Programmierung von Mobiltelefonen mit Python

Programmierung von Mobiltelefonen mit Python Symbian S60 Andreas Schreiber <Andreas.Schreiber@dlr.de> PyCologne – Python User Group Köln, 11.02.2009

Smartphones

Kombination aus

Mobiltelefon („Handy“)

Personal Digital Assistant (PDA)

Viele Funktionen und Protokolle

Telefonie, PIM, Web-Browser, SMS, MMS, E-Mail, VoIP, Multimedia, Radio, Digitalkamera, GPS, DVB-H, …

GSM, UMTS, GRPS, HSCSD, WLAN, Bluetooth, IR, USB, …

Betriebssystem

Smartphones haben vollständige, erweiterbare Betriebssysteme

Handys haben vordefinierte Oberfläche; nur begrenzt erweiterbar (z.B. durch Java)

Betriebssysteme für Smartphones

Liste: http://de.wikipedia.org/wiki/Smartphone#Betriebssysteme

Linux

Android

Openmoko

Mac OS X (Apple iPhone)

Palm OS

RIM BlackBerry

Symbian OS

UIQ (Sony Ericsson)

Series 80 (Nokia Communicator)

Series 60 (Nokia N-series & E-series, Siemens, Samsung, Motorola, Panasonic)

Windows

Symbian OS und S60

Symbian OS

Betriebssystem für Smartphones und PDAs

Microkernel, 32bit, Single User

GUI-zentriertes Applikations-Framework

S60

Benutzeroberfläche für Smartphones

Aktuell: S60 3rd Edition

Entwicklungsumgebungen

C++, Java, Web Widgets

(Flash Lite), (Python)

Quelle: S60 Platform: Introductory Guide. Nokia Corporation, 2007. http://www.s60.com/business/developers/documents A schematic diagram of the S60 platform architecture.

Python for S60 (PyS60)

Portierung von Python auf S60-Plattform

Entwicklung von NOKIA

Open-Source-Lizenz (Apache Version 2 und Python)

Stable Release

Aktuelle Version: 1.4.5 (03.12.2008)

Verfügbar bei Sourceforge http://sourceforge.net/projects/pys60

Development Release

Aktuelle Version: 1.9.1 (24.01.2009)

Verfügbar bei maemo.org https://garage.maemo.org/projects/pys60

Installation von PyS60 Version 1.9.1 unter Windows

Herunterladen des Installationspaketes (für Windows: PythonForS60_1.9.1_Setup.exe )

Der Installer installiert:

PyS60 Application Packager Ensymble

Python Dokumentation

Symbian Installationsdateien

Installation der Python Runtime und der Dependencies auf dem Smartphone

“ Hello World” import appuifw appuifw.app.title = u „Hello World" appuifw.note(u "Hello World!" , 'info' )

Start des Python-Interpreters

Ausführen von Python-Code (1) Skripte (“Run script”)

Ausführen von Python-Code (2) Interaktive Konsole

Ausführen von Python-Code (3) Bluetooth-Konsole

Bluetooth Console Microsoft HyperTerminal

Python API Typen und Bibliotheken von PyS60

Alle Built-In-Typen von Python 2.5.1 sind vorhanden

Python Standard Library

Viele der Standard-Module laufen

Python-Extensions für S60: Native C++-Erweiterungen

Built-in Extensions:

e32 : API für die Services der Symbian OS Platform

appuifw : API für das UI Application Framework

Dynamisch nachladbare Extensions:

sysinfo, graphics, camera, keycapture, topwindow, gles, glcanvas, sensor, audio, telephone, messaging, inbox, location, positioning, calendar, contacts, e32db, logs

Entwicklung eigener Extensions per Python/C API möglich

Python S60-Module (1) Betriebssystem-Zugriff und -Information

e32

Zugriff auf Betriebssystem-Funktion von Symbian, die nicht durch GUI-Module oder die Python Standard Library abgedeckt sind, z.B. Scheduler, Process-Management, Drive-Liste, (Py-)S60-Versionen

sysinfo

Systeminformationen, z.B. aktiviertes Profil, Batteriestatus, Displaygröße, gesamter und freier Speicherplatz, OS Version, Signalstärke

Python S60-Module (2) Benutzerschnittstelle und Grafik (I)

appuifw

API für das S60 GUI Application Framework

graphics

Grafik- und Bildfunktionen, z.B. Laden, Speichern, Rotieren & Skalieren von Bildern, Erstellen von Grafiken mit Grafikprimitiven und Screenshots

camera

Aufnahme von Fotos und Video, Einstellen der Kamera-Parameter

keycapture

Abfangen von Tastatur-Events

topwindow

Einblenden von Fenstern über Applikationen, dargestellt wird ein graphics.Image

Python S60-Module (3) Benutzerschnittstelle und Grafik (II)

gles

Python API für OpenGL ES 2D/3D Grafik. Siehe OpenGL ES Standard bei Khronos ( http://www.khronos.org/opengles / )

glcanvas

UI Steuerung für OpenGL ES Grafik

sensor

Zugriff auf physikalische Sensoren (Bewegung/Acceleration, Antippen/Tapping, Rotation)

