Google Fit — co to je, architektura platformy a API

Co je Google Fit?

Google Fit je platforma pro správu zdraví spuštěná společností Google v roce 2014 na konferenci I/O. Platforma poskytuje jednotné API pro čtení a zápis dat o fyzické aktivitě a umožňuje aplikacím vyměňovat si informace prostřednictvím centrálního úložiště v cloudu Google.

Na rozdíl od proprietárních řešení funguje Google Fit na operačním systému Android a iOS prostřednictvím REST API. Uživatel může připojit fitness náramky, chytré hodinky a aplikace pro sledování aktivit a Google Fit agreguje všechna data do jednoho zdravotního profilu v Google Cloud.

Podle Google I/O 2024 je platforma používána ve více než 5000 aplikacích po celém světě a počet aktivních uživatelů přesahuje 100 milionů. Platforma je integrována s Wear OS a podporuje všechny populární fitness trackery prostřednictvím aplikací třetích stran.

Architektura Google Fit

Architektura Google Fit je postavena na třech úrovních: klientské SDK, cloudové úložiště Google Fitness Store a REST API pro serverovou integraci. Klientské SDK je k dispozici pro Android (Kotlin, Java) a iOS (Swift, Objective-C) a také webový klient prostřednictvím JavaScriptu.

Data jsou organizována ve formě zdrojů (DataSource) a datových bodů (DataPoint). Každý zdroj představuje zařízení nebo aplikaci a každý datový bod představuje jedno měření s časovým razítkem. Skupiny datových bodů se spojují do relací — souvislých období aktivity s typem a délkou trvání.

val fitnessClient = Fitness.getClient(activity, GoogleSignIn
    .getAccountForExtension(activity, fitnessOptions))

val stepType = DataType.TYPE_STEP_COUNT_DELTA

val request = DataReadRequest.Builder()
    .read(stepType)
    .setTimeRange(
        startTime, endTime, TimeUnit.MILLISECONDS
    )
    .build()

fitnessClient.readData(request)
    .addOnSuccessListener { response ->
        for (bucket in response.buckets) {
            println(bucket.dataSets)
        }
    }

Jak funguje Google Fit

Google Fit používá model synchronizace prostřednictvím Google Cloud s podporou online i offline režimu. Aplikace zapisuje data lokálně a Google Fit SDK je automaticky synchronizuje s cloudovým úložištěm při připojení k internetu. Konflikty se řeší podle principu posledního zápisu.

Každý typ dat má standardizovaný formát: kroky — TYPE_STEP_COUNT_DELTA, kalorie — TYPE_CALORIES_EXPENDED, tep — TYPE_HEART_RATE_BPM, vzdálenost — TYPE_DISTANCE_DELTA. Pro vlastní typy lze vytvořit vlastní DataType prostřednictvím konzole Google APIs s jedinečným jmenným prostorem.

Platforma podporuje dva režimy zápisu: aktivní — aplikace explicitně volá HistoryClient.insertData(), a pasivní — prostřednictvím RecordingClient, který se přihlásí k odběru sběru dat na pozadí. Pasivní režim je vhodný pro fitness aplikace: uživatel spustí aplikaci jednou a Google Fit automaticky sbírá kroky, kalorie a vzdálenost, když je aplikace minimalizována, bez nepřetržitého provozu procesoru.

Podle Google platforma denně zpracovává více než 2 miliardy datových bodů. Průměrné zpoždění synchronizace je 5–10 sekund při aktivním připojení a v režimu na pozadí probíhá synchronizace každých 30 minut pro úsporu baterie.

Souhlas uživatele a bezpečnost

Google Fit používá OAuth 2.0 pro autorizaci s oblastmi přístupu fitness.activity.read, fitness.activity.write, fitness.body.read a fitness.body.write. Aplikace požaduje pouze nezbytné oblasti a uživatel potvrdí přístup prostřednictvím standardního dialogu Google Sign-In s výběrem účtu.

Uživatel může kdykoli odvolat přístup prostřednictvím Google Account Permissions nebo aplikace Google Fit. Google přísně zakazuje předávání zdravotních údajů třetím stranám bez výslovného souhlasu, stejně jako používání údajů pro reklamní účely v souladu s politikou Restricted Scopes.

API Google Fit

Google Fit poskytuje tři hlavní API: Fitness API pro čtení a zápis historických dat, Sensors API pro streamování dat v reálném čase ze senzorů a Sessions API pro správu relací aktivit. Každé API je k dispozici jak prostřednictvím Android SDK, tak prostřednictvím REST požadavků.

