Описание инструмента для сбора данных с сенсоров мобильного устройства

NextGIS Logger - приложение для сбора данных с окружающих источников информации (базовые станции сотовой сети, GPS) и внутренних сенсоров (акселерометр, магнетометр, ориентация, гироскоп, микрофон) для устройств с операционной системой Android 3.0+ (Honeycomb). Установить через Google Play.

NextGIS Logger может собирать данные в двух режимах:

• Логгер - сервис, который собирает данные постоянно, независимо от пользователя, сохраняет их в Логе 1.
• Метки - данные собираются дискретно, по запросу пользователя, сохраняются в Логе 2.

Приложение может работать в двух режимах по-отдельности или параллельно. Данные логов связаны друг с другом временными метками.

Результатом работы программы является набор таблиц (файлов в формате CSV), которые можно открыть в любом табличном редакторе.

Результаты

Программа может пригодиться тем, кто занимается позиционированием по базовым станциям сотовой сети, изучением силы сигнала в своих окрестностях, записью GPS треков и меток каких-нибудь объектов и т.д.

Создано в

Веб ГИС для вашей организации по доступной цене

[править] Почему NextGIS Logger

Существует много приложений позволяющих посмотреть информацию о базовых станциях сотовой сети, информацию с внутренних сенсоров и внешних источников информации и записать её в каком-то виде. Перед тем, как начать создавать NextGIS Logger мы проанализировали основные аналоги (Field Test-SignalSitemap, GSM signal monitoring, Gsm Signal Monitor, GSM Monitor, GSM Field Test, OpenSignal, inViu OpenCellID, Netmonitor, G-MON, G-NetTrack, NetMon, Network Monitor) и обнаружили, что все они не удовлетворяют одному или нескольким из следующих условий:

• Запись лога в удобном человеко- и машиночитаемом формате;
• Запись лога с минимальным интервалом (минимум 1 сек);
• Параллельная логу расстановка пользовательских отметок с теми же данными, связанных с логом временными метками;
• Подгрузка пользовательского списка меток из внешнего файла
• Выбор, что логгировать, а что не логгировать

[править] Где взять

Программу можно скачать с Google Play (предпочтительный способ) или в виде APK (скачать). Если вы устанавливаете из APK, нужно разрешить установку из "Unknown sources" в настройках системы, секция "Security". Официальная страница программы - на сайте разработчика - NextGIS.

NextGIS Logger это программное обеспечение с открытым исходным кодом. Лицензия - GPL v2. Код можно получить на Github.

[править] Интерфейс и использование

После установки найдите иконку приложения в списке программ.

В приложении 4 основных экрана:

[править] Основной экран

• Сессии
  • Кнопка "Открыть/Закрыть" - открывают новую или закрывают открытую сессию и сохраняют все данные. Для каждой сессии создается папка с набором файлов на диске. Текущая сессия не может быть быть закрыта пока не остановлен логгер.
• Режимы
  • Кнопка "Запустить логгер/Остановить логгер" - запускает или останавливает запись лога 1. Пока не создана сессия логгер запустить нельзя.
  • Кнопка "Метки" - открывает окно с перечнем маркеров. Пока не создана сессия маркеры ставить нельзя.
• Текстовые поля показывающие полезную информацию о сессии.

Основной экран приложения

[править] Метки

Метки - это такие же точки лога, но расставляемые не автоматически, а когда скажет пользователь. Меткам можно задавать свои имена. Список меток может быть пустой или его можно предварительно заполнить, указав в настройках приложения файл с метками. Он имеет очень простую структуру:

ID,NAME
1,marker1
2,marker2
3,marker3

Расставленные метки попадают в свой собственный лог.

Чтобы поставить метку нужно:

1. Открыть сессию (если она еще не открыта)
2. Выбрать "Метки"
3. Если список меток пуст - нажать на + и ввести имя метки, после чего нажать ОК. Метка с введенным названием будет автоматически добавлена в лог. Если в процессе создании метки включить галку "Сохранить в список", то название метки (категория) будет сохранено в список для дальнейшего использования.
4. Если список заполнен - выбрать одну из них или нажать на лупу и ввести часть имени метки, после чего выбрать одну из отфильтрованных.

