微软移动 Nokia Lumia SensorCore SDK 介绍及上手体验

2022-07-11 08:44:04

    早在今年的BUILD大会上，诺基亚就宣布了SensorCore以及它的部分演示。今天，它终于面世了，大家可以去Building Apps for Windows 上查看具体介绍，或者也可以去Nokia Developer上查看。SensorCore SDK的下载大家可以去nuget页面：Lumia SensorCore SDK 0.9.1.3。

1. SensorCore SDK是什么？

    SensorCore SDK是一组API，它可以访问手机上的多种传感器数据（加速度传感器/数字罗盘/陀螺仪）和位置信息。这些信息可以用来追踪用户的身体和运动状态。一般情况下，传感器以较低的功耗在后台运行，并保存最近10天内的数据。目前市场的Health &Fitness应用已经集成了SensorCore SDK，主要使用了其中的计步功能。其界面如下图1所示。

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图1：Health &Fitness应用的计步功能页面

    进一步的，它还提供了数据的统计和分析，如下图2所示。

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图2：Health &Fitness应用的统计分析页面

    事实上，Health &Fitness应用只利用了SensorCore SDK中的Step Counter API，它还包括Activity Monitor API、Place Monitor API和Track Point Monitor API，我们在后面的文章中会有进一步的介绍。

2. 如何启用 SensorCore 功能

    为了使用SensorCore提供的API，我们需要在手机的功能中做一些设置，具体来说，是将Location和motion data功能打开，如下图3所示。

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图3：启用SensorCore需要的设置页面

    如果我们不希望透露这些用户信息，可以将这个功能关闭，也可以手动清除motion数据。另外，开发者必须处理“用户禁用Location和motion data”的情况，因为在这两者其中任何一个被禁用的情况下，SensorCore是无法正常工作的。

3. SensorCore API 简介

    SensorCore SDK包含的API包括Step Counter API、Activity Monitor API、Place Monitor API和Track Point Monitor API。

3.1 Step Counter API

    该API提供了用户步行或者是跑步的步数和距离信息。当然，如果用户将设备放在裤兜里面骑车或者乘坐汽车，那么，该API的计步功能就可能不准。

3.2 Activity Monitor API

    该API提供用户身体活动的状态信息，例如，用户何时开始步行，何时停止步行。当然，在用户活动转换的过程中，该API大概会有5-10秒钟的检测延时，主要是为了滤除噪声，降低误报的可能性。如果用户将设备放在裤兜里面骑车或者乘坐汽车，或者只是将设备拿在手里晃悠，就会产生误报。活动可以分为以下几类：

  • Idle：设备被放置于桌子等离开人体的环境中。
  • Stationary：用户随身携带设备，但出于静止状态。
  • Moving：包含Walking或者是Running两种状态。

    如果应用程序对用户的某些状态进行监控，那么在用户的状态发生变化时，应用程序会收到这个通知（notification）。

3.3 Place Monitor API

    该API提供了用户停留超过一定时间段的地理位置信息，它运行在后台，为了使得功耗尽量低，主要利用手机基站和WiFi接入点信息来定位。因此，它不会主动激活GPS进行地理位置追踪，除非其他应用已经在使用GPS（如导航类应用）。由于该类API是被动工作的，因此它提供的地理位置信息并非是实时的。除了提供相关的地理位置信息以外，它还会尝试推断用户的家和工作单位的地理位置。

    用户携带设备在某一个地点停留10分钟以上，该地点才会被认为是一个Known Places，同时加入到Known Places列表。一般来讲，单个Known Place的半径范围是200米。两个Known Place之间的距离一般要求500米以上，因此，即使500米范围内有两个不同的地理位置，该API会将这些位置融合为一个Known Place，这一点也是开发者需要考虑的。

    Place Monitor会尝试着将一个地点分类为“Home”，另一个地点分类为“Work”，分类的规则为：

  • 设备在一个Known Place中停留的时间段
  • 设备移动的频率和用户的行为状态
  • 设备被使用的频率
  • 设备被充电的频率

    基于以上的规则，分类处理程序一般会在2-3天内给出“Home”和“Work”的推断。如果用户换了工作单位，该API也会在一段时间以后修改“Home”和“Work”的推断。

    Place Monitor会动态的更新Known Places列表，如果已知的一个Known Place不再被访问了，那么一段时间以后，该Known Place就会从列表中删除。

    所有的Known Place会有如下属性：

  • ID：一个给定地点的唯一标识。
  • Kind：可以有以下三个值，frequent/home/work。
  • Position：地理位置信息。
  • Radius：以Position为中心的半径。

