第六十四篇OC_计步器

Posted 2020-08-15 久冬不雨

计步器的实现方式主要有那么两种

1.通过直接调用系统的健康数据，基于HealthKit框架的，但是貌似是一小时更新一次数据。如果要实时获取步数，这种方式并不是最佳。

2.基于CoreMotion框架，顾名思义就是加速计/加速度传感器

　　》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（例如摇一摇、计步器等）

源码：

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface StepManager : NSObject


@property (nonatomic) NSInteger step;                       // 运动步数（总计）

+ (StepManager *)sharedManager;


//开始计步
- (void)startWithStep;

//得到计步所消耗的卡路里
//+ (NSInteger)getStepCalorie;
//
//得到所走的路程(单位:米)
//+ (CGFloat)getStepDistance;
//
//得到运动所用的时间
//+ (NSInteger)getStepTime;

@end

 

#import "StepManager.h"
#import "StepModel.h"
#import <CoreMotion/CoreMotion.h>

// 计步器开始计步时间（秒）
#define ACCELERO_START_TIME 2

// 计步器开始计步步数（步）
#define ACCELERO_START_STEP 100

// 数据库存储步数采集间隔（步）
#define DB_STEP_INTERVAL 1


@interface StepManager ()

{


    NSMutableArray *arrAll;                 // 加速度传感器采集的原始数组
    int record_no_save;
    int record_no;
    NSDate *lastDate;

}
@property (nonatomic) NSInteger startStep;                          // 计步器开始步数

@property (nonatomic, retain) NSMutableArray *arrSteps;         // 步数数组
@property (nonatomic, retain) NSMutableArray *arrStepsSave;     // 数据库纪录步数数组

@property (nonatomic) CGFloat gpsDistance;                  // GPS轨迹的移动距离（总计）
@property (nonatomic) CGFloat agoGpsDistance;               // GPS轨迹的移动距离（之前）
@property (nonatomic) CGFloat agoActionDistance;            // 实际运动的移动距离（之前）

@property (nonatomic, retain) NSString *actionId;           // 运动识别ID
@property (nonatomic) CGFloat distance;                     // 运动里程（总计）
@property (nonatomic) NSInteger calorie;                    // 消耗卡路里（总计）
@property (nonatomic) NSInteger second;                     // 运动用时（总计）

@end

@implementation StepManager

static StepManager *sharedManager;
static CMMotionManager *motionManager;

+ (StepManager *)sharedManager
{
    @synchronized (self) {
        if (!sharedManager) {
            sharedManager = [[StepManager alloc]init];
            motionManager = [[CMMotionManager alloc]init];
        }
    }
    return sharedManager;
}

//开始计步
- (void)startWithStep
{
    if (!motionManager.isAccelerometerAvailable) {
        NSLog(@"加速度传感器不可用");
        return;
    }else {

        motionManager.accelerometerUpdateInterval = 1.0/40;
    }
    [self startAccelerometer];

}

- (void)startAccelerometer
{
 /*  @try 。。。@catch 。。。
  *  @try 后面跟或许会出现异常的程序，代码块
  *  @catch  当@try抛出异常时 系统会进行异常捕捉  具体可以了解下 NSException 异常类     @catch 在这里处理 程序所抛出的异常
  */

    @try  
    {
        //如果不支持陀螺仪,需要用加速传感器来采集数据
        if (!motionManager.isAccelerometerActive) {//  isAccelerometerAvailable方法用来查看加速度器的状态：是否Active（启动）。

            // 加速度传感器采集的原始数组
            if (arrAll == nil) {
                arrAll = [[NSMutableArray alloc] init];
            }
            else {
                [arrAll removeAllObjects];
            }

            /*
             1.push方式
             这种方式，是实时获取到Accelerometer的数据，并且用相应的队列来显示。即主动获取加速计的数据。
             */
            NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

            [motionManager startAccelerometerUpdatesToQueue:queue withHandler:^(CMAccelerometerData *accelerometerData, NSError *error){

                if (!motionManager.isAccelerometerActive) {
                    return;
                }