На экране меток так же можно в течение 4 секунд отменять поставленные метки, для этого, после того как вы выбрали метку, нужно нажать на стрелку отменить в ФАБе.

Метки

[править] Сессии

Что бы ограничить один лог от другого используются сессии.

Сессия можно управлять на экране сессий. На нем можно:

• Увидеть список сессий записанных на устройстве
• Выбрать все сессии
• Поделиться выбранными сессиями стандартными методами (Dropbox, Gmail и т.д.)
• Удалить выбранные сессии

Сессии

[править] Данные в реальном времени

Все собранные данные попадают в лог, предназначенный для чтения машинами. Вы же можете ознакомиться с данными непосредственно в процессе их сбора переключившись в режим просмотра данных в реальном времени (Live data). Чтобы переключиться нужно нажать на FAB, круглую кнопку в нижнем правом углу экрана.

Данные собраны в два экрана: всё по базовым станциям сотовой сети и данные по сенсорам (включая GPS).

Данные по базовым станциям сотовой сети

Данные по сенсорам

[править] Внешние сенсоры

NextGIS Logger умеет собирать данные с подключаемых сенсоров. На данный момент поддерживаются сенсоры на платформе Arduino.

Все что вам нужно, чтобы начать собирать данные это сам Arduino, Bluetooth модуль и собственно сами сенсоры. После этого:

1. Соберите схему
2. Создайте скетч и загрузите его в Arduino
3. Определите все ваши сенсоры в файле JSON
4. Подключитесь к Bluetooth устройству в приложении.

Подробности:

• Подробнее с примерами кода.
• Пример проекта на базе NextGIS Logger и Arduino - SensorLog.

Данные с подключенных сенсоров газового анализа.

[править] Настройки

Вам наверняка нужно собирать что-то конкретное и список меток у вас свой, всё это можно настроить.

• Основные настройки:
  • Строка идентификации - здесь можно указать имя или инициалы или что-то еще, эта строка будет использоваться для названия сессий и для точек лога
  • Период сбора информации в секундах (от 1 секунды)
  • Использование файла меток - здесь можно указать файл с метками (он создается отдельно), если его не указать, можно вводить названия меток в процессе сбора данных.
  • Пытаться использовать API 17+ для поиска соседних базовых станций.
  • Держать экран включенным - для списка меток.

• Сенсоры:
  • Акселерометр - включить в лог данные с акселерометра
  • Линейный акселерометр - использовать линейный акселерометр (если он есть)
  • Магнетометр - включить в лог данные с магнетометра
  • Ориентация - писать лог ориентации
  • Гироскоп - включить в лог данные с гироскопа
  • Микрофон - отслеживать уровень шума (дБ)

[править] Структура результатов

Логи сессий сохраняются каждый в свою папку, имя которых запрашивается при старте сессии. Все папки сессий хранятся на внешнем носителе в папке "nextgis_logger".

[править] Базовые станции сотовой сети

Логгер создаёт файл "cell_time_log.csv" где сохраняется информация с базовых станций GSM/3G.

Логгер также создаёт файл "cell_time_mark.csv" где сохраняется информация с базовых станций GSM/3G по пользовательским меткам.

Структура данных:

• ID - идентификатор из файла меток (еще). Логгер в качестве ID использует пустую строку "".
• Name - имя метки из файла меток (еще) или введенное вручную. Логгер в качестве имени использует строку "ServiceLog".
• User - строка идентификации пользователя из настроек (еще).
• TimeStamp - временная метка. Не уникальна. См. раздел ниже про конвертацию в человекочитаемый вид. Пример: 1409513090236
• NetworkGen - текущее поколениеи сети (2G/3G/4G) (еще)
• NetworkType - текущий тип сети (EDGE/GPRS/UMTS/HSPA...)
• Active - 1 если это базовая станция, иначе - комбинация MCC-MNC-LAC-CID активной базовой станции если это станция-сосед.
• MCC - Mobile Country Code (еще). Пример: 284
• MNC - Mobile Network Code (еще). Пример: 5
• LAC - Location Area Code (еще). Пример: 380433
• CID - Cell ID (еще). Пример: 5599
• PSC - Primary Scrambling Code для сети 3G. Диапазон значений: 0..511. Пример: 145
• Power - сила сигнала - RSSI для 2G и RSCP для 3G. Пример: -93