3.4 Track Point Monitor API

    该API提供用户移动的具体信息，它和Place Monitor API类似，但并不是追踪Home和Work位置，而是追踪用户行动的路径。一般情况下，Track Point Monitor API也是被动追踪，即利用手机基站和WiFi的信息来定位。如果有其他应用在使用GPS，那么Track Point Monitor API就会利用GPS信息来进行定位。

    Track Point最多5分钟更新一次，并且两个Track Point之间的距离要求大于500米。如果用户在500米范围内逗留的时间很长，那么该API会认为是同一个Track Point，不进行更新操作。Track Point的精度依赖于位置信息的精度，也就是说，在手机基站和WiFi接入点密集的地方，Track Point精度相对较高。而如果用户在一个偏僻的地方郊游，也没有开启GPS，那么Track Point可能更新的很慢，因为手机一直处于同一个基站的覆盖范围内。

    Track Point Monitor API提供如下信息：

  • Heading：Route Point记录的用户行动方向，该参数只有在GPS开启的情况下才有。
  • LengthofStay：设备在一个地点停留的时长。
  • Position：Route Point的地理位置信息。
  • Radius：位置的半径范围，和位置的精度信息有关。
  • Timestamp：用户进入该位置的时间点。

4. SensorCore 开发环境要求

    利用SensorCore进行应用开发，需要的开发环境为：Visual Studio 2013 Update 2 with Windows Phone SDK。SensorCore SDK 支持模拟器调试，但是支持的功能很有限。所以，如果实际开发应用的话，建议在解锁的开发设备上进行调试，比如最近发售的Lumia 630就可以。

5. SensorCore 实例Demo

    下面就Windows Phone 8.1 项目为例，演示如何使用SensorCore SDK。

5.1 新建项目

    首先，在Visual Studio中新建项目，选择

    Installed > Templates > Visual C# > Store Apps > Windows Phone Apps > Blank App (Windows Phone) ，同时，将项目名称命名为HelloSensorCore。

5.2 在项目中添加SensorCore SDK

    1. 选择Tools > NuGet Package Manager > Manage NuGet Packages for Solution

    2. 搜索Lumia SensorCore SDK，点击安装。

    3. 如果要在模拟器中进行调试，还需要加入Lumia SensorCore SDK Testing Tools。操作步骤和Lumia SensorCore SDK一致。

    4. 添加完以后，可以查看项目的References目录，发现里面有Lumia.Sense, Lumia.Sense.Testing 和 Microsoft Visual C++ 2013 Runtime Package。如下图4所示。

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图4：项目添加引用页面

5.3 在Package.appxmanifest文件中添加相关内容

    为了使得应用程序能够访问SensorCore的API，我们需要在Package.appxmanifest文件中添加相关capabilities。如果是通过添加引用的方式，那么开发环境会自动加入以下声明：

<DeviceCapability Name="location" /> 
    <m2:DeviceCapability Name="humaninterfacedevice"> 
        <m2:Device Id="vidpid:0421 0716"> 
        <m2:Function Type="usage:ffaa 0001" /> 
        <m2:Function Type="usage:ffee 0001" /> 
        <m2:Function Type="usage:ffee 0002" /> 
        <m2:Function Type="usage:ffee 0003" /> 
        <m2:Function Type="usage:ffee 0004" /> 
    </m2:Device> 
</m2:DeviceCapability>

    另外，为了使得程序能够正确的运行，我们需要对Configuration Manager中的目标平台进行配置。如果我们在实际设备中进行测试，那么必须选择ARM；如果在模拟器中进行测试，那么必须选择x86。如下图5所示。

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图5：调试平台配置页面

5.4 在代码中使用SensorCore API

    我们这里新建一个非常简单的应用程序，主页面的Grid元素中包含一个ListBox，用于显示SensorCore返回的数据。在MainPage.xaml文件中添加以下代码：

<Grid> 
    <ListBox x:Name="SensorcoreList"/> 
</Grid>

    在后台代码文件MainPage.xaml.cs中，先要加入命名空间的引用：

using Windows.UI.Popups; 
using Lumia.Sense; 
using Lumia.Sense.Testing;
using System.Threading.Tasks;

    在MainPage类中添加以下私有变量：

private PlaceMonitor _placeMonitor; 
private RouteTracker _routeTracker; 
private ActivityMonitor _activityMonitor; 
private StepCounter _stepCounter;

    下面，在MainPage的构造函数中添加Loaded事件处理代码：

this.Loaded += async (oo, ee) => 
{ 
    await ShowStepCounter(); 
    await ShowActivityMonitor(); 
    await ShowRouteTracker(); 
    await ShowPlacesMonitor(); 
};

