Настроить устройство поблизости android что это

Как мы разработали технологию обнаружения устройств поблизости

Эта история началась с функции “Рядом” в одном из наших мобильных приложений. Мы хотели, чтобы пользователи могли быстро создать групповой чат или добавить находящихся рядом пользователей в друзья. Мы попробовали решить эту задачу при помощи геолокации, Bluetooth, Wi-Fi и ультразвука, но у каждого из способов мы обнаружили критичные в нашем случае недостатки.

В итоге мы придумали новый способ. Он основан на поиске совпадения окружающего шума: если устройства слышат одно и то же, то, скорее всего, они находятся рядом.

В статье мы расскажем о принципе его работы, а также рассмотрим достоинства и недостатки других распространенных способов обнаружения устройств.

Взаимодействие между устройствами поблизости

Люди, находясь рядом друг с другом, часто хотят обменяться файлами, добавить нового знакомого в друзья, сыграть вместе в игру, перевести деньги, поделить счет или выполнить другие совместные действия. Такие приложения станут удобнее, если позволят пользователю легко взаимодействовать с окружающими людьми или устройствами.

Например, Петров только что познакомился с Ивановым и они пытаются “подружиться” на Facebook. Спустя несколько безуспешных попыток найти друг-друга, они, скорее всего, закроют Facebook, обменяются номерами телефонов и будут общаться через WhatsApp.

Кстати, Вконтакте предусмотрели это: в их мобильном приложении для iOS и Android есть функция “Люди Рядом”, которая позволяет найти других пользователей при помощи геолокации. О минусах этого способа я расскажу чуть позже.

Поиск нового знакомого в FB	Поиск нового знакомого в Vk

Чтобы функция действительно была удобна пользователю, она должна работать:

• На любом смартфоне
• Всегда и везде. На улице, в транспорте, в офисе и т.д.
• Кроссплатформенно. Как минимум на iOS и Android, а лучше, и в браузере
• Точно. Определять устройства, которые действительно рядом
• Быстро. Устройство должно быть найдено менее, чем за 10 секунд
• Просто. Без дополнительных действий со стороны пользователя

Окружающий шум

Где бы вы не находились (в офисе, транспорте, кафе, на улице, встрече или концерте) — везде есть окружающий шум: голоса людей, музыка, работа двигателя, шум колес, стук клавиш и так далее.

Короткий сэмпл естественного окружающего шума вместе с точным временем его записи, в большинстве случаев, уникален для любого места на Земле. Совпадение окружающего шума и времени означает, что записывающие устройства находятся рядом. Именно на этом основан принцип работы технологии.

Схема работы

Каждое устройство в реальном времени захватывает звук с микрофона и преобразовывает его в специальный отпечаток при помощи перцептивной хэш-функции. Особенность перцептивных хэш-функций в том, что небольшие отличия в исходных данных выражены небольшими отличиями в результирующем хэше.

Отпечаток звука с точной меткой времени отправляется на сервер. Сравнивая его с отпечатками других устройств, сделанных в тот же момент времени, сервер может определить, насколько похожи исходные звуки. Если показатель схожести выше определенного порога — устройства получают идентификаторы друг-друга для последующего взаимодействия.

Пример и сравнение отпечатков с двух разных устройств

Нужно было убедиться, что данный принцип работает и способен находить совпадения в звуке, записанном разными устройствами на расстоянии нескольких метров, а также, что заведомо разный звук не совпадает. Мы вручную собрали сотни часов звука, записанного одновременно на несколько устройств во множестве различных мест.

Используя эти данные, мы перебрали множество алгоритмов генерации и параметров сравнения отпечатков для достижения наилучшего результата. В итоге добились того, что 6-секундный отпечаток позволяет обнаружить устройство на расстоянии до 5 метров в 96% случаев, а ложноположительный результат возможен в 0.0039% случаев.

Мы разработали библиотеки для iOS и Android, которые скрывают от приложения всю реализацию через простой API и встроили их в свои приложения.

Недостаток данного подхода в том, что он не работает в абсолютной тишине. Тишина очень похожа на любую другую тишину и алгоритм намеренно игнорирует ее, чтобы исключить ложные срабатывания. Стоит отметить, что абсолютная тишина встречается в реальных условиях крайне редко. Достаточно стука клавиш клавиатуры или звука шагов, чтобы устройства обнаружили друг-друга.

Иногда это выглядит забавно: пользователи молча ждут обнаружения секунд 10, после чего один из них говорит что-то вроде “Это не работает!”. Эта фраза работает как заклинание и через секунду устройства обнаруживают друг-друга.

