基于感应器的睡眠质量测评数据获取方法

摘要：为了更好地获取健康习惯测评相关数据，研究基于感应器的睡眠质量测评数据获取方法。在完成注册，创建基于OAuth协议的客户端，获取可操作资源的授权，获取用户健康习惯测评数据，并完成数据可视化。该方法已经运用到实际项目中。实验证明，该方法是行之有效的。该方法已经成功应用于实验室开发的多人社交应用项目中。该方法可用于社交网站、手机应用等领域。

关键词：感应器；睡眠质量；测评数据；数据可视化

0 引言

一般，日常生活中人体健康习惯测评相关数据可能有很多，例如睡眠、跑步、跳跃、呼吸、心跳等。这些健康习惯测评相关数据，有些可以通过自主方式记录，例如每天起床时间和睡眠时间。人们可以有意识地自主记录。但是，大部分还是无法通过自主方式记录的，例如跑步、跳跃、呼吸、心跳等，这些数据可能很微小，无法自主记录准确。幸运的是，该类数据可以通过身体携带传感器的方式来详细记录。

1 相关工作

目前，世界上关于健康习惯测评数据获取的仪器设备还是新鲜事物，并不是很多。最早的健康习惯测评数据获取的仪器设备，体积较大。采用线缆方式与计算机连接。随着硬件设备的发展，研发可随身穿戴的便携式健康习惯测评数据获取的仪器设备成为可能。2009年，美国FitBit公司最先研制出了一款便携式动作监测感应器FitBit Ultra。用户佩带之后，FitBit可以记录用户的走路或跑步距离、燃烧的热量、睡眠状况数据等。该便携式动作监测感应器可通过无线方式，将数据传输至网站。网站还提供了供用户添加关于进食和饮水的信息空间，以便用户更准确地掌握关于热量消耗和摄入情况。

FitBit Ultra采用OAuth协议完成与网站的数据传送。OAuth协议为用户资源的授权提供了一个安全的、开放而又简易的标准。目前，互联网很多例如Open API的服务，很多例如Google、Yahoo、Microsoft等的大公司，都提供了OAuth认证服务。OAuth标准逐渐成为开放资源授权的标准。Facebook的新版Graph API已经很好地支持OAuth 2.0。2011年3月，Google宣布其Google API也对OAuth 2.0很好地支持。

一般，通过无线USB基站连接计算机，则FitBit Ultra动作监测感应器在一定范围内靠近基站，就可以轻松地将健康习惯测评数据上传到FitBit网站的个人帐户。FitBit网站可以分析这些数据，并给用户做出一个基本的可视化。但是这些图表表现得比较生硬，用户看起来比较吃力。因此，有必要研究更加生动形象的健康习惯测评数据可视化方法。鉴于此，本文主要研究基于OAuth协议的FitBit Ultra动作监测感应器数据获取方法。

2 基于感应器获取睡眠质量测评数据

用户佩带便携式动作监测感应器FitBit Ultra之后，FitBit Ultra动作监测感应器会捕获到很多数据。FitBit可以记录用户的走路或跑步距离、燃烧的热量、步数以及睡眠状况等Activities活动数据。除此外，还提供包括用户信息数据、身体各部分尺寸数据、预期目标数据、总结评分数据、分析数据等。

以记录睡眠数据为例。用户使用FitBit，输入计划入睡时间和计划起床时间：每天睡觉前佩戴FitBit。FitBit会记录有关睡眠的数据，包括惊醒了几次、花了多长时间入睡、实际深度睡眠时间等。这些数据会通过USB接收器传送到网站上，通过注册、授权后可获得这些数据。经过分析这些数据，可给用户一个睡眠效率综合评分。

具体获取健康习惯测评数据时，首先在完成注册，然后创建基于OAuth协议的客户端。接着获取可操作自己资源的页面的授权，获取用户健康习惯测评数据，最后完成数据可视化。

（1）完成注册

在FitBit网站上（https：///apps/new）注册，填写FitBit动作监测感应器上的验证码、应用名、描述、应用类型（桌面应用、浏览器应用等）、回调地址、默认操作类型（读写、只读）等。注册成功后，FitBit网站会给注册用户提供Consumer key、Consumer secret、Re-quest token URL、Access token URL、Authorize URL等关键信息。这些信息为创建桌面应用、手机应用等提供了入口。

（2）创建客户端

采用FitBit提供的API函数FitbitAPIClientService创建客户端实例。创建客户端实例时，需要输入注册时获得的Consumer key、Consumer secret、Request token URL、Authorize URL等关键数据。

（3）获取授权

客户端会通过API函数发出请求证书，然后跳转到用户可以授权操作资源的页面。当用户授权该应用之后，API函数会提供专用回调地址URL。当回调地址URL准备好后，可通过java.awt库内的browse函数打开这个地址。

（4）获取数据

获取授权后，通过程序输入相应授权证书，编写相应数据接口，可通过FitBit提供用户的API函数ge-tUserInfo（localUser）获取到用户健康测评数据。

（5）分析并可视化数据

获取到用户健康测评数据后，可通过对比分析，以二维及三维图表形式在社交网站、手机应用等系统上，进行睡眠质量数据可视化。

（6）实验结果与分析

为了验证本文方法的有效性，进行了基于感应器的健康习惯测评数据获取实验。验证系统硬件环境包括1个Fitbit动作检测感应器，1个Fitbit无线数据传输USB基站，1台便携计算机。便携计算机配置为型号：MacBook Pro，系统为：Mac OS X 10.6.8，CPU为：In-tel Core 2 Duo，内存2GB，显卡为NVIDIA GeForce 9600M GT。验证系统软件开发环境为Eeliose Java EE IDE。

为了实现验证系统，首先，完成注册，创建客户端，该客户端是基于OAuth协议的：然后，获得验证页面的地址；跳转到授权页面；成功授权；获得授权码；最后，通过验证，获得健康习惯测评数据。

本文的方法已经在实际项目中应用。以获取睡眠数据为例，进行了测试运行。采用此方法可以成功获取的睡眠数据，并进行分析和可视化。分布在中国各地的实验者起床时间在早上6点到8点间的数据可视化效果。实验证明。采用此方法可以方便快捷的获取到健康习惯测评数据。

3 结语

为了更好地获取的健康习惯测评相关数据，本文主要研究基于传感器的健康习惯测评数据获取方法。首先，在完成注册；然后。创建基于OAuth协议的客户端；接着，获取可操作资源的授权；最后，获取用户健康习惯测评数据，并完成数据可视化。该方法已经运用到实际项目中。实验证明该方法可方便快捷地获取到健康习惯测评数据。该方法已经成功应用于实验室开发的多人社交应用项目中。该方法可用于社交网站、手机应用等领域。进一步研究包括将构建多人社交网站、推广该方法的应用等。