Zapojení studentů VŠPJ do vývoje mobilních aplikací na platformě Recon Jet Involving students in development of mobile applications based on Recon Jet Abstrakt Marek Musil * Tento příspěvek se zabývá možnostmi zapojení studentů oboru Aplikovaná informatika do vývoje mobilních aplikací určených pro chytré brýle - konkrétně vývojem aplikací pro platformu Recon Jet. Součástí příspěvku je také popis implementace vytvářené aplikace, včetně jejího hodnocení a hodnocení výsledků práce zainteresovaných studentů. Jelikož se toto řešení osvědčilo, jsou nastíněny i další záměry. Chytré brýle představují jednu variantu mobilních zařízení označovaných jako wearables. Ty představují doplněk, který lze ve spojení se vhodnou aplikací využít například při sportovních aktivitách. V úvodu jsou představeny mobilní technologie a wearables. Následuje představení, návrh a vývoj aplikace pro fartlek trénink, která byla vyvinuta pro použití v chytrých brýlích. Klíčová slova Recon Jet, Android, mobilní technologie, vývoj aplikací * Ing. Marek Musil, e-mail: marek.musil@vspj.cz, katedra technických studií, Vysoká škola polytechnická Jihlava, Tolstého 16, 586 01 Jihlava, ČR, tel. +420 567 141 111
Úvod Zapojení studentů do vytváření rozsáhlejších a především praktických a užitečných aplikací představuje značný potenciál. Studenti tak mají možnost participovat na řešení zajímavých problémů, které může navíc výrazně rozšířit jejich obzor znalostí a schopností. Do projektu bylo zapojeno několik vybraných studentů, kteří se zaměřovali na různé platformy mobilních technologií. Konkrétně, jeden z nich se zaměřil na vývoj mobilní aplikace postavené na platformě Recon Jet a určené pro chytré brýle jako jedním zástupcem chytrých mobilních zařízení označovaných taktéž wearables. Tento příspěvek prezentuje kategorii chytrých brýlí a platformu Recon Jet jako nadstavu OS Android. Součástí je také popis návrhu a implementace vytvářené aplikace a hodnocení finálního produktu z hlediska funkčnosti, realizace a spolupráce zainteresovaného studenta. Protože se ukázala snadnost vytváření takových aplikací, dále jsou nastíněny možnosti dalších záměrů. Popis mobilních technologií wearables Wearables představují skupinu mobilních zařízení mající charakteristiku chytrá zařízení. Lze je nosit na těle, či integrovat do ošacení či jiných módních doplňků. Z hlediska rozšířenosti a hlavně cenové dostupnosti sem patří různé náramky, hodiny a brýle. Hodinky a brýle jsou na Vysoké škole polytechnické Jihlava používány pro testování a vývoj aplikací. Obrázek č. 1: Chytré brýle Recon Jet. Tento příspěvek se zaměřuje pouze na chytré brýle modelu Recon Jet. Tyto brýle vyvíjené kanadskou společností Recon jsou určeny především pro sportovní aktivity. Mají integrovaný mobilní procesor, mini-displej, různé sensory umožňující komunikaci s okolím a jsou postaveny na OS Recon, který je nadstavbou OS Android. Detailnější charakteristika chytrých brýlí a mobilních platforem je popsána v [6]. Další informace lze najít v [1] a [2].
