heartrate-viz

このソースコードを使ってできること
2種類のheartrate-viz
- 基本スクリプト　heartrate-viz.js
- 応用スクリプト heartrate-viz-enhanced.js
基本構成
準備手順
- httpie を導入する
- c8y REST APIの正常性確認
- c8y デバイスの作成
- データの送信
- デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認
Raspberry Pi3セットアップとプログラムの導入
- RPi3をセットアップする
- 基本スクリプトを実行する
- デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認
- 応用スクリプトを実行する
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このソースコードを使ってできること

ウェアラブルデバイスから心拍数、心拍変動などの情報をリアルタイムで取得し、Raspberry Pi3やPC経由で、c8yサーバへデータを送信できる
c8y上で、上記「ひと」の状態を用いたIoTアプリケーションの作成できる
c8y上で、他のセンサから取得した「もの」の状態と組み合わせた、より高度なアプリケーションを作成できる

2種類のheartrate-viz

基本スクリプト　heartrate-viz.js

最初にみつけたheart rateサービスに対応したBLEデバイスへ接続する
1分あたりの心拍数が送信される

応用スクリプト heartrate-viz-enhanced.js

あらかじめconfig.jsで定義したaddressのBLEデバイスへのみ接続する（複数デバイス存在時の対策）
1分あたりの心拍数が送信される
R-R Internvalが送信される(拍と拍の間隔[ms])

基本構成

下記のデバイス、サーバ、クライアントから構成される

BLE device --(BLE)-> Gateway --(http(s))-> c8y server　<-(http(s))-- Client

BLE device: heart rateサービスに対応したBLEデバイス。身につけることで、定期的に心拍データを生成し、BLE経由でゲートウェイへ渡す
Gateway: node.jsが動作するRaspberry Pi3またはPC。BLE経由で受け取ったデータを整形し、c8y REST API経由でサーバへ渡す
c8y server: c8y REST API経由で心拍データを受信し、蓄積する。また、ClientからのWebアクセスを受付け、ダッシュボードなどを表示
Client: クライアントPCから、ブラウザでc8yサーバへアクセスし、データをリアルタイムで可視化する

準備手順

`httpie` を導入する

このチュートリアルでは、c8yのREST APIをコマンドラインから叩く際、下記を用いる。

jkbrzt/httpie: Modern command line HTTP client – user-friendly curl alternative with intuitive UI, JSON support, syntax highlighting, wget-like downloads, extensions, etc. Follow https://twitter.com/clihttp for tips and updates.

Cumulocity User Guideを参考に、REST APIの正常性確認、デバイスを作成を順に行う。

Cumulocity | Introduction to REST

c8y REST APIの正常性確認

Request Example

$ http -a {テナント名}/{ユーザ名}:{パスワード} -v GET http://xxx.cumulocity.com/platform

Response Example

GET /platform HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip, deflate
Authorization: Basic xxx
Connection: keep-alive
Host: xxx.cumulocity.com
User-Agent: HTTPie/0.9.3



HTTP/1.1 200 OK
Connection: keep-alive
Content-Type: application/vnd.com.nsn.cumulocity.platformApi+json; charset=UTF-8; ver=0.9
Date: Sun, 20 Nov 2016 10:39:23 GMT
Server: nginx
Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains
Transfer-Encoding: chunked

{
    "alarm": {
~~~~~~~~~~~
省略
~~~~~~~~~~~
    }
}

c8y デバイスの作成

適当なデバイス名を決めて作成する。(ここではhrviz-001)

Request Example

$ http -a {テナント名}/{ユーザ名}:{パスワード} -v POST http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects name=hrviz-001

Response Example

HTTP/1.1 201 Created
Connection: keep-alive
Content-Type: application/vnd.com.nsn.cumulocity.managedObject+json; charset=UTF-8; ver=0.9
Date: Sun, 20 Nov 2016 10:46:09 GMT
Location: http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}
Server: nginx
Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains
Transfer-Encoding: chunked

