WO2023088199A1 - 传感器设备适配的方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

一种传感器设备适配的方法、装置、电子设备和存储介质。该方法包括：在Linux系统中启动安卓硬件抽象层（S101），在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架（S102），通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信（S103）。

Description

传感器设备适配的方法、装置、电子设备和存储介质

本申请要求在2021年11月16日提交中国专利局、申请号为202111355730.X的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，例如涉及操作系统技术领域。

背景技术

Linux系统中获取传感器设备数据，可以采用直接读取传感器设备节点数值的方式，也可以使用第三方开源库读取传感器设备节点数值的方式，例如，使用硬件监视器lm-sensors的c++开发包libsensors-cpp来读取传感器设备节点数值。

但是，由于传感器设备的类型多种多样，不同厂家出厂的传感器参数和数据格式基本都是不同的。因此，无论上述哪种方式，都需要使用人员特别熟悉传感器设备的硬件是如何配置的，以及获取节点数值后如何进行解析和转换，适配工作非常复杂且容易出错。

发明内容

本公开提供了一种传感器设备适配的方法、装置、电子设备、存储介质和计算机程序产品。

本公开提供了一种传感器设备适配的方法，包括：

在Linux系统中启动安卓硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer，HAL)；

在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架；

通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层Sensor HAL的接口，与传感器设备进行通信。

本公开提供了一种传感器设备适配的装置，包括：

启动模块，设置为在Linux系统中启动安卓硬件抽象层；

运行模块，设置为在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架；

适配模块，设置为通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信。

本公开提供了一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。

本公开提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开任一实施例中的方法。

本公开提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本公开任一实施例中的方法。

附图说明

图1是根据本公开一实施例中传感器设备适配的方法示意图；

图2是根据本公开另一实施例中传感器设备适配的方法示意图；

图3是根据本公开一实施例中Linux系统内部框架示意图；

图4是根据本公开一实施例中传感器设备适配的装置框图；

图5是用来实现本公开实施例的传感器设备适配的方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，应当将它们认为仅仅是示范性的。以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本公开实施例的技术方案应用于Linux系统适配传感器设备的场景。其中，Linux系统中运行有Android HAL，该Android HAL中运行有传感器框架。该传感器框架包括：传感器管理器(Sensor Manager)、传感器服务(Sensor Service)和传感器硬件抽象层(Sensor HAL)。通常，主机的Linux系统可以连接一个或多个传感器设备，传感器设备可以有多种类型，包括但不限于：温度传感器、湿度传感器、位置传感器、速度传感器、加速度传感器、陀螺仪、气压计、罗盘或九轴惯性测量传感器等等。通过在Linux系统中利用完善的传感器框架与传感器设备进行通信，可以提高Linux系统的传感器设备适配工作的效率，降低复杂度和出错率。

图1为本公开一实施例中传感器设备适配的方法示意图。如图1所示，该方法包括：

S101：在Linux系统中启动安卓硬件抽象层。

S102：在安卓硬件抽象层内运行传感器框架。

S103：通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信。

本公开实施例中，Android系统是基于Linux开发的，在标准Linux系统的硬件层、内核层和应用层的架构之上，Android又开发了HAL、Framework层和Systems Apps层。Android HAL是连接Android Framework与Linux内核设备驱动的重要桥梁，可以实现控制硬件设备的多种动作。Android HAL中的传感器框架包括Sensor HAL，该Sensor HAL能够屏蔽不同传感器硬件设备之间的差异，为Android系统提供了获取多种传感器设备相关信息的标准接口。这种将Android HAL移植到Linux系统的方式，使得直接使用Sensor HAL提供的标准接口就能操控sensor硬件。不同的传感器厂商遵循HAL标准来实现自己的硬件控制逻辑，开发者不必关心硬件设备的差异，只需按照HAL提供的标准接口对传感器设备进行访问即可，从而降低了应用开发人员的开发难度。

在一种实施方式中，通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信，包括：传感器框架内的传感器硬件抽象层，通过调用接口获取传感器设备的数据；传感器框架内的传感器服务对传感器设备的数据进行解析，并将解析后的数据发送给传感器框架内的传感器管理器；Linux系统从传感器管理器获取解析后的数据。

在一种实施方式中，Linux系统从传感器管理器获取解析后的数据，包括：Linux系统内的传感器服务器基于binder驱动，从传感器管理器获取解析后的数据。

在一种实施方式中，上述方法还包括：传感器服务器通过消息总线系统dbus，将解析后的数据转发给Linux系统中的应用。

在一种实施方式中，通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信，包括：传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，再通过传感器驱动与传感器设备进行通信。

例如，传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，基于调用接口调用传感器驱动与传感器设备进行通信。