    然后，根据应用的visibility来处理SensorCore的activation和deactivation：

Window.Current.VisibilityChanged += async (oo, ee) => 
{ 
    if (!ee.Visible) 
    { 
        if (_placeMonitor != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _placeMonitor.DeactivateAsync()); 
        if (_routeTracker != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _routeTracker.DeactivateAsync()); 
        if (_activityMonitor != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _activityMonitor.DeactivateAsync()); 
        if (_stepCounter != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _stepCounter.DeactivateAsync()); 
        } 
    else 
    { 
        if (_placeMonitor != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _placeMonitor.ActivateAsync()); 
        if (_routeTracker != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _routeTracker.ActivateAsync()); 
        if (_activityMonitor != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _activityMonitor.ActivateAsync()); 
        if (_stepCounter != null) await CallSenseApiAsync(async () => await         _stepCounter.ActivateAsync()); 
    } 
};

定义两个方法来检查设备是否支持SensorCore SDK，并且检查Location和motion data是否已经打开。通常来讲，用户默认会关闭这两个选项，所以我们需要为用户提供快速设置的方法，而非去设置里面找这两个选项。

private async Task<bool> CallSenseApiAsync(Func<Task> action) 
{ 
    Exception failure = null; 
    try 
    {
        await action(); 
    } 
    catch (Exception e) 
    { 
        failure = e; 
    }     
    if (failure != null) 
    { 
        switch (SenseHelper.GetSenseError(failure.HResult)) 
        { 
        case SenseError.LocationDisabled: 
            await CreateMessageDialog("Location has been disabled. Do you want to open Location settings now?", "Information", "Yes", async cmd => await SenseHelper.LaunchLocationSettingsAsync(), true); 
            return false; 
        case SenseError.SenseDisabled: 
        await CreateMessageDialog("Motion data has been disabled. Do you want to open Motion data settings now?",  "Information", "Yes", async cmd => await SenseHelper.LaunchSenseSettingsAsync(), true); 
            return false; 
        default: 
            await CreateMessageDialog(SenseHelper.GetSenseError(failure.HResult).ToString(), "Failure", "OK", null, false); 
        return false; 
        } 
    } 
    return true; 
}
private static async Task CreateMessageDialog(string message, string title, string label, UICommandInvokedHandler command, bool no) 
{ 
    var dialog = new MessageDialog(message, title); 
    dialog.Commands.Add(new UICommand(label,command)); 
    if (no) dialog.Commands.Add(new UICommand("No")); 
    await dialog.ShowAsync(); 
}

    然后我们就可以开始使用StepCounter了。CallSenseApiAsync封装了安全访问SensorCore SDK的方法。在这个方法里面，我们先实例化一个StepCounter对象，并且调用StepCounter.IsSupportedAsync()来确认当前设备是否支持StepCounter。然后就可以获取当前StepCounter相关的数据，并且显示在主页面的Listbox中。

private async Task ShowStepCounter() 
{ 
    await CallSenseApiAsync(async () => 
    {
        if (_stepCounter == null) 
        { 
            _stepCounter = await StepCounter.GetDefaultAsync(); 
        } 
        if (await StepCounter.IsSupportedAsync()) 
        { 
            var reading = await _stepCounter.GetCurrentReadingAsync(); 
            SensorcoreList.Items.Add("Current step counter reading"); 
            if (reading != null) 
            { 
                SensorcoreList.Items.Add(reading.Timestamp.ToString()); 
                SensorcoreList.Items.Add("Walk steps = " + reading.WalkingStepCount); 
                SensorcoreList.Items.Add("Walk time = " + reading.WalkTime.ToString()); 
                SensorcoreList.Items.Add("Run steps = " + reading.RunningStepCount); 
                SensorcoreList.Items.Add("Run time = " + reading.RunTime.ToString()); 
            } 
            else 
            { 
                SensorcoreList.Items.Add("data not available"); 
            } 
        } 
    }); 
}

    接下来，我们添加ActivityMonitor，显示当前的用户状态。处理流程和上面的StepCounter类似，实例化一个ActivityMonitor对象，检查设备是否支持，然后获取当前值，并且显示在Listbox中。下面是RouteTracker和PlacesMonitor部分，处理方式和上面类似，这里不再例举。可以参考附件的源代码工程。演示的主页面如下图6所示。

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图6：应用程序调式主页面信息

 

    另外，SDK还提供了几个Demo，包括Steps、Activities、Places和Tracks。演示的效果如下图6所示。大家可以去Nokia Developer上下载：链接。

    SDK提供的在线文档链接如下：文档链接

    接下来Lumia App Labs webinar会提供培训如何使用SensorCore SDK，注册地址为：培训视频注册链接

 

Enjoy！

 

参考链接：

1. Building Apps for Windows

2. Lumia SensorCore SDK 0.9.1.3

3. Nokia Developer

4. 在线文档链接

5. 培训视频注册链接

6. 工程源代码

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