Costruire un'app per il monitoraggio del fitness con l'integrazione dei dati del sensore in Ios

Perché Sensori di dati Matters in applicazioni di fitness

Integrare questi sensori in un'app di monitoraggio del fitness trasforma i dati hardware grezzi in metriche significative come conta passaggi, distanza viaggiata, calorie bruciate e mappe di percorso.

Sensori chiave disponibili in dispositivi iOS

Prima di immergersi in codice, è importante capire quali sensori sono a vostra disposizione:

• Accelerometer[[] – misura le forze di accelerazione, utilizzate per il rilevamento e l'orientamento dei passi.
• Gyroscope[[] – misura la rotazione, aiuta con la classificazione delle attività e il rilevamento della caduta.
• GPS[]] – fornisce un percorso preciso, la velocità e la velocità.
• Magnetometer[[] – fornisce la direzione bussola, utile per le funzioni di navigazione.
• Barometro[[]] – misura i cambiamenti di altitudine, utilizzati per il conteggio del pavimento e il guadagno di elevazione.
• Sensori di frequenza cardiaca[[] – disponibili tramite Apple Watch o dispositivi Bluetooth di terze parti, integrati tramite HealthKit o Core Bluetooth.

Ogni sensore richiede strutture specifiche: Core Motion per accelerometro, giroscopio e magnetometro; posizione centrale per GPS e barometro; HealthKit per la frequenza cardiaca e altri dati di salute.

Impostazione del tuo ambiente di sviluppo

Iniziare installando Xcode (disponibile dal Mac App Store) e creando un nuovo progetto iOS. Scegli il modello [App[]] e assicurati di avere un account Apple Developer per testare su dispositivi reali. I dati del sensore richiedono spesso hardware reale; i simulatori hanno un supporto limitato del sensore (ad esempio, nessun altitudine GPS, nessun rumore reale dell'accelerometro).

Nel vostro progetto Xcode, abilitare le capacità richieste in []Signing & Capabilities[:

• Servizi di localizzazione[] – per il monitoraggio GPS e della regione.
• HealthKit[] – se avete intenzione di leggere / scrivere dati sulla salute.
• Modalità di sfondo[[] – controllare “Aggiornamenti di localizzazione” e “Audio, AirPlay, e Immagine in immagine” se è necessario un feedback audio.

Aggiungi i diritti appropriati e le chiavi Info.plist. Ad esempio, aggiungi [ e []] con spiegazioni user-friendly.

Richiesta di autorizzazioni nel modo giusto

Gli utenti sono sempre più consapevoli della privacy. Richiedere sempre autorizzazioni al punto in cui la funzione è effettivamente necessaria, non al lancio. Per i permessi di posizione, utilizzare CLLocationManager:

import CoreLocation

let locationManager = CLLocationManager()
locationManager.delegate = self
locationManager.requestWhenInUseAuthorization()

Per i dati di movimento, utilizzare CMMotionManager[]. Si noti che i dati di movimento non richiedono un esplicito consenso dall'utente (è considerato dispositivo-interno), ma si dovrebbe ancora spiegare perché è necessario nella vostra politica sulla privacy. Per i dati HealthKit, è necessario avere un valido HKHealthStore e chiamare .

Implementazione della raccolta dati del sensore

La raccolta dei dati è il cuore della vostra app di fitness. Qui di seguito copriamo la raccolta di movimento e posizione.

Accelerometro e Gyroscope Dati con Core Motion

Usa CMMotionManager[[]]] per iniziare gli aggiornamenti. Scegli un intervallo di aggiornamento che bilancia l'accuratezza e la durata della batteria.Per il conteggio delle fasi, 1/50 secondo (20 ms) è tipico, ma per gli aggiornamenti dell'interfaccia utente, 1/10 secondo è sufficiente.

import CoreMotion

let motionManager = CMMotionManager()
motionManager.accelerometerUpdateInterval = 0.1
motionManager.startAccelerometerUpdates(to: .main) { (data, error) in
 guard let accelData = data else { return }
 // Use accelData.acceleration.x, .y, .z
}

Per il giroscopio e il magnetometro esistono metodi simili: [ e . Se avete bisogno di un atteggiamento del dispositivo (rotazione relativa alla gravità), utilizzare che combina l'accelerometro, il giroscopio e i dati del magnetometro.

GPS e dati di posizione con Core Location

Impostare un CLLocationManager[[]]] per ricevere aggiornamenti sulla posizione. Configurare l'accuratezza desiderata in base all'attività. Per le corse all'aperto, ] è appropriato; per la camminata interna, salva la batteria.

locationManager.delegate = self
locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest
locationManager.distanceFilter = 5 // meters
locationManager.startUpdatingLocation()

Implementare il metodo delegata ] per elaborare nuove coordinate. Utilizzare la proprietà horizontalAccuracy per filtrare le letture di bassa qualità.

Dati del sensore di elaborazione in metrici utili

I dati dei sensori grezzi sono rumorosi. I passaggi di elaborazione includono in genere il filtraggio, la calibrazione e il calcolo.

Contabilità passo da Accelerometro

Un approccio comune è quello di calcolare la norma Euclidea (sqrt(x2+y2+z2)), applicare un filtro ad alto passaggio per rimuovere la gravità, quindi rilevare i picchi sopra una soglia. Per la produzione, considerare l'utilizzo di Apple built-in ]CMPedometer]] che fornisce conta e cadenza passo per implementare se stessi senza bisogno.

if CMPedometer.isStepCountingAvailable() {
 var pedometer = CMPedometer()
 pedometer.startUpdates(from: Date()) { (data, error) in
 if let steps = data?.numberOfSteps {
 // update UI
 }
 }
}

Allo stesso modo, CMPedometer[[] può fornire distanza, ritmo e pavimenti ascesi / decensi.

Classificazione

Utilizzare CMMotionActivityManager[[]] per classificare automaticamente lo stato di movimento dell'utente (camminare, correre, ciclismo, stazionario), riducendo così la necessità di algoritmi di rilevamento separati e fornendo un contesto di alto livello.

let activityManager = CMMotionActivityManager()
activityManager.startActivityUpdates(to: .main) { (activity) in
 if activity?.walking == true {
 // treat as walking
 } else if activity?.running == true {
 // treat as running
 }
}

Distanza e velocità dal GPS

Calcola la distanza tra i punti di posizione consecutivi utilizzando il metodo distanza (da:)] su CLLocation. Sommare le distanze per ottenere la distanza totale. La velocità è disponibile tramite la proprietà (m / s). Filtra le velocità improbabili (ad esempio, > 30 m / s per l'attività umana).

Visualizzazione dei dati: grafici e mappe

Per le mappe di rotta, utilizzare MKMapView[] e disegnare una polilinea che collega le coordinate registrate. Per le metriche di prestazione, utilizzare []]Charts[] (una popolare libreria open source) o Apple’s Swift Charts[FLT: 16]

import MapKit

let polyline = MKPolyline(coordinates: &coordinates, count: coordinates.count)
mapView.addOverlay(polyline)

let healthStore = HKHealthStore()
let workout = HKWorkout(activityType: .running, start: startDate, end: endDate, duration: duration, totalEnergyBurned: energy, totalDistance: distance, metadata: nil)
healthStore.save(workout) { (success, error) in
 // handle
}