传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。

正如人通过触觉、味觉、嗅觉、声音、视觉等感官来感知物理世界一样，计算机通过丰富多样的传感器具备了超越人类的感知能力，包含且不限于热、光、气、力、磁、湿、声、色和味等。

在ESP32 Arduino框架中设计了一套处理传感器数据的方法，相关类设计如下图

Sensor类是传感器基类，设计了基础的方法，DigitalSensor是数字量传感实现类、AnalogSensor模拟量传感器实现类

下面用示例来说明其使用方法

示例：触摸传感器

在Unit3中，我们讲解了使用ESP32触摸引脚，本例直接使用触摸传感器，这是一个基于触摸检测IC的电容式点动型触摸开关模块，当模块的金属触片被触摸，相当于按键被按下。

模块详情

从 https://gitee.com/billyzh/esp32-cpp-lesson 下载本教程的源码到本地硬盘文件夹，如d:\esp32-cpp-lesson
在VSCode中，选择【文件】->【打开文件夹...】选择上一步保存的文件夹打开

选择config.h文件，修改第10行为
#define APP_LESSON41 1

打开unit4-lesson41/board_config文件，设置器件使用的引脚，
#define TOUCH_2_PIN GPIO_NUM_34

创建传感器实例，代码如下（unit4-lesson41/my_board.cpp）：

MyBoard::MyBoard() : Board() {
    Log::Info(TAG, "===== Create Board ...... =====");

    Log::Info(TAG, "initial led.");
    led_ = new GpioLed(BUILTIN_LED_PIN, false); // no pwm

    std::shared_ptr<Sensor> sensor_ptr = std::make_shared<DigitalSensor>(kTouch2, TOUCH_2_PIN);
    AddSensor(sensor_ptr);

    Log::Info( TAG, "===== Board config completed. =====");
}

程序解读
1. 本例使用的触摸传感器为数字量传感器，这里使用DigitalSensor类构造，并使用智能指针保存，第1个参数为名称，第2个参数为引脚；
2. 在Board类中有一个集合(map)用于保存传感器实例指针，通过AddSensor方法将指针放入集合中，可通过名称来获取对应实例指针；

控制LED闪烁

闪烁代码如下（unit4-lesson41/my_application.cpp）：

void MyApplication::OnInit() {
    std::shared_ptr<Sensor> touch2_ptr = Board::GetInstance().GetSensor(kTouch2);
    if (touch2_ptr!=nullptr) {
        touch2_ptr->Start(100);
    }
}

void MyApplication::OnLoop() {
    if (touch1_detected_) {
        Led *led = Board::GetInstance().GetLed();
        led->TurnOn();
        delay(200);
        led->TurnOff();
        touch1_detected_ = false;
    }
    delay(1);
}

bool MyApplication::OnSensorDataEvent(const std::string& sensor_name, const SensorValue& value) {
    if (sensor_name == kTouch1) {
        touch1_detected_=(value.intValue()==0);
        return true;
    }
    return Application::OnSensorDataEvent(sensor_name, value);
}

程序解读
1. 在OnInit方法中使用Board类的GetSensor方法取得传感器智能指针，然后调用Start方法启动传感器数据获取，参数是数据获取间隔时间（单位ms）；
2. 在OnLoop方法中检测touch1_detected_的值，若为true，则点亮LED 0.2秒，touch1_deteted_是MyApplication类的一个私有变量，使用了volatile定义，防止编译器优化变量访问，确保每次读写都直接操作内存；
3. 重载Application类的OnSensorDataEvent方法实现业务，这里根据传感器的值来设置touch1_detected_变量（值为0时有触摸）；

编译项目并上传开发板检验

传感器的数据获取

通常，我们需要主动的读取传感器数据，一般都是定时读取，如每1秒、每分钟等等，视情况不一而定，这就需要使用定时器了，
本例中，在OnInit方法内调用传感器的Start方法启动数据获取时传入的参数就是定时的值。

数据获取的代码如下：
(src/framework/peripheral/sensor.cpp）：

void Sensor::Start(uint32_t interval_ms) {
    if (timer_ == nullptr) {
        timer_ = TimerFactory::CreateTimer("Sensor");
    } else {
        timer_->Stop();
    }
    
    timer_->Start(interval_ms, [this](){
        auto& app = Application::GetInstance();
        app.Schedule([this]() {
            ReadData();
        });
    });
}

void Sensor::ReadData() {
    sensor_val_ = new SensorValue();

    bool success = ReadValue(sensor_val_);
    // ......

    delete sensor_val_;
}

程序解读
1. timer_变量用来保存定时器实例，若为空则创建，不为空则停止，关于Timer和TimerFactory类，后面课程会讲解，这里只需了解是创建定时器实例即可；
2. Start方法用于启动定时器，其中interval_ms为时间间隔，回调函数为lambda匿名方法，定时器每隔interval_ms会执行1次回调函数；
3. 回调匿名方法最终会调用ReadData方法获取传感器数据，此处多了一个调用Application类Schedule方法的环节，可以理解为将要执行的代码放入一个先入先出的队列，保障队列里的代码是按序执行的，避免资源争用； 4. 在ReadData方法中，使用SensorValue类实例来保存传感器数据，当前支持int、long、float、string和float列表类型；

传感器的交互流程

本例使用的传感器交互流程如下：
第1步：在Board派生类中创建传感器实例，使用AddSensor方法将实例指针保存到集合中；
第2步：在Application派生类的OnInit方法中，使用Sensor类的Start方法启动数据获取；
第3步：在Application派生类中重载OnSensorDataEvent方法，接收传感器数据编写处理代码；

实现这个交互流程的核心代码如下：
（src/frameowrk/peripheral/sensor.cpp文件）：

void Sensor::ReadData() {
    sensor_val_ = new SensorValue();

    bool success = ReadValue(sensor_val_);
    if (success) {
        if (on_newdata_callback_) {
            on_newdata_callback_(*sensor_val_);
        } else {
            auto& app = Application::GetInstance();
            app.OnSensorDataEvent(name_, *sensor_val_);
        }
    }

    delete sensor_val_;
}

ReadData方法中，调用ReadValue方法获取数据，这个方法需要Sensor的派生类实现；
获取到数据后，若有设置自定的处理方法，则调用它，否则默认调用Application类的OnSensorDataEvent方法

如要定制Sensor类的实现，只需要做类似处理，就可以保障交互流程不变。
使用此交互方式，可以形成标准化的传感器处理流程，便于代码开发、移植和管理