Androidによる加速度センサの値を用いた制御とUDP通信のアプリケーション

#前回との変更点
前回まではLEDを模した画像の表示で加速度センサの制御をしていましたが、今回はラジオボタンとスピナーを用いて加速度センサの制御を行えるように変更しました。

#アプリケーションのGUI
このアプリケーションでは、三軸（X,Y,Z）の加速度センサの値をUDP通信で送る。端末内で加速度センサを用いた制御をラジオボタンとスピナーを用いて行えるようにしました。なお、ラジオボタンで制御項目を設定しているので、軸を一つずつしか制御できません。

#アプリケーションのGUI
ASUSTab K013の場合

<img src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/376689/37769dd6-cb54-beaa-427c-c9b59d12ae9b.jpeg" width=50%>

#ソースコード

ソケット通信を行うので、Androidmanifest.xmlに下記を追加する。

```xml:Androidmanifest.xml
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
```
次に、画像と音声ファイルを扱うため、app内のresのdrawableとrawを作成し、その中に画像データと音声データを入れる。
その後、スピナーを用いるのでres内にあるvalues内にSpinner.xmlを作成する。

```
app
 └res
   ├drawable
   │ ├en.jpg
   │ ├en_gleen.jpg
   │ └en_red.jpg
   ├raw
   │ ├xjikum.mp3
   │ ├xjikup.mp3
   │ ├yjikum.mp3
   │ ├yjikup.mp3
   │ ├zjikum.mp3
   │ └zjikup.mp3
   └values
     └Spinner.xml
```