{
    "assetParents": {
        "references": [],
        "self": "http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}/assetParents"
    },
    "childAssets": {
        "references": [],
        "self": "http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}/childAssets"
    },
    "childDevices": {
        "references": [],
        "self": "http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}/childDevices"
    },
    "creationTime": "2016-11-20T11:46:09.867+01:00",
    "deviceParents": {
        "references": [],
        "self": "http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}/deviceParents"
    },
    "id": "{払い出されたdevice id}",
    "lastUpdated": "2016-11-20T11:46:09.867+01:00",
    "name": "hrviz-001",
    "owner": "xxx@xxx.xxx",
    "self": "http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}"
}

データの送信

作成したデバイスに対して、テストデータポイントを送信する。簡単のため、あらかじめ Sensor Library で定義された下記の温度データポイント用フォーマットを使用する。(本来は 気温測定用 の定義だが、ここでは 心拍数用 に使う)

下記を temp.json として保存する。(time は直近の日付時刻に修正して送信する。)

{
	"c8y_TemperatureMeasurement": {
		"T": {
				"value": 21.23,
				"unit":"C"
			 }
	},
	"time":"2016-11-20T21:35:00.123+09:00",
	"source": {
		"id":"{払い出されたdevice id}"
	},
	"type":"c8y_PTCMeasurement"
}

データをREST API経由でc8yサーバへ送信(POST)し、表示されるかを確認する。

Request Example

$ http -a {テナント名}/{ユーザ名}:{パスワード} -v POST http://xxx.cumulocity.com/measurement/measurements/ < temp.json

Response Example

*   Trying 52.28.26.32...
* Connected to xxx.cumulocity.com (52.28.26.32) port 80 (#0)
* Server auth using Basic with user 'xxx@xxx'
> POST /measurement/measurements/ HTTP/1.1
> Host: xxx.cumulocity.com
> Authorization: Basic xxx
> User-Agent: curl/7.43.0
> Accept: application/vnd.com.nsn.cumulocity.measurement+json; charset=UTF-8; ver=0.9
> Content-type: application/vnd.com.nsn.cumulocity.measurement+json; charset=UTF-8; ver=0.9
> Content-Length: 157
>
* upload completely sent off: 157 out of 157 bytes
< HTTP/1.1 201 Created
< Server: nginx
< Date: Sun, 20 Nov 2016 10:49:23 GMT
< Content-Type: application/vnd.com.nsn.cumulocity.measurement+json; charset=UTF-8; ver=0.9
< Transfer-Encoding: chunked
< Connection: keep-alive
< Location: http://xxx.cumulocity.com/measurement/measurements/{計測ポイント番号}
< Strict-Transport-Security: max-age=31536000; includeSubDomains
<
* Connection #0 to host xxx.cumulocity.com left intact
{"time":"2014-12-15T13:00:00.123+02:00","id":"{計測ポイント番号}","self":"http://xxx.cumulocity.com/measurement/measurements/{計測ポイント番号}","source":{"id":"{払い出されたdevice id}","self":"http://xxx.cumulocity.com/inventory/managedObjects/{払い出されたdevice id}"},"type":"c8y_PTCMeasurement","c8y_TemperatureMeasurement":{"T":{"unit":"C","value":21.23}}}

デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認

下記URLをブラウザに入力し、デバイス管理画面へアクセスする。dashboardから、先ほどアップロードしたデータが表示されることを確認する。

https://xxx.cumulocity.com/apps/devicemanagement/index.html?#/device/{払い出されたdevice id}/info

Raspberry Pi3セットアップとプログラムの導入

RPi3をセットアップする

下記などを参考に、 Node.js のアップデート、および npmによる noble および node-rest-client の導入を行う

Raspbian Jessie with PIXELでnobleを使う - Qiita

スクリプトをRPi3の適切なフォルダにコピーし、準備

本repositoryをcloneする、または sftp でファイルを転送する、などの方法でRPi3へスクリプトを配置する
config-sample.js の必要情報を編集し、 config.js にリネームする

