CSC sensor Logger

2019/11/24

Web-Bluetooth CSC sensor Logger

CSC(自転車)センサーのロガー

概要

chromeブラウザーでのWeb-Bluetoothを使用してCSC(Cycling Speed and Cadence/自転車)センサーのロガーを作った。(HTML+Javascriptでの実装)
なお、chromeのデフォルトで無効になっている機能なので、 以下のurlを入力して、フラグを有効にする必要がある。
chrome://flags/#enable-experimental-web-platform-features

Application URL

chromeで以下をクリックすると該当のアプリケーションが起動する。

CSC sensor Logger

動作した環境

(1)OS
・windows10
・ubuntu 18.04.1
・Android 9

(2)USB dongle
・PRINCETON PTM-UB17(PCの場合)

(3)CSC-sensor
・Duoband Speed & Cadence Sensor(Topeak)
・Bryton Cadence sensor

操作方法

１. ペアリング(ログ開始)

(1)起動画面の「[Pairing](click here)」をクリックするとペアリング設定画面がポップアップする。
(2)そのポップアップ画面から接続したいセンサー名を選択する。
(3)ペアリング後、データ取得を開始する。

２．画面表示の値の意味

・Cadence(rpm): センサーより取得したペダルの回転数(回転/分)
・Wheel(rpm): センサーより取得した車輪の回転数(回転/分)
・RunSpeed(km/h): ケイデンス・センサーを足首に付けた時のランニング速度(時速)
・Pace(min/km): ランニング速度をペースに変換した値(分/km) 　// 止まった時などペースが計算できない場合、「99:99」で表示される。
・BikeSpeed(km/h): 自転車の速度

３．ログ保存(その１)

画面のログ表示領域の下にある[copy text to Paste buffer]を押すと、現在のログ情報がペーストバッファーにコピーされる。他のアプリを起動してペーストすることで、ログ情報を他のアプリに渡すことができる。ログ取得は継続するので、そこまでのスナップショットとなる。その２のやり方よりもファイルサイズの制限が大きい。

４．ログ保存(その2)

画面のログ表示領域の下にある[download]を押すと、現在のログ情報をファイルとして保存できる。。ログ取得は継続するので、そこまでのスナップショットとなる。

５．設定

・入力欄の「Step Length(m):」は、ケイデンス・センサーをランニング・ケイデンス・センサーとして使用する際に速度の計算に使用するための歩幅を設定する。
・入力欄の「Tire Circumference(mm):」 は自転車速度の計算に使用する自転車のタイヤ外周を設定する。

ログの出力例(Duoband Speed & Cadence Sensor の場合)

time,can,whe,runSpeed,bikeSpeed
2019/11/24 14:35:00,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 14:35:01,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 14:35:02,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 14:35:03,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 14:35:04,0,0,0.0,0.0
<省略>
2019/11/24 14:37:44,53,100,4.4,12.9
2019/11/24 14:37:45,0,101,0.0,13.0
2019/11/24 14:37:46,53,101,4.4,13.0
2019/11/24 14:37:48,53,103,4.5,13.2
2019/11/24 14:37:48,54,106,4.5,13.6
2019/11/24 14:37:49,55,107,4.6,13.8
2019/11/24 14:37:51,55,106,4.6,13.7
2019/11/24 14:37:51,55,105,4.7,13.5
2019/11/24 14:37:52,55,101,4.7,13.0

ランニング・ケイデンス・センサーとしての応用

加速度センサータイプのCadenceセンサーの場合、くるぶしにセンサーを裾バンドとかで固定して、ランニングすると、取り付けたセンサーからランニング・ケイデンスを取得することができる。

ログの出力例(Bryton Candence の場合)

ランニング・ケイデンスとしての使用例：

ime,can,whe,runSpeed,bikeSpeed
2019/11/24 18:33:59,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 18:34:00,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 18:34:01,50,0,4.2,0.0
2019/11/24 18:34:02,47,0,3.9,0.0
2019/11/24 18:34:03,42,0,3.6,0.0
2019/11/24 18:34:05,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 18:34:05,39,0,3.3,0.0
2019/11/24 18:34:08,39,0,3.3,0.0
2019/11/24 18:34:08,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 18:34:08,52,0,4.3,0.0
2019/11/24 18:34:09,38,0,3.2,0.0
2019/11/24 18:34:11,43,0,3.6,0.0
2019/11/24 18:34:11,46,0,3.8,0.0
2019/11/24 18:34:12,0,0,0.0,0.0
2019/11/24 18:34:14,47,0,3.9,0.0
2019/11/24 18:34:14,52,0,4.4,0.0
2019/11/24 18:34:15,52,0,4.3,0.0
2019/11/24 18:34:17,52,0,4.3,0.0
2019/11/24 18:34:18,50,0,4.2,0.0