Spinner.xmlのソースコードは下記のようにする

```xml:Spinner.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
    <string-array name="items">
        <item>以上</item>
        <item>以下</item>
    </string-array>
</resources>
```

```xml:activity_main.xml
<Spinner
        android:id="@+id/spinner2"
        android:layout_width="67dp"
        android:layout_height="32dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="180dp"
        android:entries="@array/items"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/y_if" />

    <Spinner
        android:id="@+id/spinner3"
        android:layout_width="67dp"
        android:layout_height="32dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="128dp"
        android:entries="@array/items"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/z_if" />

    <EditText
        android:id="@+id/IP_Address"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="52dp"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="127.0.0.1"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <EditText
        android:id="@+id/Port"
        android:layout_width="0dp"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="48dp"
        android:layout_marginEnd="16dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="8080"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/IP_Address" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="280dp"
        android:text="X:"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView2"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="24dp"
        android:text="Y:"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/textView" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView3"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="24dp"
        android:text="Z:"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/textView2" />

    <TextView
        android:id="@+id/X_Data"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="280dp"
        android:text="TextView"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/textView"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/Y_Data"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="24dp"
        android:text="TextView"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/textView2"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/X_Data" />

    <TextView
        android:id="@+id/Z_Data"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="24dp"
        android:text="TextView"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/textView3"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/Y_Data" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView7"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginTop="230dp"
        android:text="加速度センサの値"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <Button
        android:id="@+id/Ran"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="87dp"
        android:layout_marginLeft="87dp"
        android:layout_marginBottom="70dp"
        android:text="通信開始"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView4"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginBottom="8dp"
        android:text="IPアドレス"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/IP_Address"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView5"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginStart="16dp"
        android:layout_marginBottom="8dp"
        android:text="ポート番号"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toTopOf="@+id/Port"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />

    <Button
        android:id="@+id/End"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginEnd="87dp"
        android:layout_marginRight="87dp"
        android:layout_marginBottom="70dp"
        android:text="通信解除"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent" />

    <TextView
        android:id="@+id/textView6"
        android:layout_width="wrap_content"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:layout_marginTop="300dp"
        android:layout_marginEnd="124dp"
        android:text="Delay"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <EditText
        android:id="@+id/Delay"
        android:layout_width="159dp"
        android:layout_height="49dp"
        android:layout_marginTop="16dp"
        android:layout_marginEnd="40dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="100"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/textView6" />

    <Spinner
        android:id="@+id/spinner1"
        android:layout_width="67dp"
        android:layout_height="32dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="248dp"
        android:entries="@array/items"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/x_if" />

    <EditText
        android:id="@+id/y_if"
        android:layout_width="66dp"
        android:layout_height="49dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="183dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="500"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/RBGroup" />

    <EditText
        android:id="@+id/x_if"
        android:layout_width="66dp"
        android:layout_height="49dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="243dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="500"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/RBGroup" />

    <EditText
        android:id="@+id/z_if"
        android:layout_width="66dp"
        android:layout_height="49dp"
        android:layout_marginStart="8dp"
        android:layout_marginBottom="123dp"
        android:ems="10"
        android:inputType="textPersonName"
        android:text="500"
        android:textSize="24sp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toEndOf="@+id/RBGroup" />


    <RadioGroup
        android:id="@+id/RBGroup"
        android:layout_width="125dp"
        android:layout_height="180dp"
        android:layout_marginStart="40dp"
        android:layout_marginBottom="113dp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent">


        <RadioButton
            android:id="@+id/x_button"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="40dp"
            android:layout_weight="1"
            android:text="Xの値が"
            android:textSize="24sp" />

        <RadioButton
            android:id="@+id/y_button"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="40dp"
            android:layout_weight="1"
            android:text="Yの値が"
            android:textSize="24sp" />

        <RadioButton
            android:id="@+id/z_button"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="40dp"
            android:layout_weight="1"
            android:text="Zの値が"
            android:textSize="24sp" />
    </RadioGroup>
```

```java:MainActivity.java
import android.hardware.Sensor;
import android.hardware.SensorEvent;
import android.hardware.SensorEventListener;
import android.hardware.SensorManager;
import android.media.AudioAttributes;
import android.media.AudioManager;
import android.media.SoundPool;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.RadioButton;
import android.widget.RadioGroup;
import android.widget.Spinner;
import android.widget.TextView;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import java.io.IOException;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements SensorEventListener {

    private SensorManager sensorManager;
    private TextView X_Data_TextView,Y_Data_TextView,Z_Data_TextView;
    private float data_X,data_Y,data_Z;
    private int data_x,data_y,data_z;
    private String Data;
    private Timer timer1,timer2;
    private mTimerTask1 timerTask1;
    private mTimerTask2 timerTask2;
    private Handler handler = new Handler();
    private long Delay;
    private Spinner spinner1,spinner2,spinner3;
    private int spn1,spn2,spn3;
    private int X,Y,Z;
    private String x,y,z;
    SoundPool soundPool;
    int mp3_xp,mp3_xm,mp3_yp,mp3_ym,mp3_zp,mp3_zm;
    private int xp,yp,zp,xm,ym,zm;
    private RadioGroup rg ;
    private RadioButton RBid;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState)  {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        //加速度センサーの設定
        sensorManager = (SensorManager)getSystemService(SENSOR_SERVICE);

        //加速度を表示するテキストの設定
        X_Data_TextView = findViewById(R.id.X_Data);
        Y_Data_TextView = findViewById(R.id.Y_Data);
        Z_Data_TextView = findViewById(R.id.Z_Data);

        //効果音付けるのに必要なやつ
        if (Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
            soundPool = new SoundPool(5, AudioManager.STREAM_MUSIC, 0);
        } else {
            AudioAttributes attr = new AudioAttributes.Builder()
                    .setUsage(AudioAttributes.USAGE_MEDIA)
                    .setContentType(AudioAttributes.CONTENT_TYPE_MUSIC)
                    .build();
            soundPool = new SoundPool.Builder()
                    .setAudioAttributes(attr)
                    .setMaxStreams(5)
                    .build();
        }

        //効果音の設定
        mp3_xp = soundPool.load(this, R.raw.xjikup, 1);
        mp3_xm = soundPool.load(this,R.raw.xjikum,1 );
        mp3_yp = soundPool.load(this, R.raw.yjikup, 1);