Python S60-Module (4) Audio und Kommunikation

audio

Audio-Funktionen, z.B. Aufnahme, Abspielen von Audio-Dateien, Lautstärkeregelung, Sprachausgabe ( text-to-speech )

telephone

Telefonie-Funktionen: Wählen, Auflegen und Rückruf

messaging

Senden von SMS und MMS

inbox

Zugriff auf Message-Folder (Inbox, Outbox, Sent und Draft)

location

Abfrage der GSM-Funkzellen-Informationen

positioning

Zugriff auf GPS-Empfänger

Python S60-Module (5) Datenmanagement

contacts

Zugriff auf Adressbuch ( ContactDb ), z.B. Suchen nach Kontakten, Anzeigen von Gruppen, Ändern von Kontaktinformationen, Import/Export von vCards

calendar

Zugriff auf die Kalender-Datenbank ( CalendarDb ), z.B. Hinzufügen und Ändern von Terminen, Ereignissen, Geburtstagen und Aufgaben, Behandlung wiederholender Einträge, Import/Export des vCalendar-Formats

e32db

Schnittstelle zur nativen Symbian Datenbank, z.B. Anlegen von Datenbanken und SQL-Abfragen

logs

Zugriff auf Telefon-Protokolle, z.B. Anrufe, SMS, Daten, Faxe, Mails

Struktur von Applikationen (1) Visuelles Layout

Typisches visuelles Layout von S60-Applikationen

Title Navigation Tabs Body Menu Exit Dialog

Struktur von Applikationen (2) Source-Code-Template

Import von Modulen

Screen Size setzen

Applications Menu

Exit key handler setzen (Callback function)

Application title setzen

Application body

Active Objects

Main Loop

import appuifw import e32 appuifw.app.screen = 'normal' def item1(): print " item1 was selected.” appuifw.app.menu = [(u"item 1", item1)] def quit(): appuifw.app.set_exit() app.exit_key_handler=quit appuifw.app.title = u 'Simple Application' app_lock = e32.Ao_lock() # starts scheduler -> event processing app_lock.wait() Ausführliches Template unter: http://www.mobilenin.com/pys60/resources/app_skeleton_with_mainloop.py

Graphical User Interface ( appuifw ) Basiselemente

Dialoge

note : popup note

query : Texteingabe mit einem Feld

multi_query : Texteingabe mit zwei Feldern

Menus

popup_menu : Einfaches Menu

Auswahllisten

selection_list : Einfache Listenauswahl (vgl. „Radio buttons“)

multi_selection_list : Mehrfachauswahl (vgl. „Check boxes“)

Graphical User Interface ( appuifw ) Screen Size

Drei Formate für Applikationen

Rotation der Anzeige ist möglich (portrait, landscape)

normal large full

Packaging Ensymble Developer Utilities

Aufgaben

Erzeugung von SIS-Packages

Merge von SIS-Packages

Signing von Packages

Implementierung

Python-Module und command line tools

GUI „PyS60 Application Packager“ (Qt)

Beispiele

Beispiel „Versenden einer SMS“ (1) Source Code import appuifw import messaging data = appuifw.query(u "what are you doing?" , "text" ) receiver = "+49172940****" if appuifw.query(u "Send message?" , "query" ) == True : messaging.sms_send(receiver, data) appuifw.note(u "Message sent." , "info" ) else : appuifw.note( u"Messages not sent!" , "info" ) send_sms.py

Beispiel „Versenden einer SMS“ (2) Ausführung

Beispiel „Versenden einer SMS“ (3) Erfolgskontrolle beim Empfänger

Beispiel „SMS-Empfang und Sound“ (1) Funktionen

Empfang von Befehlen per SMS ( „record“ , „stop“ , „play“ , „clear“ )

Aufzeichnen und Abspielen von Audio

sms_sound_demo.py

Beispiel „SMS-Empfang und Sound“ (2) Source Code: Sound-Operationen class SoundRecorder: filename = 'e:\boo.wav' # Drive E: is SD card mySound = None def record(self): self.mySound = audio.Sound.open(self.filename) self.mySound.record() def play(self): try : self.mySound = audio.Sound.open(self.filename) self.mySound.play() except : appuifw.note(u "No sound recorded!" , "error" ) def stop(self): if self.mySound: self.mySound.stop() self.mySound.close() def clear(self): self.stop() os.remove(self.filename)

