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Einführung in die Sensor- und Standortplattform in Windows

Das Windows-Betriebssystem bietet systemeigene Unterstützung für Sensorgeräte. Diese Unterstützung umfasst Positionssensoren wie GPS-Geräte. Im Rahmen dieser Unterstützung bietet die Plattform eine Standardmethode für Gerätehersteller, um Sensorgeräte Softwareentwicklern und Verbrauchern zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig bietet die Plattform Entwicklern eine standardisierte API- und Gerätetreiberschnittstelle (DDI), um mit Sensoren und Sensordaten zu arbeiten. In diesem Abschnitt wird die Windows-Sensor- und Standortplattform zusammengefasst, die verschiedenen Teile der Plattform erläutert und beschrieben, wie die Komponenten zusammenarbeiten, um ein umfassendes System für die Arbeit mit Sensoren bereitzustellen.

Übersicht über Sensorgeräte

Sensoren kommen in vielen Konfigurationen und aus einer bestimmten Perspektive können fast alles, was Daten zu physikalischen Phänomenen liefert, als Sensor bezeichnet werden. Obwohl wir in der Regel Sensoren als Hardwaregeräte betrachten, können logische Sensoren auch Informationen über die Emulation der Sensorfunktionalität in Software oder Firmware bereitstellen. Außerdem kann ein einzelnes Hardwaregerät mehrere Sensoren enthalten.

Die Sensor- und Standortplattform organisiert Sensoren in Kategorien, die breite Klassen von Sensorgeräten und Typen darstellen, die bestimmte Arten von Sensoren darstellen. Beispielsweise kann ein Sensor in einem Videospielcontroller die Position und Bewegung der Hand eines Spielers erkennen. Diese Art von Sensor ist ein Ausrichtungssensor. Sein Typ ist ein 3D-Beschleunigungsmesser. Im Code stellt Windows Kategorien und Typen mithilfe von GUIDs (Globally Unique Identifiers) dar, von denen viele vordefinierte sind. Gerätehersteller können neue Kategorien und Typen erstellen, indem sie bei Bedarf neue GUIDs definieren und veröffentlichen.

Standortgeräte umfassen eine besonders interessante Kategorie. Mittlerweile sind die meisten Menschen mit globalen Positionierungssystemen (GPS) vertraut. In Windows ist ein GPS eine Art Sensor, der Teil der Kategorie "Standort" ist. Die Kategorie "Standort" kann andere Sensortypen enthalten. Einige Sensortypen sind softwarebasiert. Beispielsweise stellt ein IP-Resolver Standortinformationen mithilfe einer Internetadresse bereit. Ein Mobilfunkturm-Triangulator bestimmt den Standort basierend auf nahe gelegenen Türmen. Ein anderer Sensor ermittelt den Standort anhand des Vorhandenseins von Wi-Fi Netzwerken.

Über die Plattform

Die Windows-Sensor- und Standortplattform besteht aus den folgenden Entwickler- und Benutzerkomponenten:

  • Der DDI. Windows bietet eine Standardmethode für Sensorgeräte, um eine Verbindung mit dem Computer herzustellen und Daten für andere Subsysteme bereitzustellen.
  • Die Windows Sensor-API bietet eine Reihe von Methoden, Eigenschaften und Ereignissen für die Arbeit mit verbundenen Sensoren und Sensordaten.
  • Die Windows-Standort-API, die auf der Windows Sensor-API basiert, stellt eine Reihe von Programmierobjekten bereit. Zu diesen Objekten gehören Skriptobjekte zum Arbeiten mit Standortinformationen.
  • Die Systemsteuerung ermöglicht Computerbenutzern die Steuerung der Standorteinstellungen.

In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Komponenten beschrieben.

Gerätetreiberschnittstelle

Sensorhersteller können Gerätetreiber erstellen, um Sensoren mit Windows zu verbinden. Sensorgerätetreiber werden mithilfe des WPD-Treibermodells (Windows Portable Devices) implementiert, das auf dem Windows User Mode Driver Framework (UMDF) basiert. Viele Gerätetreiber werden mit diesen Frameworks geschrieben. Da diese Technologien etabliert sind, finden erfahrene Gerätetreiberprogrammer das Schreiben eines Sensortreibers als vertraute Aufgabe. Der Sensor DDI verwendet spezifische UMDF- und WPD-Datentypen und Schnittstellen. Außerdem werden sensorspezifische WPD-Befehle und Parameter bei Bedarf definiert.

Um das Schreiben eines Gerätetreibers zu erleichtern, der einen Sensor für Windows (und insbesondere für die Sensor- und Standortplattform) verfügbar macht, enthält das Betriebssystem eine Treiberklassenerweiterung. Eine erforderliche Komponente für Sensorgerätetreiber ist dieses COM-Objekt, das einen einfachen Satz von Schnittstellen bereitstellt, mit denen Programmierer einen Sensortreiber implementieren können, ohne viel Boilerplate-Code schreiben zu müssen. Die Klassenerweiterung kann auch die Notwendigkeit reduzieren oder sogar beseitigen, dass WPD-Aufrufe verwaltet werden müssen. Diese Dokumentation enthält detaillierte Informationen über das Sensor-DDI und das Klassen-Erweiterungsobjekt.

Sensor-API

Mit der Windows Sensor-API können C++-Entwickler sensorbasierte Programme mithilfe einer Reihe von COM-Schnittstellen erstellen. Die API stellt Schnittstellen für allgemeine Sensorprogrammierungsaufgaben bereit. Zu diesen Aufgaben gehören die Verwaltung von Sensoren nach Kategorie, Typ oder ID. Sie können Sensorereignisse auch verwalten, mit einzelnen Sensoren und Sensorsammlungen arbeiten und Sensordaten verarbeiten. Das Windows SDK enthält Headerdateien, Dokumentationen, Beispiele und Tools, um Softwareentwickler bei der Verwendung von Sensoren in Windows-Programmen zu unterstützen.

Standort-API

Die Standort-API bietet eine einfache Möglichkeit, Daten zum geografischen Standort abzurufen und gleichzeitig den Datenschutz des Benutzers zu schützen. Die Standort-API stellt ihre Funktionalität über eine Reihe von COM-Schnittstellen bereit, die Objekte darstellen. Programmierer, die verstehen, wie COM verwendet werden kann, können diese Objekte verwenden. Die Skriptunterstützung bietet einfachen Zugriff auf Standortdaten für Projekte, die in der lokalen Computerzone ausgeführt werden, z. B. Gadgets. Das Windows SDK enthält Headerdateien, Dokumentationen (einschließlich Skriptreferenzdokumentation), Beispiele und Tools, die Web- und Softwareentwickler bei der Verwendung von Standortinformationen in ihren Programmen unterstützen.

Benutzersteuerung

Windows enthält eine Systemsteuerung, mit der Computerbenutzer Standorteinstellungen aktivieren oder deaktivieren können. Da die Einstellungen vertrauliche Daten verfügbar machen können, können Benutzer über diese Benutzeroberfläche steuern, ob Programme Zugriff auf ihren Standort haben.

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