基于I2C总线协议的几种传感器在Android系统中的底层软件设计与实现

摘要

Google公司于2008年发布了第一版的Android智能手机操作系统，至今日，该系统已成为最为流行、占据市场份额最大的智能手机平台。在Android系统中应用各种传感器，能够有效地节省Android智能手机的耗电量并使Android智能手机的功能更为强大。因此，只有透彻地掌握Android系统中与传感器相关的底层软件开发技术，才能开发出性能更为强大的Android智能手机产品。
　　本文通过参与TD920 Android智能手机的研发过程，设计并实现了光线传感器、距离传感器和加速度传感器在Android系统中的驱动程序和硬件抽象层程序。首先对Android系统的原理和开发方式进行了研究，明确了本文的研究内容在Android系统中所处的层次并确定了本文要完成的设计和开发任务。然后，对传感器驱动程序和硬件抽象层程序进行了总体设计，按照功能的不同将传感器驱动程序划分为不同的模块，主要有I2C驱动模块、AL3003和BMA220传感器配置模块、字符设备驱动模块、利用Linux Sysfs文件系统管理传感器设备模块以及利用Linux输入子系统上报数据模块，并设计了传感器硬件抽象层的工作流程、数据采集和数据转换的方式。而后，分章节逐一介绍了这些不同模块的详细设计和实现方式。
　　通过在TD920 Android智能手机的软硬件平台上进行开发和试验，验证了传感器底层软件设计方案的可行性与有效性。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及国内外研究现状

1.2 课题来源及本人主要工作

1.3 论文主要内容及章节安排

第二章 传感器底层软件总体设计

2.1 Android 系统概述

2.2 Android 传感器系统概述

2.3 传感器底层软件总体设计

2.4 本章小结

第三章 三种传感器的原理及配置方法

3.1 AL3003 距离和光线二合一传感器原理及设置

3.2 BMA220 加速度传感器原理及设置

3.3 本章小结

第四章 三种传感器的 I2C 驱动程序设计与实现

4.1 I2C 总线协议

4.2 Linux I2C 驱动体系结构

4.3 三种传感器的 I2C 驱动程序的实现

4.4 本章小结

第五章 传感器底层软件详细设计与实现

5.1 驱动程序的详细设计和实现

5.2 硬件抽象层的实现

5.3 传感器系统底层软件工作效果测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文主要完成的工作

6.2 尚需完善和进行的工作

致谢

参考文献