参考URL

・https://webbluetoothcg.github.io/demos/heart-rate-sensor/
・https://googlechrome.github.io/samples/web-bluetooth/
・Web-BluetoothでHRセンサーを接続する

以上

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HR sensor Logger

2019/11/24

Web-Bluetooth HR sensor Logger

HR(心拍)センサーのロガー

概要

chromeブラウザーでのWeb-Bluetoothを使用してHRセンサーのロガーを作った。(HTML+Javascriptでの実装)
なお、chromeのデフォルトで無効になっている機能なので、 以下のurlを入力して、フラッグを有効にする必要がある。
chrome://flags/#enable-experimental-web-platform-features

Application URL

chromeで以下をクリックすると該当のアプリケーションが起動する。

HR sensor Logger

動作した環境

(1)OS
・windows10
・ubuntu 18.04.1
・Android 9

(2)USB dongle
・PRINCETON PTM-UB17(PCの場合)

(3)HR-sensor
・Polar H10
・Polar OH1
・Polar A370(HRセンサーモード)

操作方法

１. ペアリング(ログ開始)

(1)起動画面の「[Pairing](click here)」をクリックするとペアリング設定画面がポップアップする。
(2)そのポップアップ画面から接続したいセンサー名を選択する。
(3)ペアリング後、データ取得を開始する。

２．画面表示の値の意味

・HR(bpm): 心拍数(拍/分))
・R-R Interval(ms): RR間隔(ミリ秒)
・RRi Avg: RR間隔の平均値(設定されているサンプル数での平均)
・HRV(ms): RR間隔の平均値と現在のRR間隔の差分(絶対値)
「Polor H10」のようなチェストタイプでないと、「R-R Interval」は、取得できないので、 その場合、無意味の値が表示される、

３．ログ保存(その１)

画面のログ表示領域の下にある[copy text to Paste buffer]を押すと、現在のログ情報がペーストバッファーにコピーされる。他のアプリを起動してペーストすることで、ログ情報を他のアプリに渡すことができる。ログ取得は継続するので、そこまでのスナップショットとなる。その２のやり方よりもファイルサイズの制限が大きい。

４．ログ保存(その2)

画面のログ表示領域の下にある[download]を押すと、現在のログ情報をファイルとして保存できる。。ログ取得は継続するので、そこまでのスナップショットとなる。

５．設定

入力欄の「RRi Buffer Size(# of samples):」は、RR-Intervalの平均を取る際のサンプル数を定義する。（デフォルト値:60）

ログの出力例(Polar H10 の場合)

time,hr,HRV,RRi0,RRi1
2019/11/23 13:47:37,81,--,756,762
2019/11/23 13:47:38,81,--,774
2019/11/23 13:47:39,81,--,766
2019/11/23 13:47:40,81,--,759,737
2019/11/23 13:47:41,81,--,728
2019/11/23 13:47:42,82,--,713,696
2019/11/23 13:47:43,82,--,681
2019/11/23 13:47:44,84,--,692,675
<省略>
2019/11/23 13:48:35,77,--,823
2019/11/23 13:48:36,77,--,430
2019/11/23 13:48:37,77,466,1205
2019/11/23 13:48:38,76,62,803
2019/11/23 13:48:39,76,52,798,771
2019/11/23 13:48:40,77,22,770
2019/11/23 13:48:41,77,20,770
2019/11/23 13:48:43,78,19,773,778
2019/11/23 13:48:43,78,40,797
2019/11/23 13:48:44,78,37,796
2019/11/23 13:48:45,78,42,804
2019/11/23 13:48:46,78,52,818,808

概説：
最初にある「--」はRR-Intervalの平均値が確定するまでHRVが求まらないので、「--」が出力されている。その後に続くのは、センサーから読み取ったRR-Intaervalの値(ms)になる。通常１個であるが、場合によっては複数になｓるようだ。

参考URL

・https://webbluetoothcg.github.io/demos/heart-rate-sensor/
・https://googlechrome.github.io/samples/web-bluetooth/
・Web-BluetoothでHRセンサーを接続する
・Heart rate variability
・心拍変動と自律神経

以上

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Web-BluetoothでHRセンサーを接続する

2019/11/10p

Web-Bluetooth HR sensor

Web-BluetoothでHRセンサーを接続する

概要

いまさらだが、chromeブラウザーでWeb-Bluetoothを使用してHRセンサーを接続した。 使ってわかったことなどを記する。なお、chromeのデフォルトで無効になっている機能なので、 以下のurlを入力して、フラッグを有効にする必要がある。
chrome://flags/#enable-experimental-web-platform-features