[править] Сенсоры

Логгер создаёт файл "sensor_time_log.csv" где сохраняется информация с сенсоров.

Логгер также создаёт файл "sensor_time_mark.csv" где сохраняется информация с сенсоров по пользовательским меткам.

Структура данных:

• ID - см. аналогично выше;
• Name - см. аналогично выше;
• User - см. аналогично выше;
• TimeStamp - см. аналогично выше;
• Type - "Raw" если используется просто акселерометр, "Linear" если акселерометр линейный;
• Accel_X - ускорение по оси X в м/с^2;
• Accel_Y - ускорение по оси Y в м/с^2;
• Accel_Z - ускорение по оси Z в м/с^2;
• Azimuth - угол между направлением на магнитный полюс и осью Y, вокруг оси Z (0..359). 0=Север, 90=Восток, 180=Юг, 270=Запад;
• Pitch - вращение по оси X (-180..180), значения положительные когда ось Z движется по направлнию к оси Y;
• Roll - вращение по оси Y (-90..90) возрастает по мере движения устройства по часовой стрелке;
• Magnetic - measure the ambient magnetic field in the X, Y and Z axis. Value in micro-Tesla (uT);
• Gyro_X - угловая скорость по оси X, радиан/сек;
• Gyro_Y - угловая скорость по оси Y, радиан/сек;
• Gyro_Z - угловая скорость по оси Z, радиан/сек;
• GPS_Lat - широта, десятичные градусы;
• GPS_Lon - долгота, десятичные градусы;
• GPS_Alt - Высота над уровнем море относительно эллипсоида WGS 84, метры;
• GPS_Accuracy - точность засечки GPS в радиусе 68%, метры;
• GPS_Speed - скорость, в метрах/секунду;
• GPS_Bearing - горизонтальное направление движения устройства, не связано с ориентацией устройства, градусы;
• Audio - уровень шума, дБ.

[править] Информация об устройстве

При открытии сессии создаётся файл "device_info.txt", он содержит информацию об устройстве.

• Manufacturer - производитель
• Brand - марка
• Model - модель
• Product - продукт
• Android version - версия андроид
• API version - версия API
• Kernel version - версия ядра
• Radio firmware version - версия прошивки
• Logger version name - версия приложения
• Logger version code - версия кодовой базы приложения

[править] Полезное в тему

[править] Временные метки

Программа пишет временные метки в двух видах - машиночитаемом и человекочитаемом.

Человекочитаемые метки пишутся в следующем формате, например: July 19, 2015 7:43:56 PM.

Машиночитаемые временные метки (timestamp) можно сконвертировать в привычное время этим инструментом или следующей формулой в Excel/Calc (в последнем нужно заменить запятые на точку с запятой в функции DATE()):

=(((A1/60)/60)/24)+DATE(1970,1,1)

Например для 1428953886:

=(((1428953886/60)/60)/24)+DATE(1970,1,1)
42380,818125
После форматирования (DD.MM.YY HH:MM:SS):
11.01.16 19:38:06

Время в UTC, чтобы прибавить местное, нужно к формуле добавить +(3/24) (UTC+3).

[править] Контакты

Если вы нашли ошибку или у вас есть предложения по улучшению расширения — воспользуйтесь багтрекером. Кроме того, вопросы по использованию расширения можно задать авторам напрямую.

[править] Дополнительно

• Официальная страница NextGIS Logger
• NextGIS Logger на Google Play
• Репозиторий программы на Github
• Видеодемонстрация работы