android实现计步功能初探

本文主要介绍了android实现计步功能初探，分享给大家，具体如下：

在市面上浏览过众多的计步软件，可惜没有开源的代码，而github上的几个开源的计步代码，要么就是记得不准，要么就是功能不完善，不稳定，于是决心自己写一个，分享给大家使用，希望大家一起来完善。

已上传github：https://github.com/xfmax/BasePedo

注：根据开发者朋友的反馈，普遍要求加入跨天数据清零的操作，故在1.3版本中加入，最新代码在develop分支上，一些新功能也会在这个分支上进行测试，有兴趣的同学可以一起来找bug。

！！！：应小伙伴需求，2017年准备开始研究跑步计步功能，敬请期待，欢迎关注。

basepedo.png

项目结构.png

首先看一下MainActivity：

在onCreate方法中初始化Handler，onStart方法中开启服务，以备退到后台，再到前台，会触发onStart方法，以此来开启service。

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
 super.onCreate(savedInstanceState); 
 setContentView(R.layout.activity_main); 
  init();
}
private void init() {  
 text_step = (TextView) findViewById(R.id.text_step);  
 delayHandler = new Handler(this);
}
@Override
protected void onStart() {  
 super.onStart();  
 setupService();
}
private void setupService() {  
  Intent intent = new Intent(this, StepService.class); 
  bindService(intent, conn, Context.BIND_AUTO_CREATE); 
  startService(intent);
}

以bind形式开启service，故有ServiceConnection接收回调。

ServiceConnection conn = new ServiceConnection() { 
  @Override  
    public void onServiceConnected(ComponentName name, IBinder service) { 
    try {    
    messenger = new Messenger(service);    
    Message msg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_CLIENT);   
    msg.replyTo = mGetReplyMessenger;   
    messenger.send(msg);   
     } catch (RemoteException e) { 
      e.printStackTrace();   
     } 
   }
 @Override 
  public void onServiceDisconnected(ComponentName name) {  
 }};

接收从服务端回调的步数：

private static class MessenerHandler extends Handler { 
  @Override  public void handleMessage(Message msg) {  
   switch (msg.what) {     
   case Constant.MSG_FROM_CLIENT:     
    try {     
       Messenger messenger = msg.replyTo;   
       Message replyMsg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_SERVER);  
       Bundle bundle = new Bundle();      
       bundle.putInt("step", StepDcretor.CURRENT_SETP);      
       replyMsg.setData(bundle);      
       messenger.send(replyMsg);     
   } catch (RemoteException e) {   
       e.printStackTrace();       
   }     
     break;    
   default:   
     super.handleMessage(msg);  
  }  
 }}

接下来分析开启的StepService：

同理，在StepService中也有一个Handler，负责与MainActivity进行通讯。

private static class MessenerHandler extends Handler { 
  @Override  
  public void handleMessage(Message msg) {
    switch (msg.what) {
      case Constant.MSG_FROM_CLIENT:        
      try { 
         Messenger messenger = msg.replyTo;   
         Message replyMsg = Message.obtain(null, Constant.MSG_FROM_SERVER);  
         Bundle bundle = new Bundle();    
         bundle.putInt("step", StepDcretor.CURRENT_SETP);     
         replyMsg.setData(bundle);    
         messenger.send(replyMsg);     
    } catch (RemoteException e) { 
         e.printStackTrace();   
      }       
      break;     
 default:    
    super.handleMessage(msg);  
   }  
 }}

StepService中的onCreate方法注册关屏、开屏等广播。开启一个线程，执行计步逻辑。

同时开启一个计时器，30s往数据库中写入一次数据。

@Override
public void onCreate() {
  super.onCreate(); 
   initBroadcastReceiver(); 
   new Thread(new Runnable() { 
    public void run() {
      startStepDetector();   
  }  }).start();  
 startTimeCount();
}