動作した環境

(1)OS
windows10
ubuntu 18.04.1
Android 9

(2)USB dongle
PRINCETON PTM-UB17

(3)access URL
以下のURLにchormeでアクセスしてweb-bluetoothの機能を使用する。

https://github.com/WebBluetoothCG/demos/tree/gh-pages/heart-rate-sensor
画面の「GET」をクリックするとペアリング設定がポップアップして、そこでで希望のセンサーを選ぶ

https://googlechrome.github.io/samples/web-bluetooth/
画面に表示されている機能のリンクをクリックする

(4)download URL
https://github.com/WebBluetoothCG/demos/archive/gh-pages.zip
これを解凍してheart-sensorのディレクトリが該当する。

https://github.com/GoogleChrome/samples/archive/gh-pages.zip
これを解凍してweb-bluetoothのディレクトリが該当する。ただし、ローカルファイルで動作させるには修正が必要なようだ。

(5)備考#1
ネット情報をみると、セキュリティの考慮からhttps:通信とhttp://localhost通信での動作に限定されているとあるが、chromeの仕様が変更されたようで、最新版のchromeではローカルファイルのhtmlでも動作する。(ただし、PCのローカルファイルのみのようだ)

(6)備考#2
急に動作不正になることがある。この場合、ＰＣ電源をいったんオフにしてから起動すると復旧することがある。

(7)動作したHRセンサー
Polar H10
Polar OH1　 (ただし、以下で記載したパッチが必要)
Polar A370(HRセンサーモード) 　(以下で記載したパッチが必要)

パッチ(光学式センサーを使用できるようにする)

ダウンロードしたheart-sensorのなかにあるheartRateSensor.jsにパッチをあてる。(コメントアウトする） このパッチがあってもH10のようなチェストタイプのセンサーの動作に影響を与えない。

heartRateSensor.jsの21行目：

修正前：
this._cacheCharacteristic(service, 'body_sensor_location'),

修正後：
//this._cacheCharacteristic(service, 'body_sensor_location'),

R-R Intervalを表示するパッチ(H10のようなチェストタイプ限定)

ダウンロードしたheart-sensorのなかにあるapp.jsにパッチをあてる。
簡単なパッチなので、データが来ていない時は、'undefined'などが出る。

app.jsの21行目：

修正前：
statusText.innerHTML = heartRateMeasurement.heartRate + ' ❤' ;

修正後：
statusText.innerHTML = heartRateMeasurement.heartRate + ' ❤' + 
       '<br>R-R Interval: ' + heartRateMeasurement.rrIntervals+'<br>';

仕様

ネット情報を見るとデータの第１番目のビットの意味が分かりにくいが、以下のソースにある仕様が分かりやすい。

https://learn.adafruit.com/bluefruit-nrf52-feather-learning-guide/custom-hrm で公開しているソースから仕様部分を以下に抜粋した：

// b0は、ＬＳＢ（最下位ビット）になる。

  // Configure the Heart Rate Monitor service
  // See: https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/viewer?attributeXmlFile=org.bluetooth.service.heart_rate.xml
  // Supported Characteristics:
  // Name                         UUID    Requirement Properties
  // ---------------------------- ------  ----------- ----------
  // Heart Rate Measurement       0x2A37  Mandatory   Notify
  // Body Sensor Location         0x2A38  Optional    Read
  // Heart Rate Control Point     0x2A39  Conditional Write       <-- Not used here

  // Configure the Heart Rate Measurement characteristic
  // See: https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/viewer?attributeXmlFile=org.bluetooth.characteristic.heart_rate_measurement.xml
  // Permission = Notify
  // Min Len    = 1
  // Max Len    = 8
  //    B0      = UINT8  - Flag (MANDATORY)
  //      b5:7  = Reserved
  //      b4    = RR-Internal (0 = Not present, 1 = Present)
  //      b3    = Energy expended status (0 = Not present, 1 = Present)
  //      b1:2  = Sensor contact status (0+1 = Not supported, 2 = Supported but contact not detected, 3 = Supported and detected)
  //      b0    = Value format (0 = UINT8, 1 = UINT16)
  //    B1      = UINT8  - 8-bit heart rate measurement value in BPM
  //    B2:3    = UINT16 - 16-bit heart rate measurement value in BPM
  //    B4:5    = UINT16 - Energy expended in joules
# Energy expend は、運動のエネルギー消費量　になる
  //    B6:7    = UINT16 - RR Internal (1/1024 second resolution)


