Драйвер класса HID датчика

Статья
01/11/2024

Начиная с Windows 8 операционная система Windows включает встроенный драйвер hid-класса датчика (SensorsHIDClassDriver.dll), который поддерживает одиннадцать типов датчиков, взаимодействующих с помощью транспорта HID.

Ниже приведен список поддерживаемых датчиков.

Акселерометр 3D
Внешнее освещение
Температура окружающей среды
Атмосферное давление
Компас 3D
Ориентация устройства
Гироскоп 3D
влажность.
Инклинометр 3D
Присутствие
Близость

На следующем рисунке показан поток данных из двух приложений датчиков вниз по стеку драйверов и, наконец, к самому оборудованию.

архитектура клиентского датчика.

Поддержка пользовательских датчиков

Помимо одиннадцати датчиков, описанных в предыдущих списках, драйвер класса также поддерживает пользовательский класс. Этот класс позволяет производителю датчика интегрировать устройство, не найденное в предыдущем списке, например датчик угарного газа. Пользовательский датчик представляет себя в API датчика как пользовательское устройство с уникальными свойствами.

Архитектура и обзор

Если вы создаете встроенное ПО для совместимого датчика, вам потребуется базовое представление о модели ввода-вывода, поддерживаемой драйвером класса.

Датчик отправляет отчет о функциях или входной отчет в драйвер класса HID. Отчет о функциях отправляется в ответ на запрос от драйвера. Этот отчет содержит данные свойств, включая настройку чувствительности датчика к изменениям, интервал отчета и состояние отчета. Входной отчет отправляется по запросу или асинхронно в ответ на событие. Этот отчет содержит фактические данные датчика. Например, для акселерометра отчет содержит G-силы вдоль осей x, y и z).
Драйвер класса HID отправляет датчику отчеты о функциях. Например, когда приложение запрашивает новую чувствительность к изменению или интервал отчета, драйвер упаковывает эти значения в отчет о функциях и использует этот отчет для отправки запроса встроенному ПО датчика.

На следующей схеме показана модель ввода-вывода.

Модель ввода-вывода.

Пример дескриптора отчета

Если датчик поддерживает одну из семи категорий, встроенных в драйвер класса, его встроенное ПО потребует поддержки определенных функций и входных отчетов. Отчеты о функциях включают текущее состояние отчетов датчика, его состояние, чувствительность к изменениям и интервал отчетности (в дополнение к другим возможным свойствам). Входные отчеты содержат показания датчика: True или False для переключателя, значения силы G для акселерометра или LUX для датчика внешнего освещения.

Пример отчета о функциях акселерометра

В следующем примере кода показан отчет о функциях HID для акселерометра. Обратите внимание на самоописывающий характер этого отчета. Он включает минимальное и максимальное значения, а также количество и размер отдельных полей.

//feature reports (xmit/receive)
    HID_USAGE_PAGE_SENSOR,
    HID_USAGE_SENSOR_PROPERTY_REPORTING_STATE,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_8(0xFF),             //LOGICAL_MAXIMUM (255) 
    HID_REPORT_SIZE(8),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_FEATURE(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_PROPERTY_SENSOR_STATUS,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_8(0xFF),             //LOGICAL_MAXIMUM (255) 
    HID_REPORT_SIZE(8),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_FEATURE(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_PROPERTY_CHANGE_SENSITIVITY_ABS,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_16(0xFF,0xFF), //LOGICAL_MAXIMUM (65535) 
    HID_REPORT_SIZE(16),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_USAGE_SENSOR_UNITS_G,
    HID_UNIT_EXPONENT(0xE), 
    HID_FEATURE(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_PROPERTY_REPORT_INTERVAL,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_32(0xFF,0xFF,0xFF,0xFF), //LOGICAL_MAXIMUM (4294967295) 
    HID_REPORT_SIZE(32),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_USAGE_SENSOR_UNITS_MILLISECOND,
    HID_UNIT_EXPONENT(0), 
    HID_FEATURE(Data_Var_Abs),

Пример входного отчета акселерометра

В следующем примере кода показан входной отчет HID для того же устройства. Опять же, обратите внимание на самоописательный характер полей в этом отчете.

//input reports (transmit)
    HID_USAGE_PAGE_SENSOR,
    HID_USAGE_SENSOR_STATE,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_8(0xFF),             //LOGICAL_MAXIMUM (255) 
    HID_REPORT_SIZE(8),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_EVENT,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_8(0xFF),             //LOGICAL_MAXIMUM (255) 
    HID_REPORT_SIZE(8),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_DATA_MOTION_ACCELERATION_X_AXIS,
    HID_LOGICAL_MIN_16(0x01,0x80),             //    LOGICAL_MINIMUM (-32767) 
    HID_LOGICAL_MAX_16(0xFF,0x7F),             //    LOGICAL_MAXIMUM (32767)
    HID_REPORT_SIZE(16), 
    HID_REPORT_COUNT(1), 
    HID_USAGE_SENSOR_UNITS_G,
    HID_UNIT_EXPONENT(0xE), 
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_DATA_MOTION_ACCELERATION_Y_AXIS,
    HID_LOGICAL_MIN_16(0x01,0x80),             //    LOGICAL_MINIMUM (-32767) 
    HID_LOGICAL_MAX_16(0xFF,0x7F),             //    LOGICAL_MAXIMUM (32767)
    HID_REPORT_SIZE(16), 
    HID_REPORT_COUNT(1), 
    HID_USAGE_SENSOR_UNITS_G,
    HID_UNIT_EXPONENT(0xE), 
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_DATA_MOTION_ACCELERATION_Z_AXIS,
    HID_LOGICAL_MIN_16(0x01,0x80),             //    LOGICAL_MINIMUM (-32767) 
    HID_LOGICAL_MAX_16(0xFF,0x7F),             //    LOGICAL_MAXIMUM (32767)
    HID_REPORT_SIZE(16), 
    HID_REPORT_COUNT(3), 
    HID_USAGE_SENSOR_UNITS_G,
    HID_UNIT_EXPONENT(0xE), 
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

    HID_USAGE_SENSOR_DATA_MOTION_INTENSITY,
    HID_LOGICAL_MIN_8(0x00),                   //LOGICAL_MINIMUM (0) 
    HID_LOGICAL_MAX_8(0xFF),             //LOGICAL_MAXIMUM (255) 
    HID_REPORT_SIZE(8),
    HID_REPORT_COUNT(1),
    HID_INPUT(Data_Var_Abs),

Поделиться через