在注册的广播中，会根据用户是在前台还是后台，对存储时间也是有改变的。<code>

private void initBroadcastReceiver() { 
final IntentFilter filter = new IntentFilter();  // 屏幕灭屏广播  
filter.addAction(Intent.ACTION_SCREEN_OFF);  //日期修改  
filter.addAction(Intent.ACTION_TIME_CHANGED);  //关机广播  
filter.addAction(Intent.ACTION_SHUTDOWN);  // 屏幕亮屏广播  
filter.addAction(Intent.ACTION_SCREEN_ON);  // 屏幕解锁广播  
filter.addAction(Intent.ACTION_USER_PRESENT);  // 当长按电源键弹出“关机”对话或者锁屏时系统会发出这个广播  
// example：有时候会用到系统对话框，权限可能很高，会覆盖在锁屏界面或者“关机”对话框之上，  
// 所以监听这个广播，当收到时就隐藏自己的对话，如点击pad右下角部分弹出的对话框  
filter.addAction(Intent.ACTION_CLOSE_SYSTEM_DIALOGS);
  mBatInfoReceiver = new BroadcastReceiver() {
    @Override    
 public void onReceive(final Context context, final Intent intent) { 
  String action = intent.getAction();    
  if (Intent.ACTION_SCREEN_ON.equals(action)) {      
  Log.v(TAG, "screen on");    
   } else if (Intent.ACTION_SCREEN_OFF.equals(action)) {
       Log.v(TAG, "screen off");   
       //改为60秒一存储       
      duration = 60000;    
  } else if (Intent.ACTION_USER_PRESENT.equals(action)) { 
      Log.v(TAG, "screen unlock");     
      save();       
      //改为30秒一存储      
     duration = 30000;    
  } else if (Intent.ACTION_CLOSE_SYSTEM_DIALOGS.equals(intent.getAction())) { 
      Log.v(TAG, " receive Intent.ACTION_CLOSE_SYSTEM_DIALOGS");  
      //保存一次       
     save();     
  } else if (Intent.ACTION_SHUTDOWN.equals(intent.getAction())) {  
      Log.v(TAG, " receive ACTION_SHUTDOWN");      
      save();    
   } else if (Intent.ACTION_TIME_CHANGED.equals(intent.getAction())) {  
      Log.v(TAG, " receive ACTION_TIME_CHANGED");   
      initTodayData();      
      clearStepData();      
 }   
 }  
 };  
 registerReceiver(mBatInfoReceiver, filter);
}

在onStartComand中，从数据库中初始化今日步数，并更新通知栏。

@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) { 
  CURRENTDATE = getTodayDate();
  initTodayData(CURRENTDATE);
  updateNotification("今日步数：" + StepDcretor.CURRENT_SETP + " 步"); 
  return START_STICKY;
}

同时开启Google内置计步器和加速度传感器，如若只需要其中一个，请开发者自行修改。

  private void startStepDetector() {
    if (sensorManager != null && stepDetector != null) {    
      sensorManager.unregisterListener(stepDetector); 
      sensorManager = null;      
      stepDetector = null;    
   }    
  sensorManager = (SensorManager) this.getSystemService(SENSOR_SERVICE);
    getLock(this);    
 //android4.4以后可以使用计步传感器
 //    int VERSION_CODES = android.os.Build.VERSION.SDK_INT;
 //    if (VERSION_CODES >= 19) {
 //      addCountStepListener();
 //    } else {
 //      addBasePedoListener();
 //    }    
  addBasePedoListener();   
  addCountStepListener(); 
 }

接下来，就是比较重要的计步算法部分，StepDcretor类：

请注意这个类实现了SensorEventListener接口,在StepService中注册的就是这个类的实例。

public class StepDcretor implements SensorEventListener

接着，这个接口实现的方法onSensorChanged(SensorEvent event),会返回传感器回调的数值，传入calc_step(event)方法，等待下一步处理。

public void onSensorChanged(SensorEvent event) {
  Sensor sensor = event.sensor; 
  synchronized (this) {
    if (sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) { 
     calc_step(event);    
     }  
  }
}

calc_step方法算出加速度传感器的x、y、z三轴的平均数值（为了平衡在某一个方向数值过大造成的数据误差），接着交给DetectorNewStep方法处理。

synchronized private void calc_step(SensorEvent event) { 
  average = (float) Math.sqrt(Math.pow(event.values[0], 2) + Math.pow(event.values[1], 2) 
+ Math.pow(event.values[2], 2)); 
  DetectorNewStep(average);
}

接下来，是针对波峰和波谷，进行检测，具体看注释。

  /*
   * 检测步子，并开始计步
   * 1.传入sersor中的数据
   * 2.如果检测到了波峰，并且符合时间差以及阈值的条件，则判定为1步
   * 3.符合时间差条件，波峰波谷差值大于initialValue，则将该差值纳入阈值的计算中
   * */
  public void DetectorNewStep(float values) {
    if (gravityOld == 0) {
      gravityOld = values;
    } else {
      if (DetectorPeak(values, gravityOld)) {
        timeOfLastPeak = timeOfThisPeak;
        timeOfNow = System.currentTimeMillis();
        if (timeOfNow - timeOfLastPeak >= 200
            && (peakOfWave - valleyOfWave >= ThreadValue) && timeOfNow - timeOfLastPeak <= 2000) {
          timeOfThisPeak = timeOfNow;
          //更新界面的处理，不涉及到算法
          preStep();
        }
        if (timeOfNow - timeOfLastPeak >= 200
            && (peakOfWave - valleyOfWave >= initialValue)) {
          timeOfThisPeak = timeOfNow;
          ThreadValue = Peak_Valley_Thread(peakOfWave - valleyOfWave);
        }
      }
    }
    gravityOld = values;
  }