Одно преимуществ данного подхода — кроссплатформенность. JS-версия библиотеки, работает в Chrome, Safari, Firefox, Edge, в том числе, в их мобильных версиях.

Еще один способ….

В нашем приложении функция “Рядом” является одной из ключевых. Мы попробовали применить различные существующие способы для ее реализации, но столкнулись с критичными для нас ограничениями и проблемами.
Давайте подробно рассмотрим альтернативные способы.

Геолокация

Это наиболее очевидный способ решить задачу. В момент, когда пользователь открывает раздел “Рядом”, мы получаем его текущее местоположение и выполняем поиск ближайших пользователей на сервере.

Если представить местоположение как центр окружности, а погрешность координат в виде радиуса, то 2 пользователя могут быть изображены следующим образом:

Если расстояние между устройствами (d) меньше суммы погрешностей (r1 + r2), значит есть вероятность (P), что пользователи находятся рядом.

Радиус поиска должен быть не меньше погрешности координат. Как оказалось, реальные координаты смартфона могут находиться и за пределами погрешности, например, в Android это происходит в 32% случаев. Значит, даже находясь рядом, пользователи все равно могут не “увидеть” друг-друга.

Координаты, полученные при помощи GPS и ГЛОНАСС точны, но этот способ зачастую не работает внутри помещений, кроме того, может потребоваться до минуты на поиск спутников. При этом, модуль GPS/ГЛОНАСС присутствует не во всех устройствах (Привет, iPad Wi-Fi!) или может быть отключён на уровне ОС (Привет, Android!).

На самом деле, даже вне здания, на улице с плотной застройкой GPS/ГЛОНАСС часто ошибается из-за отражения сигнала от зданий и может выдавать точность ниже 100 метров:

Поэтому в большинстве случаев приходится использовать координаты, полученные при помощи триангуляции по сигналу окружающих Wi-Fi сетей и сотовых вышек, этот способ работает быстро и энергоэффективно, но точность на порядок ниже: 100 — 1500 метров. На практике, устройство нередко определяет неверное местоположение в городе, а иногда может “телепортироваться” в другой город.

Мы реализовали этот способ и протестировали его в Москве, примерно в 15% случаев устройства не находят друг-друга из-за неверных координат. Особенно часто ошибки происходят внутри высоток Москва-Сити, в метро и наземном транспорте. Также из-за низкой точности часто будут попадаться “лишние” пользователи (не находящиеся рядом).

+ простой в реализации способ
− низкая точность
− плохо работает в транспорте (в движении)

Команда Bump придумала оригинальный способ увеличить точность поиска по геолокации. Пользователям нужно стукнуться своими смартфонами, при этом, акселерометр фиксирует точное время соприкосновения и отправляет его вместе с координатами на сервер, алгоритм ищет пару только среди устройств с одинаковым временем соприкосновения. Эта простая идея на порядки уменьшает вероятность ложноположительного результата, что дает возможность значительно увеличить радиус поиска.

Но в 2013 их поглотил Google, а уже в 2014 проект закрыли, несмотря на то, что Bump SDK был встроен во множество сторонних приложений, а приложение Bump для обмена файлами получило сотни миллионов скачиваний. Дальнейшая судьба технологии неизвестна.

Главный недостаток технологии заключается в том, что за один ”Бамп” связывается только пара устройств. Чтобы объединить группу пользователей, потребуется сделать множество “Бампов”.

+ высокая точность
− необходимо сталкивать друг о друга устройства
− попарное обнаружение устройств
− проект закрыт

Bluetooth, BLE и Wi-Fi

iOS и Android категорически не дружат по Bluetooth. Передача данных между этими платформами — нетривиальная задача: Apple позволяет приложению подключиться только к сертифицированным (Made For iPhone) Bluetooth-устройствам.

Чтобы устройства могли обнаружить друг-друга, используется следующий способ: iOS имитирует какую-либо Bluetooth Low Energy-периферию, устанавливая свой токен в качестве имени BLE-устройства. Android временно меняет Bluetooth-имя смартфона на свой токен и включает режим обнаружения. Теперь, чтобы обнаружить устройства вокруг, Android сканирует Bluetooth для обнаружения Android и BLE для обнаружения iOS-устройств. iOS сканирует только BLE для обнаружения iOS, т.к. сканирование Bluetooth-устройств невозможно с помощью публичного API. Для того, чтобы обнаружить Android, iOS через облако получает идентификаторы окружающих Android-устройств, которые обнаружили его BLE-токен.

