Grundlagen und Anwendung von mobilen Sensoren.

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Überblick über die in aktuellen Smartphones verbauten Sensoren und mögliche Anwendungsfelder für Apps. Als Inputvortrag für die Entwicklung einer kontext-sensitiven, mobilen Anwendung.

Überblick über die in aktuellen Smartphones verbauten Sensoren und mögliche Anwendungsfelder für Apps. Als Inputvortrag für die Entwicklung einer kontext-sensitiven, mobilen Anwendung.

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  • 1. Grundlagen und Anwendung mobiler Sensoren Christian Schüller 7. März 2013© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved.
  • 2. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 2
  • 3. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash Lautsprecher 5 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 3
  • 4. Mikrofon Messung: Schallwellen Formate: AAC, ALAC, iLBC, IMA4, PCM Technische Details Anwendung Kategorie: Umgebungssensoren (inkl. Digitalisierung) Bezeichnungen: Elektret-(Kondensator-) Anwendung: Telefonieren Mikrofon Audioaufnahmen Spracherkennung Plattformen: Beispiele Apple Siri Heart Monitor Aktuell noch keine API für Siri. Spracherkennung über Drittanbieter wie: - iSpeech (www.ispeech.org) - OpenEars (www.politepix.com/openears/) Demo http://www.apple.com/de/ios/siri/ http://tinyurl.com/dx7fb9g Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 4
  • 5. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 2 Näherungssensor Lautsprecher 5 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 5
  • 6. Näherungssensor Messung: Abstand Objekt zu Formate: cm bzw. Bool (Y/N, far/near) Technische Details Anwendung Kategorie: Positionssensoren Bildschirm Bezeichnungen: Annährungssensor, Proximity Anwendung: Bildschirm-/ Sensor, Pocket Sensor Eingabedeaktivierung während Telefonat, Plattformen: Direktanruf, Suche „Israeli start-up Waze is launching a new addition to its iOS application today. The free GPS and turn-by- turn navigation app is designed to crowd source Beispiele information on traffic jams thanks to reports from fellow drivers. Users can report traffic jams, speed traps, accidents, and even update existing information. Waze navigation The company is now introducing a hands-free way to activate and file reports with the iOS version of the software. Waze, impatiently waiting for Apple to open up its Siri APIs to developers, has taken the unusual approach of using the iPhones proximity sensor to activate a voice-controlled interface in its application.“ Quelle: www.theverge.com Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 6
  • 7. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 7
  • 8. Bildsensor Messung: Einfallendes Licht (inkl. Formate: JPG, PNG, WEBP, H.263, H.264 Technische Details Anwendung Kategorie: Umgebungssensoren Digitalisierung) Bezeichnungen: Kamera, CMOS-Sensoren Anwendung: Fotos, Videotelefonie, Smart Stay Plattformen: Beispiele Behr‘s Color Smart Mobile Smart Measure http://tinyurl.com/cngzpho http://tinyurl.com/blfr8d8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 8
  • 9. Bildsensor: Detektor für Bakterien „In the near future it would be possible to scan your food for dangerous bacteria. One of the recent inventions presented by Beispiel UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science is a prototype model of a bacteria-detecting scanner for cell phones. The scanner can be connected to any camera of a mobile phone and with the help of semiconducting quantum dots in combination with glass capillary tubes that feature antibodies the device can help spot such bacteria as E. coli.“ Quelle: infoniac.com http://tinyurl.com/76rzvkl Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 9
  • 10. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 6 Umgebungslichtsensor 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 10
  • 11. Umgebungslichtsensor Messung: Umgebende Formate: lx (Lux) Technische Details Anwendung Kategorie: Umgebungssensoren Beleuchtung / Bezeichnungen: Ambient Light Sensor, Helligkeit Tageslichtsensor Anwendung: Anpassung der Bildschirmhelligkeit Plattformen: Beispiele ? Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 11
  • 12. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 7 Beschleunigungssensor 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 12
  • 13. Beschleunigungssensor Messung: Beschleunigungskräfte Formate: g bzw. m/s2 Technische Details Anwendung Kategorie: Bewegungssensoren (inkl. Gravitation) Bezeichnungen: Beschleunigungsmesser, Anwendung: Spiele: z.B. Charakter Accelerometer Zusätzlich: bewegen, Musik: z.B. Messung der Gravitationskräfte + Schütteln nächstes Lied Plattformen: Grad der Rotation Beispiele iSteps Aqua Forrest http://tinyurl.com/dy7o7h2 http://tinyurl.com/ye2nk5y Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 13