往后看一下preStep方法,这个方法通过变量CountTimeState，将计步分为了三种模式，CountTimeState=0时代表还未开启计步器。

CountTimeState=1时代表预处理模式，也就是说TEMP_STEP步数如果在规定的时间内一直在增加，直到这个模式结束，那么TEMP_STEP值有效，反之，无效舍弃，目的是为了过滤点一些手机晃动带来的影响。

CountTimeState=2时代表正常计步模式

  private void preStep() {
    if (CountTimeState == 0) {
      // 开启计时器
      time = new TimeCount(duration, 700);
      time.start();
      CountTimeState = 1;
      Log.v(TAG, "开启计时器");
    } else if (CountTimeState == 1) {
      TEMP_STEP++;
      Log.v(TAG, "计步中 TEMP_STEP:" + TEMP_STEP);
    } else if (CountTimeState == 2) {
      CURRENT_SETP++;
      if (onSensorChangeListener != null) {
        onSensorChangeListener.onChange();
      }
    }
  }

下面是检测波峰的方法：

  /*
   * 检测波峰
   * 以下四个条件判断为波峰：
   * 1.目前点为下降的趋势：isDirectionUp为false
   * 2.之前的点为上升的趋势：lastStatus为true
   * 3.到波峰为止，持续上升大于等于2次
   * 4.波峰值大于1.2g,小于2g
   * 记录波谷值
   * 1.观察波形图，可以发现在出现步子的地方，波谷的下一个就是波峰，有比较明显的特征以及差值
   * 2.所以要记录每次的波谷值，为了和下次的波峰做对比
   * */
  public boolean DetectorPeak(float newValue, float oldValue) {
    lastStatus = isDirectionUp;
    if (newValue >= oldValue) {
      isDirectionUp = true;
      continueUpCount++;
    } else {
      continueUpFormerCount = continueUpCount;
      continueUpCount = 0;
      isDirectionUp = false;
    }
    if (!isDirectionUp && lastStatus
        && (continueUpFormerCount >= 2 && (oldValue >= 11.76 && oldValue < 19.6))) {
      peakOfWave = oldValue;
      return true;
    } else if (!lastStatus && isDirectionUp) {
      valleyOfWave = oldValue;
      return false;
    } else {
      return false;
    }
  }

动态生成阈值，阈值是为了跟波峰与波谷的差值进行比较，进而判断是否为1步。

  /*
   * 阈值的计算
   * 1.通过波峰波谷的差值计算阈值
   * 2.记录4个值，存入tempValue[]数组中
   * 3.在将数组传入函数averageValue中计算阈值
   * */
  public float Peak_Valley_Thread(float value) {
    float tempThread = ThreadValue;
    if (tempCount < valueNum) {
      tempValue[tempCount] = value;
      tempCount++;
    } else {
      tempThread = averageValue(tempValue, valueNum);
      for (int i = 1; i < valueNum; i++) {
        tempValue[i - 1] = tempValue[i];
      }
      tempValue[valueNum - 1] = value;
    }
    return tempThread;
  }

接着来看一下将阈值进行梯度化，取4组数值，进行梯度化，具体这些梯度化的数值怎么给出的，我可以告诉你这就是大量测试试出来的。

 /*
   * 梯度化阈值
   * 1.计算数组的均值
   * 2.通过均值将阈值梯度化在一个范围里
   * */
  public float averageValue(float value[], int n) {
    float ave = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
      ave += value[i];
    }
    ave = ave / valueNum;
    if (ave >= 8) {
      Log.v(TAG, "超过8");
      ave = (float) 4.3;
    } else if (ave >= 7 && ave < 8) {
      Log.v(TAG, "7-8");
      ave = (float) 3.3;
    } else if (ave >= 4 && ave < 7) {
      Log.v(TAG, "4-7");
      ave = (float) 2.3;
    } else if (ave >= 3 && ave < 4) {
      Log.v(TAG, "3-4");
      ave = (float) 2.0;
    } else {
      Log.v(TAG, "else");
      ave = (float) 1.7;
    }
    return ave;
  }

最后分析到这基本上将大体的流程梳理了一遍，以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持菜鸟教程(cainiaojc.com)。

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