Beispiel „SMS-Empfang und Sound“ (3) Source Code: SMS-Empfang recorder = SoundRecorder() def message_received(msg_id): box = inbox.Inbox() sms_text = box.content(msg_id) appuifw.note(u "sms content: " + sms_text , "info" ) if sms_text == "play" : recorder.play() elif sms_text == "record" : recorder.record() elif sms_text == "stop" : recorder.stop() elif sms_text == "clear" : recorder.clear() app_lock.signal() box = inbox.Inbox() box.bind(message_received)

Beispiel „Kontakte-Datenbank“ import contacts db = contacts.open() print u "Searching contacts…" found = db.find( 'guy' ) # search in name, email, etc. for guy in found: firstname = guy.find( 'first_name' )[0].value company = guy.find( 'company_name' )[0].value email_address = guy.find( 'email_address' )[0].value print u "%s %s %s" % (firstname, company, email_address) contacts_demo.py

Beispiel „Kamera und File-Upload“ (1) Aufnahme von Bildern import time import appuifw import camera filename = time.strftime( "n95-%Y%m%d%H%M%S.jpg" , time.gmtime()) image = camera.take_photo() image.save(filename) appuifw.note(u "Photo saved to %s" % filename, 'info' ) if imageToURL(filename) == 200: appuifw.note(u "Photo uploaded successfully." , 'info' ) else : appuifw.note(u "Photo upload failed!" , 'error' ) camera_upload.py

Kamera-Einstellungen Optionen von camera.take_photo() def take_photo( mode= 'RGB16' , size=(640, 480), zoom=0, flash= 'none' , exposure= 'auto' , white_balance= 'auto' ):

Beispiel „Kamera und File-Upload“ (2) Hochladen auf Server mit httplib import httplib, urllib, base64, os.path def imageToURL(aPath): data = open(aPath, 'rb' ).read() # read binary data of picture encodedData = base64.encodestring(data) # encoded it to base64 headers = { "Content-type" : "application/x-www-form-urlencoded" , "Accept" : "text/plain" ,} params = urllib.urlencode({u 'fileName' : os.path.split(aPath)[1], u 'data' :encodedData}) conn = httplib.HTTPConnection( "www.onyame.de" ) conn.request( "POST" , "/image_uploader.php" , params, headers) response = conn.getresponse() conn.close() return response.status Quelle: http://wiki.forum.nokia.com/index.php/How_to_upload_a_file_to_server_with_application/x-www-form-urlencoded

Beispiel „Kamera und File-Upload“ (3) Hochladen auf Server

Beispiel „Kamera und File-Upload“ (4) Erfolgskontrolle

http://www.onyame.de/upload/fb.php

Beispiel „Mandelbrot-Menge“ (1) Rahmenprogramm import e32 from appuifw import * app.screen = 'full' app.body = canvas = Canvas() width, height = canvas.size xaxis = width/2 yaxis = height/1.5 scale = 60 iterations = 25 # <<iteration>> lock = e32.Ao_lock() app.exit_key_handler = lock.signal lock.wait() mandelbrot.py

Beispiel „Mandelbrot-Menge“ (2) Iterationsschleife for y in range(height): for x in range(width): magnitude = 0 z = 0+0j c = complex(float(y-yaxis)/scale, float(x-xaxis)/scale) for i in range(iterations): z = z**2+c if abs(z) > 2: v = 765*i/iterations if v > 510: color = (255, 255, v%255) elif v > 255: color = (255, v%255, 0) else : color = (v%255, 0, 0) break else : color = (0, 0, 0) canvas.point((x, y), color) e32.ao_yield()

Beispiel „Bewegungssensor“ (1) Abfrage der Beschleunigungssensoren import sensor sensors = sensor.sensors() # Does this device have Accelerator Sensor if sensors.has_key( 'AccSensor' ): SENSOR_ACC = True sensor_data = sensors[ 'AccSensor' ] sensor_acc = sensor.Sensor(sensor_data[ 'id' ], sensor_data[ 'category' ]) sensor_acc.connect(handle_sensor_raw) def handle_sensor_raw(a_data): if a_data.has_key( 'data_1' ): acc_data_1 = a_data[ 'data_1' ] acc_data_2 = a_data[ 'data_2' ] acc_data_3 = a_data[ 'data_3' ]

Beispiel „Bewegungssensor“ (2) Graphische Aufbereitung: „Sensor Analyzer“

http://jouni.miettunen.googlepages.com/sensoranalyzer

Beispiel „Location Based Service“ Auswertung der GSM Cell ID

Send SMS to someone if caretan cell is near

import location HOME_CELL_ID = u"98521779" WIFE = u"+49173247****“ entries = [u "freu mich auf Dich!" , u "hab Hunger." , u "hab schlechte Laune." ] listbox = appuifw.Listbox(entries, shout) home = 0 while home == 0: country, provider, lac, cell = location.gsm_location() if (cell== HOME_CELL_ID): home = 1 message = u "Bin gleich zuhause und %s" % mood messaging.sms_send(WIFE, message) cell_id_demo.py

Beispiel „OpenGL“