Aplikace pro fartlek training Jako první námi vyvíjená aplikace byla aplikace pro řízení běžeckého tréninku podle srdeční tepové frekvence, tzv. fartlek. Aplikace fartlek-training je finálně dokončena. Přinášíme celkový pohled na její implementaci, řešené problémy a testování. Fartlek-trénink je tvořen třemi fázemi: 1. Zahřátí sportovce poklusem po dobu minimálně 5 minut a dosažení tepové frekvence 75% maximální tepové frekvence (MTF). 2. Střídání zrychlování a zpomalování běhu při dosažení 75% MTF a 60% MTF. Tato fáze představuje vlastní fartlek. 3. Výklus sportovce po dobu minimálně 5 minut. Pro využití této aplikace je potřeba externí sensor, který komunikuje s brýlemi a měří aktuální tepovou frekvenci. Použili jsme hrudní pás, který je vyvíjen pro bezdrátovou komunikaci s jinými zařízeními zpracovávající data naměřená hrudním pásem. Implementace aplikace je následující. V první fázi jsme se seznámili s možnostmi vývoje aplikací pro Recon Jet. Pro vývoj jsme použili Android Studio a jazyk Java. Pro přímé propojení brýlí a Android Studia bylo potřeba instalovat speciální ovladač a pro ladění aplikace přímo v brýlích pak ovladač defaultně poskytovaný Android SDK. Informace byly čerpány z [4] a [5], postup instalace debug driver je uveden v [3]. Obrázek č. 2: Uživatelské rozhraní aplikace Následovala vlastní implementace námi navržené aplikace. Projekt je standardním projektem s nastavení API level na hodnotu 16. Aplikace byla vyvíjena podle zásad vývoje software, aby bylo možné snadno dodatečného rozšíření či úpravy. Byla oddělena prezentační, logická a datová vrstva. Nejdříve se vytvořilo uživatelské rozhraní, které se následně oživilo. Místo skutečné příjmu dat z čidla byl použit tzv. falešný objekt, který poskytoval simulovaná data tepové frekvence. Pro visualizaci dat bylo využito předdefinovaných komponent, pro přechod mezi stránkami fragment ViewPager, který je plně podporovaný knihovnou Android Support Library. Poslední stěžejní fází byla realizace
komunikace s externím hrudním pásem. Je použit bezdrátový protokol ANT+, který je vyvíjen od roku 2003 společností Dynastream Innovations. Jeho primárním cílem je snížení spotřeby zařízení. Třída logická vrstvy vyhodnocuje přijaté hodnoty tepové frekvence spolu s fází tréninku. Informace jsou předávány prezentační vrstvě k vizualizaci. Obrázek č. 3: Stránka aplikace s nastavením některé údaje jsou důležité pro vlastní trénink. Interakce aplikace s uživatelem v době komunikace aplikace s hrudním pásem byla zajištěna podle následujícího. O asynchronní příjem dat z pásu se stará samotná knihovna pro ANT+, která je v aplikaci použitá, my se jen zaregistrujeme pro příjem dat. Změny textů a UI potom jsou zabaleny metodou runonuithread. Další záměry a zhodnocení výsledků Experimentálně bylo ověřeno, že aplikace plní účel a vše funguje podle přepodkladů. Aplikace dobře komunikuje s hrudním pásem, zpracovává data, vizualizuje data, aniž by docházelo k prodlevám v činnosti aplikace. Participace studenta na vývoji měla jistě také svůj přínos. Podařilo se nám tuto aplikaci zrealizovat a student tak získal znalosti v oblasti mobilních technologií. Jedná se o studenta studujícího podle studijního plánu, ve kterém ještě není akreditován předmět Programování pro mobilní platformy. Do realizace bylo zapojeno několik kateder VŠPJ: katedra sportů, katedra technických studií a katedra zdravotních studií. Vše bylo podpořeno interním grantem Využití chytrých mobilních technologií ve sportu/fitness a ošetřovatelské péči. Osvědčilo se, že vývoj aplikací ve spolupráci se studenty je možný. Proto bychom nyní chtěli zakomponovat další vývoj v koordinaci se zmíněným předmětem Programování pro mobilní platformy, ale i jiných předmětů a případně jiných studijních oborů. Další zamýšlenou aplikací je aplikace určující maximální tepovou frekvenci sportovce, ale i aplikace používané při outdoorových aktivitách. Využití této aplikace nemusí být jenom ve vycházkových aktivitách, ale i ve sportovním letectví. Nabízí se také možnost porovnat vývoj aplikaci pro různé platformy. Aplikace fartlek-training byla vyvinuta i pro chytré hodinky.
Literatura [1] Recon Jet [online]. 2015 [cit. 2015-09-01]. Dostupné z: http://www.reconinstruments.com/products/jet/. [2] Recon OS: Operating System for Reconfigurable Computing [online]. [cit. 2015-09-17]. Dostupné z: http://www.reconos.de/ [3] Recon SDK 4 API. Recon OS: Operating System for Reconfigurable Computing [online]. [cit. 2015-09-18]. Dostupné z: http://www.reconinstruments.com/developers/develop/getting-started/reconsdk-4-api/ [4] Android Studio: SDK [online]. [cit. 2015-09-17]. Dostupné z: https://developer.android.com/develop/index.html [5] ALLEN, Grant. 2013. Android 4: průvodce programováním mobilních aplikací. 1. vyd. Brno: Computer Press, 656 s. ISBN 978-80-251-3782-6. [6] MUSIL, Marek a Jakub NOVOTNÝ. Vývoj aplikací pro chytré brýle Recon Jet. Logos Polytechnikos. Jihlava: Vysoká škola polytechnická Jihlava, 2015, 6(4), 109-116. ISSN 1804-3682.