Окружающие Wi-Fi-сети в некоторых случаях помогают обнаружить, что устройства рядом: iOS-приложение может получить BSSID Wi-Fi точки доступа, к которой в данный момент подключен пользователь, а Android BSSID всех видимых точек. Если найдено совпадение, значит, пользователи рядом.

Грамотно реализовать этот способ самостоятельно не так уж просто, в том числе из-за множества особенностей BLE-стека разных версий Android и iOS. Существуют библиотеки, которые скрывают сложную реализацию “под капот”.

Мы попробовали Google Nearby. Обнаружение пары iOS — Android происходит медленно, в среднем поиск занимает 20 секунд, а в некоторых случаях длится до 40 секунд, это оказалось главным останавливающим фактором.

Другой нюанс заключается в том, что Bluetooth выключен на большинстве смартфонов, поэтому пользователям iOS каждый раз при использовании функции нужно будет правильно ответить на вопрос “Разрешить приложению использовать Bluetooth?”.

Также, стоит помнить, что использование Bluetooth (на Android) сильно влияет на потребление заряда. Google предупреждает, что Google Nearby увеличивает потребление энергии в 2.5 — 3.5 раза.

+ proof of proximity (гарантия того, что устройства находятся рядом)
− медленное обнаружение
− высокое потребление энергии

Обмен информацией через звук

У всех смартфонов есть динамик и микрофон. Можно закодировать какой-либо идентификатор в звук на одном устройстве, воспроизвести его при помощи динамика, декодировать на устройствах в радиусе слышимости и таким образом объединить устройства в группу.

Пример спектрограммы сигнала Chirp.io

В слышимом диапазоне сигнал смешивается с голосом, музыкой и окружающим шумом, чтобы увеличить вероятность корректного декодирования приходится воспроизводить звук с максимальной громкостью. Чаще всего используется FSK и PSK-модуляция, генерирующая похожий на свист или шум (в зависимости от плотности данных) звук, что раздражает многих людей (пример звука). Этот способ реализован в проекте Chirp.io.

− плохо работает в шумных местах
− раздражает окружающих

Можно использовать диапазон 18-20 кГЦ, он обычно не зашумлен, а большинство взрослых людей не услышат раздражающий звук. К сожалению, некоторые смартфоны тоже воспринимают его плохо, становится актуальна проблема отражения и интерференции, дальность устойчивой связи уменьшается до 0.5 — 3 метров. Этот способ реализован в Google Nearby и Chirp.io, но включается отдельно.

− работает на слишком малых расстояниях

Вместо заключения

Мы тестируем технологию в собственном приложении уже более 2-х лет. За это время мы убедились в ее работоспособности и удобстве в “боевых” условиях. В очень скором времени мы хотим дать возможность любому разработчику быстро встроить и использовать ее в своем приложении.

Надеюсь, статья оказалась познавательной и полезной. Если тема окажется интересной, в следующих статьях я планирую более подробно рассказать об алгоритмах создания и сравнения “отпечатков” окружающего звука, а также о трудностях, с которыми нам пришлось столкнуться.

С удовольствием отвечу на ваши вопросы в комментариях!

Источник

Как настроить новое Android-устройство за четыре шага

Если вы новичок на операционной системе Android или уже имеете опыт работы с ней, при покупке нового устройства никогда не помешает список того, что нужно сделать в первую очередь.

На разных моделях планшетов и смартфонов на Android команды в меню могут называться по-разному, но в целом описанные ниже шаги подходят для всех аппаратов. Вот что нужно сделать в начале работы с Android:

1. Включить устройство и выполнить вход в учётную запись Google.

2. Настроить опции безопасности устройства и беспроводную связь.

3. Установить нужные вам приложения.

4. Настроить домашний экран по своему вкусу.

Включение устройства и вход в аккаунт Google

Что может быть приятнее, чем достать только что купленное в магазине новое устройство из коробки. В ней вы можете найти руководство пользователя, которое подскажет первые действия, вроде установки SIM-карты.

Если у смартфона съёмная батарея, нужно установить её, но сейчас такое встречается редко. У батареи должен быть достаточный уровень зарядки, чтобы завершить все шаги по настройке устройства. Если розетка рядом, можно подключить устройство к ней.

Когда вы включаете смартфон или планшет в первый раз, Android проводит вас по основным этапам настройки. Предлагается войти в учётную запись Google или создать новую, если у вас её нет. После этого устройство будет синхронизироваться с сервисами Google, такими как электронная почта, календарь, карты и другие.

Во время настройки можно будет установить связь с другими сервисами, вроде Facebook, но ничего не мешает добавить их учётные записи позднее, а сейчас как можно скорее закончить настройку.

