Data Collection Tool for Movesense Sensors

Abstract

The aim of this project was to create a data collection tool for Movesense sensors capable of connecting to a sensor and subscribing to a data stream from a laptop. The tool was to be suitable for tracking body and limb movement and orientation. The project was done for Metropolia University of Applied Sciences. The tool was intended to be used on a project course where second-year Health Technology students learn to process, analyze, and visualize data using Python. As such, the tool was to be done using Python as it was going to be used with Jupyter Notebooks. Another goal was to investigate ways to simultaneously connect multiple sensors to the laptop and synchronize them.

A custom application was developed for the Movesense sensor to enable communication between the sensor and the laptop using Bluetooth Low Energy GATT services. An asynchronous Movesense Python library suited for collecting sensor data was developed for the project. The library can be used to find a nearby Movesense sensor, connect to it, and subscribe to sensor data streams. Connecting to multiple sensors simultaneously is also possible.

Validation testing was conducted to test the functionality and usability of the tool. The testing was conducted by eight test groups. Each group consisted of three second-year students specializing in Health Technology. The test comprised of four test cases. The validation test concluded that the tool was simple and intuitive to use. The testing provided valuable information about the usability of the tool. Furthermore, it brought up previously unnoticed errors that were then fixed.

The main goals of this thesis were accomplished successfully. The data collection tool contains all the required functionalities. Connecting to multiple sensors was also accomplished. However, the synchronization of the sensors requires further development.

Tämän insinöörityön tavoite oli luoda tiedonkeruutyökalu Movesense-antureille, jotka keräävät mittaustietoja kannettavalle tietokoneelle. Työkalun tuli soveltua kehon ja raajojen liikkeen ja suunnan mittaamiseen. Projekti tehtiin Metropolia Ammattikorkeakoululle. Työkalu oli tarkoitettu käytettäväksi toisen vuoden projektikurssilla, jossa opitaan käsittelemään, analysoimaan ja visualisoimaan mittaustietoja käyttäen Python-ohjelmointikieltä. Tämän takia työkalu tuli tehdä Pythonilla, jotta sitä voidaan käyttää Jupyter Notebookissa. Toinen tavoite projektille oli tutkia useampaan Movesense-anturiin yhdistämistä samanaikaisesti ja sitä, kuinka niistä kerätty data voidaan synkronoida.

Movesense-antureille luotiin mukautettu sovellus, jolla saatiin anturi keskustelemaan kannettavan tietokoneen kanssa käyttäen Bluetooth Low Energy GATT -palveluja. Projektissa kehitettiin myös Movesense-anturille asynkroninen Python-kirjasto, joka soveltuu tiedonkeruuseen. Kyseinen kirjasto pystyi löytämään lähellä olevan anturin osoitteen, yhdistämään siihen ja keräämään mittaustietoja liikeantureista. Kirjasto kykeni myös keräämään mittaustietoja useasta Movesense-anturista samanaikaisesti.

Työkalun toimivuutta ja käytettävyyttä testattiin validointitestillä. Testauksen suoritti kahdeksan kolmen hengen testiryhmää. Ryhmät koostuivat toisen vuoden Terveysteknologian erikoisalan opiskelijasta. Testi koostui neljästä testitapauksesta. Validointitestissä todettiin, että työkalu oli yksinkertainen ja intuitiivinen käyttää. Testaus tuotti hyödyllistä tietoa työkalun käytettävyydestä. Lisäksi työkalusta löytyi aiemmin huomaamatta jääneitä virheitä, jotka saatiin korjattua.

Insinöörityön päätavoitteet saavutettiin onnistuneesti. Tiedonkeruutyökalu sisältää halutut toiminnot. Usean Movesense-anturin käyttö samanaikaisesti onnistuttiin toteuttamaan, mutta niiden synkronointi vaatii vielä kehitystä.