在一种实施方式中，在安卓硬件抽象层内运行传感器框架，包括：在安卓硬件抽象层内运行传感器管理器、传感器服务和传感器硬件抽象层。

本公开实施例提供的上述方法，通过在Linux系统中启动安卓硬件抽象层，在安卓硬件抽象层内运行传感器框架，再通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口实现了与传感器设备通信。由于Android系统的传感器框架通过传感器硬件抽象层屏蔽了硬件差异，传感器的适配工作都由硬件厂商自己完成，因此， 无需使用人员依据不同厂商传感器设备的特点分别进行数据解析和转换，降低了对使用人员的要求，极大地提高了Linux系统的传感器设备适配工作的效率，降低了复杂度和出错率。

图2为本公开一实施例中传感器设备适配的方法示意图。如图2所示，该方法包括：

S201：在Linux系统中启动安卓硬件抽象层。

S202：在安卓硬件抽象层内运行传感器框架。

在一种实施方式中，上述步骤S202可以包括：在安卓硬件抽象层内运行Sensor Manager、Sensor Service和Sensor HAL。

S203：传感器框架内的传感器硬件抽象层，通过调用接口获取传感器设备的数据。

在一种实施方式中，上述步骤S203可以包括：传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，再通过传感器驱动获取传感器设备的数据。

S204：传感器框架内的传感器服务对传感器设备的数据进行解析，并将解析后的数据发送给传感器框架内的传感器管理器。

S205：Linux系统内的传感器服务器基于binder驱动，从传感器管理器获取解析后的数据。

本公开实施例中，由于Android系统底层使用的是bionic库，而Linux系统底层使用的是glibc库，两种c库并不能直接兼容。因此，借助binder驱动来完成双方的通信。binder驱动位于Linux kernel内核中，用于实现Linux系统内的Sensorfw Server与Android HAL中的Sensor Manager之间的通信，如实现open或ioctl等操作，进而实现传感器HAL的适配问题。

S206：传感器服务器通过dbus，将解析后的数据转发给Linux系统中的应用。

本公开实施例中，Linux系统中可以有多个应用(Application，APP)，每个APP都可以发起对传感器设备的访问及控制，并通过dbus可以接收传感器设备的数据或者对传感器设备的参数进行控制。

图3为本公开一实施例中Linux系统内部框架示意图。如图3所示，在一种实施方式中，Linux系统中运行有Apps和传感器服务器Sensorfw Server，APPS与Sensorfw Server之间通过dbus通信。使用Linux容器(Linux containers，LXC) 在Linux系统中运行Android系统，Android系统中包括Android HAL。在Android HAL中运行传感器框架，包括Sensor Manager、Sensor Service和Sensor HAL。Sensor HAL通过Linux Kernel中的传感器驱动(Sensor Driver)与传感器设备通信，包括获取传感器设备数据和对传感器的参数进行控制。Sensor HAL获取的传感器设备数据通过Sensor Service转发给Sensor Manager，Sensor Manager再通过Linux kernel中的binder驱动转发给sensorfw Server。Sensorfw Server还可以将传感器设备数据发送给Linux系统中的应用，从而实现Linux系统对传感器设备的访问和控制。

本公开实施例提供的上述方法，通过在Linux系统中启动安卓硬件抽象层，在安卓硬件抽象层内运行传感器框架，再通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口实现了与传感器设备通信。由于Android系统的传感器框架通过传感器硬件抽象层屏蔽了硬件差异，传感器的适配工作都由硬件厂商自己完成，因此，无需使用人员依据不同厂商传感器设备的特点分别进行数据解析和转换，降低了对使用人员的要求，极大地提高了Linux系统的传感器设备适配工作的效率，降低了复杂度和出错率。

图4是根据本公开一实施例中传感器设备适配的装置框图。如图4所示，该装置包括：启动模块401，设置为在Linux系统中启动安卓硬件抽象层；运行模块402，设置为在安卓硬件抽象层内运行传感器框架；适配模块403，设置为通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信。

在一种实施方式中，适配模块403包括：接口单元，设置为由传感器框架内的传感器硬件抽象层，通过调用接口获取传感器设备的数据；解析单元，设置为通过传感器框架内的传感器服务对传感器设备的数据进行解析，并将解析后的数据发送给传感器框架内的传感器管理器；传感器单元，设置为由Linux系统从传感器管理器获取解析后的数据。

在一种实施方式中，传感器单元是设置为：通过Linux系统内的传感器服务器基于binder驱动，从传感器管理器获取解析后的数据。

在一种实施方式中，传感器单元还设置为：由传感器服务器通过消息总线系统dbus，将解析后的数据转发给Linux系统中的应用。

在一种实施方式中，适配模块403是设置为：由传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，再通过传感器驱动与传感器设备进行通信。