Похожие записи:

Будут заданы простые вопросы по настройкам, вроде нужного языка и включения сервиса определения местоположения. Локационные сервисы используются во многих приложениях, они позволяют прокладывать маршрут во время поездок или искать обзоры местных ресторанов, играть в Pokemon Go и т.д. Информация собирается анонимно.

Настройка безопасности и беспроводного подключения

Настройка опций безопасности может быть самым важным шагом. Поскольку смартфоны и планшеты могут быть украдены или потеряны, нужно убедиться, что хранящиеся на них данные не попадут в чужие руки.

Откройте системные настройки и выберите раздел «Безопасность». Здесь можно задать пин-код, графический ключ, на разных моделях и версиях Android могут быть сканеры отпечатков пальцев, лицевое распознавание, сканер радужной оболочки глаза. На всех устройствах можно использовать пароль для входа в систему.

Длинный пароль из разных букв, цифр и символов обеспечивает максимальную надёжность, но вводить его каждый раз при разблокировке экрана утомительно. Проще установить пин-код.

В зависимости от модели и версии Android можно выбрать другие варианты безопасности, вроде шифрования данных на устройстве, что важно при использовании смартфона или планшета для работы. Также можно задать блокировку SIM-карты.

Когда есть возможность информацию о владельце, нужно сделать это на случай потери устройства, если вдруг его найдёт добрый самаритянин и решит вернуть вам.

Настройте возможность дистанционного стирания данных, чтобы использовать её в крайнем случае.

Настройка беспроводного соединения

Теперь нужно настроить подключение к домашней сети Wi-Fi. Постоянно включенный Wi-Fi является не лучшей идеей для мобильного устройства, поскольку будет сокращаться продолжительность его работы. С другой стороны, если вы дома или в пределах досягаемости знакомой сети Wi-Fi, нужно использовать ее.

В настройках откройте раздел «Беспроводные сети» и нажмите Wi-Fi. Там активируйте переключатель и в списке нажмите на название вашей сети, после чего введите пароль для неё, если он задан.

Установка нужных Android-приложений

На Android есть сотни тысяч приложений, поэтому выбор весьма богатый. Давайте посмотрим, что нужно на смартфонах и планшетах чаще всего.

Если вы делаете заметки на мобильных устройствах, пригодится программа Evernote. Приложение Documents To Go позволяет редактировать файлы Microsoft Office, Skype предназначается для переписки и общения в видеочатах или только голосом, Wifi Analyzer позволяет улучшить подключение к беспроводным благородным сетям.

Для обеспечения безопасности можно поставить Avast Mobile Security and Antivirus, GasBuddy для экономии бензина, Camera ZOOM FX Premium для работы с камерой мобильного устройства.

Если вы смотрите на своём устройстве новости и читаете сайты, пригодятся Google News & Weather, Flipboard и Pocket.

Эти и многие другие программы можно скачать в магазине Google Play.

Подсказка: можно устанавливать приложение дистанционно при помощи компьютера через сайт Google Play, если в браузере выполнен вход в ту же учётную запись Google.

Подсказки по настройки домашнего экрана

Когда вы настроили безопасность и скачали важные приложения, пора позаботиться о внешнем виде, чтобы все программы и информации были в пределах досягаемости. Android предлагает множество вариантов настроек, включая динамические виджеты. Ниже описаны основы настройки домашнего экрана:

• Android имеет несколько панелей домашнего экрана. Выбирать их можно жестом влево и вправо.
• Чтобы убрать приложение с одного из экранов, но не удалять его совсем, нажмите на иконку и удерживайте, пока не появится изображение корзины. Перетащить иконку туда и отпустите.
• Чтобы добавить приложение на экран, нажмите на список приложений и выполните продолжительное нажатие на иконку нужной программы. Перетащите иконку на панель и отпустите.
• На экран можно добавить папки. Выполните продолжительное нажатие на пустое место на экране и выберите команду «Папки». В зависимости от версии системы вы сможете не просто создать папку с приложениями, но и определённые папки вроде все «Контакты» или «Недавние документы». Перемещайте приложения в папки, перетаскивая их пальцем.
• Чтобы добавить виджет, быстрое действие или изменить обои, выполните длительное нажатии на пустое место на экране. Виджеты содержат динамическую информацию, такую как погода, новости, часы и т.д. Быстрые действия представляют собой ссылки на приложения, контакты, закладки, настройки и т.д.

На Android можно делать много всего, но основная настройка поможет начать знакомиться с системой. После этого можно комфортно работать со своим новым смартфоном или планшетом.

Нашли ошибку в тексте? Сообщите о ней автору: выделите мышкой и нажмите Ctrl+Enter.

Источник