Fitness API — hlavní API pro práci s daty. Podporuje dávkové operace: zápis až 1000 datových bodů v jednom volání, čtení s filtrováním podle časového rozsahu, typu dat a zdroje. Pro agregaci dat se používá DataSet se seskupováním podle vybraných metrik.

Sensors API umožňuje přihlásit se k odběru dat senzorů v reálném čase — kroky, tep, zrychlení. Data jsou doručována prostřednictvím SensorEventListener s frekvencí určenou typem senzoru a nastavením aplikace.

Kromě tří hlavních API poskytuje Google Fit Recording API pro automatický sběr dat bez nutnosti udržovat aplikaci aktivní. Toto API je obzvláště cenné pro Wear OS: chytré hodinky mohou sbírat data o tepu a aktivitě a aplikace v telefonu se s nimi při připojení synchronizuje. Recording API využívá Google Fit Background Services, optimalizované pro minimální spotřebu energie — až 2% baterie denně při pasivním sběru kroků.

REST API Google Fit je přístupné prostřednictvím endpointu fitness.googleapis.com. REST API umožňuje serverovým aplikacím číst a zapisovat data jménem uživatele po autorizaci OAuth. To je užitečné pro webové analytické panely, firemní fitness programy a lékařské systémy, kde je vyžadováno centralizované ukládání zdravotních údajů zaměstnanců nebo pacientů.

val recordingClient = Fitness
    .getRecordingClient(activity, googleSignInAccount)

recordingClient.subscribe(DataType.TYPE_STEP_COUNT_DELTA)
    .addOnSuccessListener {
        println("Předplatné je aktivní")
    }

// Získání historických dat
val historyClient = Fitness
    .getHistoryClient(activity, googleSignInAccount)

val endTime = Calendar.getInstance().timeInMillis
val startTime = endTime - TimeUnit
    .DAYS.toMillis(7)

historyClient.readDailyTotal(DataType.TYPE_STEP_COUNT_DELTA)
    .addOnSuccessListener { total ->
        println("Kroků dnes: $total")
    }

Integrace Google Fit do aplikace

Integrace Google Fit začíná přidáním závislostí Google Fit SDK prostřednictvím build.gradle: com.google.android.gms:play-services-fitness. Poté je třeba nakonfigurovat konzoli Google APIs — vytvořit projekt, povolit Fitness API a přidat přihlašovací údaje OAuth 2.0 se správnými otisky SHA-1.

Proces integrace zahrnuje: inicializaci GoogleSignIn s požadovanými oblastmi, vytvoření FitnessClient prostřednictvím Fitness.getClient(), vyžádání autorizace od uživatele a provádění operací čtení nebo zápisu dat. Pro zápis na pozadí se používá RecordingClient, který automaticky sbírá data, i když je aplikace minimalizována. Google Fit automaticky spravuje frekvenci sběru dat v závislosti na úrovni baterie a aktivitě uživatele.

Podle Google vykazují aplikace s integrací Google Fit o 35% vyšší míru udržení uživatelů. Klíčové kategorie aplikací — fitness trackery, běžecké aplikace, cyklistika, jóga a aplikace pro kontrolu hmotnosti.

Je důležité zohlednit požadavky na ochranu soukromí: Google Fit používá Restricted Scopes — speciální oblasti přístupu vyžadující samostatné ověření aplikace prostřednictvím OAuth Verification. Vývojář musí popsat, jaká data jsou shromažďována, jak jsou používána a jak dlouho jsou uchovávána. Google také vyžaduje existenci zásad ochrany osobních údajů a soulad s programem API Services Terms of Service.

Praktický příklad zápisu

Pro zápis dat se vytvoří DataSource s určením typu, zařízení a aplikace. Poté se vytvoří DataPoint s časovým razítkem a hodnotami. Více DataPointů se spojí do DataSetu, který je předán HistoryClient.write().

val dataSource = DataSource.Builder()
    .setAppPackageName(activity)
    .setDataType(DataType.TYPE_STEP_COUNT_DELTA)
    .setType(DataSource.TYPE_RAW)
    .build()

val stepCount = DataPoint.builder(dataSource)
    .setTimestamp(now, TimeUnit.MILLISECONDS)
    .setField(Field.FIELD_STEPS, 500)
    .build()

val dataSet = DataSet.builder(dataSource)
    .add(stepCount)
    .build()

historyClient.insertData(dataSet)
    .addOnSuccessListener {
        println("Data uložena")
    }