivityNotFoundException",
　　Toast.LENGTH_LONG).show();
　　}
　　}
　　});
　　}
　　//当语音结束时的回调函数onActivityResult
　　@Override
　　protected void onActivityResult(int requestCode,int resultCode,Intent data)
　　{
　　// 判断是否是我们执行的语音识别
　　if(requestCode==VOICE_RECOGNITION_REQUEST_CODE&&resultCode==RESULT_OK)
　　{
　　// 取得语音的字符
　　ArrayList<String> results = data.getStringArrayListExtra
　　RecognizerIntent.EXTRA_RESULTS);
　　//设置视图更新
　　//mList.setAdapter(new ArrayAdapter<String>(this,android.
　　R.layout.simple_list_item_1,results));
　　String resultsString = "";
　　for (int i = 0; i < results.size(); i++)
　　{
　　resultsString += results.get(i);
　　}
　　Toast.makeText(this,resultsString,Toast.LENGTH_LONG).show();
　　super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
　　}
　　}
　　}

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