                //三个方向加速度值
                double x = accelerometerData.acceleration.x;
                double y = accelerometerData.acceleration.y;
                double z = accelerometerData.acceleration.z;
                //g是一个double值 ,根据它的大小来判断是否计为1步.
                double g = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2) + pow(z, 2)) - 1;

                //将信息保存在步数模型中
                StepModel *stepsAll = [[StepModel alloc] init];

                stepsAll.date = [NSDate date];

                //日期
                NSDateFormatter *df = [[NSDateFormatter alloc] init] ;
                df.dateFormat  = @"yyyy-MM-dd HH:mm:ss";
                NSString *strYmd = [df stringFromDate:stepsAll.date];
                df = nil;
                stepsAll.record_time =strYmd;

                stepsAll.g = g;
                // 加速度传感器采集的原始数组
                [arrAll addObject:stepsAll];

                // 每采集10条，大约1.2秒的数据时，进行分析
                if (arrAll.count == 10) {

                    // 步数缓存数组
                    NSMutableArray *arrBuffer = [[NSMutableArray alloc] init];

                    arrBuffer = [arrAll copy];
                    [arrAll removeAllObjects];

                    // 踩点数组
                    NSMutableArray *arrCaiDian = [[NSMutableArray alloc] init];

                    //遍历步数缓存数组
                    for (int i = 1; i < arrBuffer.count - 2; i++) {
                        //如果数组个数大于3,继续,否则跳出循环,用连续的三个点,要判断其振幅是否一样,如果一样,然并卵
                        if (![arrBuffer objectAtIndex:i-1] || ![arrBuffer objectAtIndex:i] || ![arrBuffer objectAtIndex:i+1])
                        {
                            continue;
                        }
                        StepModel *bufferPrevious = (StepModel *)[arrBuffer objectAtIndex:i-1];
                        StepModel *bufferCurrent = (StepModel *)[arrBuffer objectAtIndex:i];
                        StepModel *bufferNext = (StepModel *)[arrBuffer objectAtIndex:i+1];
                        //控制震动幅度,,,,,,根据震动幅度让其加入踩点数组,
                        if (bufferCurrent.g < -0.12 && bufferCurrent.g < bufferPrevious.g && bufferCurrent.g < bufferNext.g) {
                            [arrCaiDian addObject:bufferCurrent];
                        }
                    }

                    //如果没有步数数组,初始化
                    if (nil == self.arrSteps) {
                        self.arrSteps = [[NSMutableArray alloc] init];
                        self.arrStepsSave = [[NSMutableArray alloc] init];
                    }

                    // 踩点过滤
                    for (int j = 0; j < arrCaiDian.count; j++) {
                        StepModel *caidianCurrent = (StepModel *)[arrCaiDian objectAtIndex:j];

                        //如果之前的步数为0,则重新开始记录
                        if (self.arrSteps.count == 0) {
                            //上次记录的时间
                            lastDate = caidianCurrent.date;

                            // 重新开始时，纪录No初始化
                            record_no = 1;
                            record_no_save = 1;

                            // 运动识别号
                            NSTimeInterval interval = [caidianCurrent.date timeIntervalSince1970];
                            NSNumber *numInter = [[NSNumber alloc] initWithDouble:interval*1000];
                            long long llInter = numInter.longLongValue;
                            //运动识别id
                            self.actionId = [NSString stringWithFormat:@"%lld",llInter];

                            self.distance = 0.00f;
                            self.second = 0;
                            self.calorie = 0;
                            self.step = 0;

                            self.gpsDistance = 0.00f;
                            self.agoGpsDistance = 0.00f;
                            self.agoActionDistance = 0.00f;

                            caidianCurrent.record_no = record_no;
                            caidianCurrent.step = (int)self.step;

                            [self.arrSteps addObject:caidianCurrent];
                            [self.arrStepsSave addObject:caidianCurrent];

                        }
                        else {

                            int intervalCaidian = [caidianCurrent.date timeIntervalSinceDate:lastDate] * 1000;