在一种实施方式中，运行模块402是设置为：在安卓硬件抽象层内运行传感器管理器、传感器服务和传感器硬件抽象层。

本公开实施例提供的上述装置，通过在Linux系统中启动安卓硬件抽象层，在安卓硬件抽象层内运行传感器框架，再通过传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口实现了与传感器设备通信。由于Android系统的传感器框架通过传感器硬件抽象层屏蔽了硬件差异，传感器的适配工作都由硬件厂商自己完成，因此，无需使用人员依据不同厂商传感器设备的特点分别进行数据解析和转换，降低了对使用人员的要求，极大地提高了Linux系统的传感器设备适配工作的效率，降低了复杂度和出错率。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图5示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备500的示意性框图。电子设备可以是表示多种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它计算机。电子设备还可以是多种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、部件之间的连接关系、以及部件的功能仅仅作为示例。

如图5所示，设备500包括计算单元501，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)502中的计算机程序或者从存储单元508加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)503中的计算机程序，来执行多种动作和处理。在RAM503中，还可存储设备500操作所需的多种程序和数据。计算单元501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口505也连接至总线504。

设备500中的多个部件连接至I/O接口505，多个部件包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如多种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许设备500通过诸如因特网的计算机网络和/或多种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元501可以是多种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元501的一些示例包括但不限于中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)、多种专用的人工智能(Artificial Intelligence，AI)计算芯片、多种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、以及处理器、控制器、微控制器等。计算单元501执行上文所描述的多个方法和处理。例如，在一些实施例中，上述方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质， 例如存储单元508。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM502和/或通信单元509而被载入和/或安装到设备500上。当计算机程序加载到RAM 503并由计算单元501执行时，可以执行上文描述的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元501可以通过其他方式(例如，借助于固件)而被配置为执行上述方法。

本文中以上描述的系统和技术的多种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、专用标准产品(Application Specific Standard Parts，ASSP)、芯片上系统的系统(System on Chip，SOC)、负载可编程逻辑设备(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些多种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码由处理器或控制器执行时，流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行或部分地在机器上执行，程序代码也可以作为独立软件包一部分地在机器上执行且另一部分在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何组合。机器可读存储介质可以包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、RAM、ROM、可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory，EPROM)或快闪存储器、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：向用户显示信息的显示装置(例如，阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)或者液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)监视器)，以及键盘和指 向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以设置为提供与用户的交互，例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)，并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(Local Area Network，LAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在计算机上运行具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

Claims (14)

1. 一种传感器设备适配的方法，包括：

   在Linux系统中启动安卓硬件抽象层；

   在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架；

   通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信，包括：

   所述传感器框架内的传感器硬件抽象层，通过调用接口获取传感器设备的数据；

   所述传感器框架内的传感器服务对所述传感器设备的数据进行解析，并将解析后的数据发送给所述传感器框架内的传感器管理器；

   所述Linux系统从所述传感器管理器获取所述解析后的数据。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述Linux系统从所述传感器管理器获取所述解析后的数据，包括：

   所述Linux系统内的传感器服务器基于binder驱动，从所述传感器管理器获取所述解析后的数据。
4. 根据权利要求3所述的方法，还包括：

   所述传感器服务器通过消息总线系统dbus，将所述解析后的数据转发给所述Linux系统中的应用。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信，包括：

   所述传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，再通过传感器驱动与传感器设备进行通信。
6. 根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架，包括：

   在所述安卓硬件抽象层内运行传感器管理器、传感器服务和传感器硬件抽象层。
7. 一种传感器设备适配的装置，包括：

   启动模块，设置为在Linux系统中启动安卓硬件抽象层；

   运行模块，设置为在所述安卓硬件抽象层内运行传感器框架；

   适配模块，设置为通过所述传感器框架内的传感器硬件抽象层的接口，与传感器设备进行通信。
8. 根据权利要求7所述的装置，其中，所述适配模块包括：

   接口单元，设置为由所述传感器框架内的传感器硬件抽象层，通过调用接口获取传感器设备的数据；

   解析单元，设置为通过所述传感器框架内的传感器服务对所述传感器设备的数据进行解析，并将解析后的数据发送给所述传感器框架内的传感器管理器；

   传感器单元，设置为由所述Linux系统从所述传感器管理器获取所述解析后的数据。
9. 根据权利要求8所述的装置，其中，所述传感器单元是设置为：

   通过所述Linux系统内的传感器服务器基于binder驱动，从所述传感器管理器获取所述解析后的数据。
10. 根据权利要求9所述的装置，所述传感器单元还设置为：

    由所述传感器服务器通过消息总线系统dbus，将所述解析后的数据转发给所述Linux系统中的应用。
11. 根据权利要求7所述的装置，其中，所述适配模块是设置为：

    由所述传感器框架内的传感器硬件抽象层发起调用接口，再通过传感器驱动与传感器设备进行通信。
12. 根据权利要求7-11中任一项所述的装置，其中，所述运行模块是设置为：

    在所述安卓硬件抽象层内运行传感器管理器、传感器服务和传感器硬件抽象层。
13. 一种电子设备，包括：

    至少一个处理器；以及

    与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
14. 一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。

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