基本スクリプトを実行する

基本スクリプト　heartrate-viz.js

最初にみつけたheart rateサービスに対応したBLEデバイスへ接続する
1分あたりの心拍数が送信される

手順

あらかじめconfig.jsで定義したaddressのBLEデバイスへのみ接続する（複数デバイス存在時の対策）
1分あたりの心拍数が送信される
R-R Internvalが送信される(拍と拍の間隔[ms])
身につけて、定期的に心拍データを生成し、BLE経由でサーバに渡す
NTT docomo hitoe Transmitter, EPSON Pulsense, Polar H7 etc任意の心拍が計測でき、BLE Services/Characteristicsに対応したウェアラブルデバイスを準備する
下記コマンドを実行する

$ node heartrate-viz.js

デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認

下記URLをブラウザに入力し、デバイス管理画面へアクセスする。dashboardから、先ほどアップロードしたデータが表示されることを確認する。

https://xxx.cumulocity.com/apps/devicemanagement/index.html?#/device/{払い出されたdevice id}/info

応用スクリプトを実行する

応用スクリプト heartrate-viz-enhanced.js

あらかじめconfig.jsで定義したaddressのBLEデバイスへのみ接続する（複数デバイス存在時の対策）
1分あたりの心拍数が送信される
R-R Internvalが送信される(拍と拍の間隔[ms])

手順

基本スクリプト heartrate-viz.js 実行時、consoleに表示される下記 address 文字列などから、許可したいBLEデバイスのaddressを確認する

DISCOVERED: {"id":"xxx","address":"xx:xx:xx:xx:xx:xx","addressType":"unknown","connectable":true,"advertisement":{"localName":"{デバイス名}","txPowerLevel":0,"serviceData":[],"serviceUuids":["180d"]},"rssi":-39,"state":"disconnected"}

config.js 内の、下記行を編集する

exports.authorized_ble_peripheral_address = '<Your Authorized BLE Peripheral Address>';

下記コマンドを実行する

$ node heartrate-viz-enhanced.js

基本スクリプト実行時と同様に、デバイス管理画面のdashboardから、アップロードしたデータの表示を確認する

許可デバイスのみ接続ロジック

以下により、複数デバイスがある環境下でも、指定したデバイスに接続しやすくする。

起動後BLEデバイスをスキャンする
- Console: Scanning BLE devices...
発見したBLEデバイスのアドレスを照合する
- Console: DISCOVERED: xxx
許可済みデバイスの場合、接続し、データ取得/アップロードプロセスを開始する
- Console: CONNECTED: xxx
許可済みデバイスでない場合、10秒Waitする
- Console: Could not discover the authorized device. Wait for 10 seconds.
その後、再度BLEデバイススキャンからはじめる
- Console: Re-scanning BLE devices...

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@tomo-makes / Tomo Masuda

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.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
config-sample.js		config-sample.js
heartrate-viz-enhanced.js		heartrate-viz-enhanced.js
heartrate-viz.js		heartrate-viz.js
package.json		package.json

iotfes/heartrate-viz

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目次

このソースコードを使ってできること

2種類のheartrate-viz

基本スクリプト heartrate-viz.js

応用スクリプト heartrate-viz-enhanced.js

基本構成

準備手順

httpie を導入する

c8y REST APIの正常性確認

Request Example

Response Example

c8y デバイスの作成

Request Example

Response Example

データの送信

Request Example

Response Example

デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認

Raspberry Pi3セットアップとプログラムの導入

RPi3をセットアップする

スクリプトをRPi3の適切なフォルダにコピーし、準備

基本スクリプトを実行する

基本スクリプト heartrate-viz.js

手順

デバイス管理へのアクセスし、アップロードデータを確認

応用スクリプトを実行する

応用スクリプト heartrate-viz-enhanced.js

手順

許可デバイスのみ接続ロジック

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`httpie` を導入する

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