                            // 步行最大每秒2.5步，跑步最大每秒3.5步，超过此范围，数据有可能丢失
                            int min = 259;
                            if (intervalCaidian >= min) {

                                if (motionManager.isAccelerometerActive) {

                                    //存一下时间
                                    lastDate = caidianCurrent.date;

                                    if (intervalCaidian >= ACCELERO_START_TIME * 1000) {// 计步器开始计步时间（秒)
                                        self.startStep = 0;
                                    }

                                    if (self.startStep < ACCELERO_START_STEP) {//计步器开始计步步数 (步)

                                        self.startStep ++;
                                        break;
                                    }
                                    else if (self.startStep == ACCELERO_START_STEP) {
                                        self.startStep ++;
                                        // 计步器开始步数
                                        // 运动步数（总计）
                                        self.step = self.step + self.startStep;
                                    }
                                    else {
                                        self.step ++;
                                    }



                                    //步数在这里
                                    NSLog(@"步数%ld",self.step);

                                    int intervalMillSecond = [caidianCurrent.date timeIntervalSinceDate:[[self.arrSteps lastObject] date]] * 1000;
                                    if (intervalMillSecond >= 1000) {

                                        record_no++;

                                        caidianCurrent.record_no = record_no;

                                        caidianCurrent.step = (int)self.step;
                                        [self.arrSteps addObject:caidianCurrent];
                                    }

                                    // 每隔100步保存一条数据（将来插入DB用）
                                    StepModel *arrStepsSaveVHSSteps = (StepModel *)[self.arrStepsSave lastObject];
                                    int intervalStep = caidianCurrent.step - arrStepsSaveVHSSteps.step;

                                    // DB_STEP_INTERVAL 数据库存储步数采集间隔（步） 100步
                                    if (self.arrStepsSave.count == 1 || intervalStep >= DB_STEP_INTERVAL) {
                                        //保存次数
                                        record_no_save++;
                                        caidianCurrent.record_no = record_no_save;
                                        [self.arrStepsSave addObject:caidianCurrent];

                                                    NSLog(@"---***%ld",self.step);
                                // 备份当前运动数据至文件中，以备APP异常退出时数据也不会丢失
                                        // [self bkRunningData];

                                    }
                                }
                            }

                            // 运动提醒检查
                            // [self checkActionAlarm];
                        }
                    }
                }
            }];

        }
    }@catch (NSException * e) {
        NSLog(@"Exception: %@", e);
        return;
    }
}

////得到计步所消耗的卡路里
//+ (NSInteger)getStepCalorie
//{
//    在这里原谅我并没有对其实现。本以为卡路里和步数的换算单位，一个公式就可以了。不查不知道，一查吓一跳原来还和其他众多因素有关：走路的快慢，步子的大小，体重的大小等等有关。。。笔者已吓尿，还是找算法大牛吧。
//}
//
////得到所走的路程(单位:米)
//+ (CGFloat)getStepDistance
//{
//    
//}
//
////得到运动所用的时间
//+ (NSInteger)getStepTime
//{
//    
//}

 

外部使用方式：

#import "ViewController.h"
#import "StepManager.h"
@interface ViewController ()
{
    NSTimer *_timer;
    UILabel *lable;
}
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
      [[StepManager sharedManager] startWithStep];
      lable =[[ UILabel alloc]initWithFrame:CGRectMake(100, 300, 300, 40)];


    [self.view addSubview:lable];
    _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 target:self selector:@selector(getStepNumber) userInfo:nil repeats:YES];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:_timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];
}


- (void)getStepNumber
{

    lable.text = [NSString stringWithFormat:@"我走了  %ld步",[StepManager sharedManager].step];
}

 

当然还有特别注意，应用程序在后台也要做采集动作：

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {
    //播放一段无声音乐,使其可以一直在后台进行计步  此方法为第三方 若要详细了解，请下载demo自行研究
    [[MMPDeepSleepPreventer sharedSingleton] startPreventSleep];
}