        mp3_ym = soundPool.load(this,R.raw.yjikum,1 );
        mp3_zp = soundPool.load(this, R.raw.zjikup, 1);
        mp3_zm = soundPool.load(this,R.raw.zjikum,1 );

        //スピナーの設定
        spinner1=findViewById(R.id.spinner1);
        spinner2=findViewById(R.id.spinner2);
        spinner3=findViewById(R.id.spinner3);

        //ラジオボタングループの設定と値取得
        rg =findViewById(R.id.RBGroup);
        rg.setOnCheckedChangeListener(new RadioGroup.OnCheckedChangeListener() {
            @Override
            public void onCheckedChanged(RadioGroup group, int checkedId) {
                RBid = findViewById(checkedId);
            }
        });

        //接続の開始と解除ボタンの設定
        Button ran = findViewById(R.id.Ran);
        Button end = findViewById(R.id.End);

        //接続開始ボタンを押したときの処理
        ran.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {
                if(null != timer1){
                    timer1.cancel();
                    timer1 = null;
                }

                xp=yp=zp=xm=ym=zm=0;

                //ディレイの設定
                String delay = ((EditText)findViewById(R.id.Delay)).getText().toString();
                Delay = Long.parseLong(delay);

                //UDP通信開始
                timer1 = new Timer();
                timerTask1 = new mTimerTask1();
                timer1.schedule(timerTask1,0, Delay);

                //加速度センサを用いた制御
                timer2 = new Timer();
                timerTask2 = new mTimerTask2();
                timer2.schedule(timerTask2,0,Delay);
            }
        });

        end.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View view) {

                if(null != timer1){
                    timer1.cancel();
                    timer1 = null;
                }

                //IPアドレスとポート番号の設定
                final String address = ((EditText) findViewById(R.id.IP_Address)).getText().toString();
                String port = ((EditText) findViewById(R.id.Port)).getText().toString();
                int Port = Integer.parseInt(port);

                //「exit」を送信する為の設定
                String exit = "exit";
                byte buf[] = new byte[exit.length()];
                try {
                    buf = exit.getBytes("SHIFT_JIS");
                } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

                //UDP通信の開始
                InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(address, Port);
                final DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length, inetSocketAddress);
                AsyncTask<DatagramPacket, Void, Void> task = new AsyncTask<DatagramPacket, Void, Void>() {
                    @Override
                    protected Void doInBackground(DatagramPacket... datagramPackets) {
                        DatagramSocket datagramSocket = null;
                        try {
                            datagramSocket = new DatagramSocket();
                            datagramSocket.send(datagramPackets[0]);
                            datagramSocket.close();
                        } catch (SocketException e) {
                            e.printStackTrace();
                        } catch (IOException e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        return null;
                    }

                };
                task.execute(datagramPacket);

            }
        });

    }



    @Override
    protected void onResume(){
        super.onResume();
        //Event Listener登録
        Sensor accel = sensorManager.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
        sensorManager.registerListener((SensorEventListener) this,accel,SensorManager.SENSOR_DELAY_NORMAL);
    }

    @Override
    protected void onPause(){
        super.onPause();
        //Event Listener登録解除
        sensorManager.unregisterListener((SensorEventListener) this);
    }

    //加速度センサの値を表示するのとUDP通信で送信するための設定
    @Override
    public void onSensorChanged(SensorEvent event){
        if(event.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER){

            data_X= (500+event.values[0]*25);
            data_Y= (500+event.values[1]*25);
            data_Z= (500+event.values[2]*25);

            data_x = (int)data_X;
            data_y = (int)data_Y;
            data_z = (int)data_Z;
            Data = data_x + " " +
                    data_y + " " +
                    data_z;
            X_Data_TextView.setText(String.valueOf(data_x));
            Y_Data_TextView.setText(String.valueOf(data_y));
            Z_Data_TextView.setText(String.valueOf(data_z));
        }
    }

    @Override
    public void onAccuracyChanged(Sensor sensor, int accuracy){

    }

    //加速度センサの値を用いての制御
    private class mTimerTask2 extends TimerTask{
        @Override
        public void run() {
            handler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {

                    spn1=spinner1.getSelectedItemPosition();
                    spn2=spinner2.getSelectedItemPosition();
                    spn3=spinner3.getSelectedItemPosition();

                    x=((EditText)findViewById(R.id.x_if)).getText().toString();
                    y=((EditText)findViewById(R.id.y_if)).getText().toString();
                    z=((EditText)findViewById(R.id.z_if)).getText().toString();
                    X=Integer.parseInt(x);
                    Y=Integer.parseInt(y);
                    Z=Integer.parseInt(z);

                    if(RBid==(findViewById(R.id.x_button))&&spn1==0&&data_x>=X){
                        xp += 1;
                        if (xp == 1) {
                            yp=zp=xm=ym=zm=0;
                            soundPool.play(mp3_xp, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else if(RBid==(findViewById(R.id.x_button))&&spn1==1&&data_x<=X){
                        xm += 1;
                        if (xm == 1) {
                            xp=yp=zp=ym=zm=0;
                            soundPool.play(mp3_xm, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else if(RBid==(findViewById(R.id.y_button))&&spn2==0&&data_y>=Y){
                        yp += 1;
                        if (yp == 1) {
                            xp=zp=xm=ym=zm=0;
                            soundPool.play(mp3_yp, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else if(RBid==(findViewById(R.id.y_button))&&spn2==1&&data_y<=Y){
                        ym += 1;
                        if (ym == 1) {
                            xp=yp=zp=xm=zm=0;
                            soundPool.play(mp3_ym, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else if(RBid==(findViewById(R.id.z_button))&&spn3==0&&data_z>=Z){
                        zp += 1;
                        if (zp == 1) {
                            xp=yp=xm=ym=zm=0;
                            soundPool.play(mp3_zp, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else if(RBid==(findViewById(R.id.z_button))&&spn3==1&&data_z<=Z){
                        zm += 1;
                        if (zm == 1) {
                            xp=yp=zp=xm=ym=0;
                            soundPool.play(mp3_zm, 2, 2, 0, 0, 1f);
                        }
                    }
                    else{
                        xp=xm=yp=ym=zp=zm=0;
                    }
                }
            });
        }

    }

    //UDP通信
    private class mTimerTask1 extends TimerTask{
        @Override
        public void run(){

            handler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    final String address = ((EditText) findViewById(R.id.IP_Address)).getText().toString();
                    String port = ((EditText) findViewById(R.id.Port)).getText().toString();
                    int Port = Integer.parseInt(port);
                    byte buf[] = new byte[Data.length()];

                    try {
                        buf = Data.getBytes("SHIFT_JIS");
                    } catch (UnsupportedEncodingException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                    InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(address, Port);
                    final DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length, inetSocketAddress);


                    AsyncTask<DatagramPacket, Void, Void> task = new AsyncTask<DatagramPacket, Void, Void>() {
                        @Override
                        protected Void doInBackground(DatagramPacket... datagramPackets) {
                            DatagramSocket datagramSocket = null;

                            try {
                                datagramSocket = new DatagramSocket();
                                datagramSocket.send(datagramPackets[0]);
                                datagramSocket.close();
                            } catch (SocketException e) {
                                e.printStackTrace();
                            } catch (IOException e) {
                                e.printStackTrace();
                            }

                            return null;
                        }

                    };
                    task.execute(datagramPacket);
                }
            });

        }
    }
}
```