  • 14. Beschleunigungssensor: Automatischer Notruf „Die Empfindlichkeit des Sturzsensors kann in Stufen von 1-5 eingestellt werden. Stürzt der Benutzer mit dem Handy, so wir Beispiel automatisch ein Notruf (oder eine SMS) an bis zu 5 vorab gespeicherte Nummer ausgelöst. Diese werden nacheinander gewählt, bis eine der Tel.-Nummern den Ruf annimmt. Der Notruf wird in einem von Ihnen vorab eingestellten Zeitfenster von 10, 20, 30 oder 40 Sek. getätigt und Ihnen optisch angezeigt. Innerhalb dieser Zeit kann der Notruf auch abgebrochen werden.“ Quelle: seniorenhandys-online.de Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 14
  • 15. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 8 GPS & GLONASS 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 15
  • 16. GPS / GLONASS Messung: Längen-, Breitengrad, Formate: h ddd° mm‘ ss.s‘‘ bzw. NMEA Technische Details Anwendung Kategorie: Positionssensoren Höhe Bezeichnungen: Location Sensor, Location Anwendung: Navigation, Service Positionsbestimmung Plattformen: Beispiele Viper SmartStart Fahrtenbuch http://tinyurl.com/yzama56 http://tinyurl.com/bpd27ev Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 16
  • 17. GPS: Nike + „The Nike+ GPS App for iPhone will pull in data from the devices accelerometer and GPS to give runners an Beispiel effective, accurate and useful tool for getting in shape and staying motivated. Although fitness apps abound in the App Store, few carry the street cred or instant name recognition of Nike. The app will allow runners to visually map and track every run, indoor and outdoor, "free range" or treadmill. Nike says the app even works when a GPS signal is unavailable. Mapped routes show a breakdown of the runners pace at various points during the run, as well. You can track your distance, time and number of calories burned.“ Quelle: mashable.com http://tinyurl.com/c7xf53j Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 17
  • 18. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 9 8 GPS & GLONASS 9 Gyroskop 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 18
  • 19. Gyroskop Messung: Drehbewegung Formate: rad / s Technische Details Anwendung Kategorie: Bewegungssensoren Anwendung: „Um die Ecke schauen“, Bezeichnungen: Drehrad-, Drehungs-, Trägheitsnavigations- Kreiselsensor, Gyroscope system Plattformen: http://tinyurl.com/c9u8ord Beispiele Autofahren unter Alkoholeinfluss http://tinyurl.com/co4wnmz Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 19
  • 20. Gyroskop: Parrot AR Drone „The Augmented Reality Drone has been designed to be one of the most powerful device of its kind. Capable of flying just like a real helicopter, the AR Drone Helicopters have one major advantage over Beispiel any similar product - the addition of an augmented reality Interface, as provided by the devices controller - an iPhone, iPod, or iPad. Parrots AR Drone has been designed to send data back and forth between the iProduct and the Drone itself. Using the iProducts graphical interface, the user can see much more than they would if they were looking up - fighting robots, other drones, and much more. Two games are included with the Drone out of the box, but the open source API will be lent to developers in order to remain flexible. The sheer amount of possible games that could ultimately come from this device are infinite in scope.“ Quelle: 24-7pressrelease.com Achtung: Demo Bitte Schutzhelme aufsetzen Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 20
  • 21. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 9 8 GPS & GLONASS 9 Gyroskop 10 10 Magnetometer 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 21
  • 22. Magnetometer Messung: Umgebendes Formate: µT (Mikrotesla) Technische Details Anwendung Kategorie: Positionssensoren geomagnetisches Feld Bezeichnungen: Magnetsensor, Magnetic Anwendung: Digitaler Kompass, Sensor Kartenausrichtung Plattformen: Beispiele Metall Detektor Kompass Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 22
  • 23. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 9 8 GPS & GLONASS 9 Gyroskop 10 11 10 Magnetometer 11 Berührungssensor (5 Touch Points) 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 23
  • 24. Beispiel: UI Steuerung über Gesten Beispiel Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 24
  • 25. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 9 8 GPS & GLONASS 9 Gyroskop 10 11 12 10 Magnetometer 11 Berührungssensor (5 Touch Points) 12 Display (1136 x 640, 326 ppi) 13 Lautsprecher 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 25
  • 26. Hochauflösende Displays „The most important feature on any iPad is the screen. So that’s where we started — by building the breakthrough Beispiel Retina display with over 3 million pixels. To create a display like this was an engineering feat in its own right. But we went even further. We designed a camera that could take images as brilliant as the display itself. And we enclosed iPad in a unibody so thin and light, you can take all those pixels with you wherever you go. And they travel beautifully.“ Quelle: www.apple.com Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 26
