Transcript Bluetooth-Anbindung medizinischer Sensoren an ein Smartphone

Fachhochschule Osnabrück
University of Applied Sciences
Bluetooth-Anbindung medizinischer
Sensoren an ein Smartphone
Projektwoche 2010, Projekt Nr.110
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Ralf Tönjes Daniel Kümper, M.Sc.
Gliederung
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Einleitung
Bluetooth
Protokollanalyse / Paketsniffer
Abfrage mit Android
Abfrage mit C / Linux
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Automatisierte Sensorkonfiguration
und Dokumentation
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BT Kommunikation über Sensorgateway
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•
Verbindung durch Sensorgateway, wenn Brustgurt sichtbar
•
Permanentes Senden aktueller Daten durch Brustgurt
(Frequenz, Batteriestand)
Permanente
Pulsmessung
•
Nach Messung wird eine Verbindung
zum Sensorgateway hergestellt
•
Datensatz wird übertragen
•
Bei Verbindungsfehlern werden
Daten zwischengespeichert
•
Bidirektionale Kommunikation
•
Übertragung nach Messung
•
Konfiguration
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Blutdruck
Blutzucker
Sensor
Gateway
•
Wartet nach Messung
auf Anfrage vom Master
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Protokoll Abstraktion
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Betriebssystemspezifische
Implementation für jeden Sensor in
Programmiersprache
Protokoll
zur Abfrage
der Sensordaten
Profil/Protokoll
(Serial Device Profile)
Schnittstelle (Bluetooth)
Problem: Deployment der Treiber
Standard ist in
Betriebssystemen integriert
und wird mit ausgeliefert
Schnittstelle zum Sensor
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Anforderungen
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Parsen von Datenpaketen eines Sensors
• Auslesen und Interpretation von Bits/Bytes in z.B.
Hexadezimal oder Binär
• Feste u. dynamische Feld-längen
• Analyse der Relevanten Daten zur Visualisierung
Bidirektionale Kommunikation
• Reaktion auf Kommandos
• Bestätigen einer Übertragung
Verarbeitung und Berechnung von Daten
• Berechnung von Prüfsummen
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Bluetooth
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
Universelles Funksystem für drahtlose Ad-hoc-Verbindungen

Verknüpfung von Computer mit Peripherie, tragbaren Geräten, PDAs, Handys

Günstige Einbettung in andere Geräte

Kleine Reichweite (10 m), niedrige Leistungsaufnahme, lizenzfrei im 2,45 GHz-ISM-Band

Sprach-und Datenübertragung, ca. 1 Mbit/s Bruttodatenrate

Frequenzsprungverfahren: Nutzung von 69 Kanälen
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Bluetooth Protokolle
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Audio
NW-Anw.
vCal/vCard
TCP/UDP
OBEX
IP
BNEP
Telefonie
Medizinische
Sensoren
AT modern
commands
Propriätere
Serielle
SensorProtokolle
PPP
Verwaltung
SDP
Control
RFCOMM (serial line interface)
Audio
Logical Link Control and Adaption Protocol (L2CAP)
Link Manager
Baseband
Radio
AT: attention sequence
OBEX: object exchange
TCS BIN: telephony control protocol specification – binary
BNEP: Bluetooth network encapsulation protocol
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SDP: service discovery protocol
RFCOMM: radio frequency comm.
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Bluetooth Sicherheit
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Protokollanalyse / Paketsniffer
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Mitschneiden von
Bluetoothübertragungen
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Protokollanalyse / Paketsniffer
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Information zum Sniff-Programm
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4.
5.
Frontline FTS4BT / Version 10.4.20.2
Erlaubt das Mitschneiden von Datenübertragungen
Benötigt Bluetooth-Modul
Darstellung der unterschiedlichen Bluetooth-Layer
Leichte Bedienung
Protocols:
• Baseband - 3.0 +HS
• LMP - 2.1 +EDR
• HCI - 2.1 +EDR
• L2CAP eL2CAP
• SDP - 2.1 +EDR
• RFCOMM - 1.1
• TCS - 1.1
• OBEX - 1.0
• AVDTP Media - 1.0
Profiles:
• A2DP - 1.2
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• AVRCP - 1.4
• AVRCP Browsing -1.4
• FAX - 1.1
• Hands Free - 1.5
• HCRP - .95
• HDP - 1.0
• Headset - 1.1
• HID - 1.0
• AVDTP Recover - 1.2
• AVDTP Report - 1.2
• BNEP - 1.1
• AT Commands
• AMP Manager - 1.0
• AVCTP - 1.0
• AVDTP Signaling - 1.2
• AVDTP - 1.2
• MCAP - 1.0
• BIP - .95
• BPP - 1.2
• FTP - 1.1
• OPP - 1.1
• PBAP - 1.0
• SYNC - 1.0
• SAP - 1.0
• SPP - 1.1
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Protokollanalyse / Paketsniffer
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Protokollanalyse / Paketsniffer
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Protokollanalyse / Paketsniffer
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Abfrage mit Android
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 Problematik
 Einrichten der Entwicklungsumgebung
 Bluetooth und seine Probleme
 Die „fertige“ Anwendung
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Problematik
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BodyTel
Konfiguration
Messwerte
SiDiary
Server
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Einrichten der Entwicklungsumgebung
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 Software:
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
Eclipse IDE for Java Developers
Android ADT Plug-in
Android SDK
Java SDK
 Hardware:
 T-Mobile G2 Touch
 HTC Desire
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Bluetooth und seine Probleme
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 Bluetooth-Unterstützung ab Android 2.0
 Ab Android 1.5 über backport-library
 Abstürze mit backport-library
 Nicht voll kompatibel
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Die „fertige“ Anwendung
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Abfrage mit C / Linux
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•
Bluez ver. 4.78
–
–

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–
•
Linux Stack
Serielle Kommunikation
via rfcomm
voreingestelltes Paring
Kommunikation über D-Bus
C
–
–

System unabhängig
Kommunikation mit
der Schnittstelle