  // Configure the Body Sensor Location characteristic
  // See: https://www.bluetooth.com/specifications/gatt/viewer?attributeXmlFile=org.bluetooth.characteristic.body_sensor_location.xml
  // Permission = Read
  // Min Len    = 1
  // Max Len    = 1
  //    B0      = UINT8 - Body Sensor Location
  //      0     = Other
  //      1     = Chest
  //      2     = Wrist
  //      3     = Finger
  //      4     = Hand
  //      5     = Ear Lobe
  //      6     = Foot
  //      7:255 = Reserved

OH1の動作例

https://googlechrome.github.io/samples/web-bluetooth/のアクセスした際の動作例を以下に表示する：

OH1の接続例：

Web Bluetooth / Notifications Sample

heart_rate|heart_rate_measurement|Start notifications|Stop notifications

Live Output
Requesting Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Service...
Getting Characteristic...
> Notifications started
> 0x00 0x3d
> 0x00 0x3d
> 0x00 0x3d
> 0x00 0x3f
> 0x00 0x3f
> Notifications stopped

OH1の接続例：

Web Bluetooth / Discover Services & Characteristics Sample

heart_rate|Discover services & characteristics

Live Output
Requesting any Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Services...
Getting Characteristics...
> Service: 0000180d-0000-1000-8000-00805f9b34fb
>> Characteristic: 00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb [NOTIFY]
> Service: 0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
>> Characteristic: 00002a29-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a24-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a27-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a26-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a28-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a23-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]

OH1の接続例：

Web Bluetooth / Device Information Characteristics Sample

Get Bluetooth Device Information Characteristics
Live Output
Requesting any Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Device Information Service...
Getting Device Information Characteristics...
> Manufacturer Name String: Polar Electro Oy
> Model Number String: OH1
> Hardware Revision String: 00764348.03
> Firmware Revision String: 1.3.9
> Software Revision String: 2.0.11
> System ID: 
  > Manufacturer Identifier: FFFE175E60
  > Organizationally Unique Identifier: A09E1A

H10の動作例

https://googlechrome.github.io/samples/web-bluetooth/のアクセスした際の動作例を以下に表示する：

H10の接続例：

Web Bluetooth / Notifications Sample

heart_rate|heart_rate_measurement|Start notifications|Stop notifications

Live Output
Requesting Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Service...
Getting Characteristic...
> Notifications started
> 0x10 0x42 0x91 0x03
> 0x10 0x42 0xa5 0x03
> 0x10 0x42 0x8e 0x03 0x99 0x03
> 0x10 0x42 0xb0 0x03
> 0x10 0x42 0xa6 0x03
> 0x10 0x42 0xb4 0x03
> 0x10 0x42 0xc1 0x03
> 0x10 0x42 0xa8 0x03
> 0x10 0x42 0xa8 0x03
> 0x10 0x42 0xab 0x03
> 0x10 0x42 0x97 0x03
> 0x10 0x42 0x87 0x03 0x92 0x03
> 0x10 0x42 0x69 0x03
> 0x10 0x42 0x60 0x03
> 0x10 0x43 0x51 0x03
> 0x10 0x44 0x47 0x03 0x41 0x03
> 0x10 0x44 0x33 0x03
> 0x10 0x45 0x21 0x03
> 0x10 0x46 0x1e 0x03
> 0x10 0x47 0x1e 0x03 0x3a 0x03
> 0x10 0x48 0x46 0x03
> 0x10 0x48 0x42 0x03
> Notifications stopped

# この場合、第３番目以降のデータは、R-R Intervalになる。

H10の接続例：

Web Bluetooth / Device Information Characteristics Sample

Get Bluetooth Device Information Characteristics
Live Output
Requesting any Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Device Information Service...
Getting Device Information Characteristics...
> Manufacturer Name String: Polar Electro Oy
> Model Number String: H10
> Hardware Revision String: 00760690.03
> Firmware Revision String: 5.0.0
> Software Revision String: 3.0.56
> System ID: 
  > Manufacturer Identifier: FFFE31BFD7
  > Organizationally Unique Identifier: A09E1A

H10の接続例：

Web Bluetooth / Discover Services & Characteristics Sample

heart_rate|Discover services & characteristics

Live Output
Requesting any Bluetooth Device...
Connecting to GATT Server...
Getting Services...
Getting Characteristics...
> Service: 0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
>> Characteristic: 00002a29-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a24-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a27-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a26-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a28-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
>> Characteristic: 00002a23-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]
> Service: 0000180d-0000-1000-8000-00805f9b34fb
>> Characteristic: 00002a37-0000-1000-8000-00805f9b34fb [NOTIFY]
>> Characteristic: 00002a38-0000-1000-8000-00805f9b34fb [READ]

以上

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