  • 27. Apple iPhone 5: Überblick Sensorik 1 2 1 Mikrofon (FaceTime, Freisprechfunktion) Flash 3 2 Näherungssensor Lautsprecher 4 5 6 3 Bildsensor (Frontkamera | 1,2 MP & 720p) 4 Bildsensor (Rückkamera | 8 MP & 1080p) 5 Mikrofon (Umgebungsgeräusche) 7 6 Umgebungslichtsensor 8 Beschleunigungssensor 7 9 8 GPS & GLONASS 9 Gyroskop 10 11 12 10 Magnetometer 11 Berührungssensor (5 Touch Points) 12 Display (1136 x 640, 326 ppi) 14 13 Mikrofon (Telefonat, Sprachbefehle) 13 Lautsprecher 14 WLAN / Bluetooth Informationen zu einzelnen Bauteilen: http://tinyurl.com/axdfhs8 Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 27
  • 28. Bluetooth / WLAN: Fitbug AIr „Fitbug is introducing a new activity tracker, the Fitbug Air, that uses Bluetooth 4, aka Bluetooth Smart, to interact with Beispiel smartphones and tablets. Inside it’s a standard tracker that uses an accelerometer to detect the kind of physical activity the user is participating in.Data from the Fitbug Air is uploaded to your choice of device (iOS for now, with Android to follow soon) where coaching advice is offered to motivate more activity. Because the system uses the new low energy Bluetooth 4 standard, the device can go without a recharge or battery replacement, for months at a time.“ Quelle: medgadget.com http://tinyurl.com/acysd7k Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 28
  • 29. WLAN: Philips Hue „… a wireless LED lightbulb system that lets you turn iOS devices into a remote control for your lampshades. To kick things off, you need to buy the starter pack, which includes three bulbs plus Beispiel the wireless bridge that hooks up to your Internet router so the bulbs can speak to the app and vice versa. The bridge apparently supports up to 50 bulbs — albeit, your wallet may not stretch so far. Set up is straightforward: after screwing the bulbs into the sockets of your choice, you plug the wireless bridge into your Internet router and download the Hue app to your iOS device (iPhone, iPad or iPod Touch). When you fire up the app for the first time it will ask you to connect it to the bulbs by pushing a button on top of the bridge. Once the app and bulbs are linked you can start playing around with the lights, which is where the fun starts!“ Quelle: techcrunch.com Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 29
  • 30. Weitere Sensoren ...bei Android Messung: Luftdruck Messung: Umgebungstemperatur Thermometer Barometer Anwendung: Barograph Anwendung: Klimatabelle Formate: hPa bzw. mbar Formate: °C bzw. F Kategorie: Umgebungssensor Kategorie: Umgebungssensor Bezeichnungen: Pressure Sensor Bezeichnungen: Temperature Sensor Feuchtigkeitssensor Messung: Umgebungsfeuchtigkeit Messung: Nachricht der NFC-Tags NFC Sensor Anwendung: Protokollierung der Anwendung: Bargeldlose Zahlungen, Luftfeuchtigkeit papierloser Eintritt Formate: % Formate: NDEF Kategorie: Umgebungssensor Kategorie: Umgebungssensor Bezeichnungen: Humidity Sensor Bezeichnungen: Near Field Communication Sensor Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 30
  • 31. Aggregation von Low-level Sensor Daten http://tinyurl.com/d82zx2s Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 31
  • 32. Kontext-adaptive Services Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 32
  • 33. Google Now Google Now zeigt Ihnen die passenden Informationen zur richtigen Zeit – ohne Beispiel dass Sie danach suchen müssen. Wischen Sie einfach mit dem Finger vom unteren Rand des Telefons nach oben, um sich vor dem Losfahren zur Arbeit über die Verkehrslage, beliebte Orte in der Nähe oder den aktuellen Spielstand Ihrer Lieblingsmannschaft zu informieren. Nach dem Starten von Google Now brauchen Sie keine weiteren Aktionen durchzuführen. Sie können auf Wunsch einige Einstellungen optimieren, aber Google Now erfordert keine langwierige Konfiguration. Die gewünschten Informationen sind immer für Sie verfügbar. Google Now greift auf kontextbezogene Daten Ihres Telefons und anderer Google-Produkte sowie auf Daten der Produkte von Drittanbietern zurück, auf die Sie Google Now den Zugriff gestattet haben Quelle: google.com. Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 33
  • 34. Context awareness Mobile Payment Crowd-sourced information Mobile ticketing Internet der Dinge Ausblick Social media Berührunglose Eingabe mHealth Mobile commerce Crowd Sensing© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved.
  • 35. Kontakt Orange HillsTM GmbH Sendlinger Str. 29 80331 München | GERMANY T: +49 (89) 4520545-0 F: +49 (89) 4520545-69 Orange Hills GmbH E: info@orangehills.de W: http://www.orangehills.de Geschäftsführer: Dr. Bernhard Doll Ust. ID: DE265973284 Follow us @orangehillsgmbh Anreise Mit öffentlichen Verkehrsmitteln: Mit dem Auto: • U-Bahn: Haltestelle Sendlinger Tor - oder - • Richtung München Zentrum / Marienplatz • S-Bahn: Haltestelle Marienplatz • Parkgarage Oberanger (Oberanger 35) Jeweils 2 min. zu Fuß in Richtung Sendlinger Str. • 2 min. zu Fuß Richtung Sendlinger Str. Projekt Mobile Sensoren Status Version 1.0 | Final© 2013 Orange HillsTM GmbH. All rights reserved. Datum 7. März 2013 35