WayToEarth Watch

Wear OS 기반 러닝 트래킹 워치 애플리케이션으로, 실시간 GPS, 심박수, 페이스 데이터를 수집하고 페어링된 스마트폰으로 전송합니다.

개요

이 프로젝트는 Wear OS 스마트워치에서 러닝 세션 데이터를 수집하여 페어링된 스마트폰 앱으로 전송하는 기능을 제공합니다. Google Wearable API를 사용하여 워치와 폰 간의 실시간 데이터 동기화를 지원합니다.

주요 기능

1. 러닝 데이터 수집

GPS 위치 추적: 1초마다 위치 데이터 수집
심박수 모니터링: 워치 하드웨어 센서를 직접 사용한 실시간 심박수 측정 (EMA 필터링 적용)
거리 계산: Health Services 거리 또는 GPS 기반 거리 계산
페이스 계산: 최근 100m 기준 즉시 페이스 계산
칼로리 계산: 거리 기반 칼로리 소모량 추정 (1km당 60kcal)
일시정지/재개: 러닝 중 일시정지 및 재개 기능
실시간 UI 업데이트: StateFlow 기반 반응형 UI로 데이터 자동 반영

2. 폰 앱과의 실시간 통신

명령 수신: 폰에서 시작/정지/일시정지/재개 명령 수신
실시간 업데이트: 10초마다 현재 러닝 상태 전송
최종 세션 전송: 러닝 종료 시 전체 세션 데이터 전송
상태 응답: 각 명령에 대한 성공/실패 응답 전송
워치 주도 상태 알림: 워치에서 직접 일시정지/재개 시 폰으로 상태 알림

3. 데이터 동기화

Message API: 실시간 명령 및 업데이트 전송
Data Layer API: 최종 세션 데이터 영구 저장 및 전송

아키텍처

┌─────────────────────────────────────────────────┐
│              Wear OS Watch App                   │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│  Presentation Layer                              │
│  ├─ MainActivity (Compose)                       │
│  ├─ RunningScreen (UI - StateFlow 구독)          │
│  └─ PermissionScreen (권한 요청)                  │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│  Manager Layer                                   │
│  └─ RunningManager (세션 관리, StateFlow 상태)    │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│  Service Layer                                   │
│  ├─ PhoneCommunicationService (폰 통신)          │
│  ├─ WatchCommandReceiver (명령 수신)             │
│  ├─ LocationService (GPS)                        │
│  ├─ HeartRateService (심박수)                    │
│  └─ HealthMetricsService (통합 메트릭)           │
├─────────────────────────────────────────────────┤
│  Data Layer                                      │
│  ├─ RunningSession (세션 데이터 모델)             │
│  └─ RoutePoint (경로 포인트 데이터 모델)          │
└─────────────────────────────────────────────────┘
                    ↕️
        (Google Wearable API)
                    ↕️
┌─────────────────────────────────────────────────┐
│            Paired Phone App                      │
└─────────────────────────────────────────────────┘

데이터 전송 프로토콜

1. 워치 → 폰 통신

명령 수신 (폰 → 워치)

Path	설명	Payload
`/waytoearth/command/start`	러닝 시작	`{sessionId, runningType}`
`/waytoearth/command/stop`	러닝 종료	`{sessionId}`
`/waytoearth/command/pause`	러닝 일시정지	`{sessionId}`
`/waytoearth/command/resume`	러닝 재개	`{sessionId}`

상태 응답 (워치 → 폰)

Path	설명	Payload
`/waytoearth/response/started`	시작 완료	`{success, sessionId, timestamp}`
`/waytoearth/response/stopped`	종료 완료	`{success, sessionId}`
`/waytoearth/response/paused`	일시정지 완료 (명령 응답 또는 워치 주도)	`{success, sessionId, fromWatch?}`
`/waytoearth/response/resumed`	재개 완료 (명령 응답 또는 워치 주도)	`{success, sessionId, fromWatch?}`

참고: fromWatch: true가 포함된 경우 워치에서 사용자가 직접 일시정지/재개 버튼을 눌렀음을 의미합니다.

실시간 업데이트 (워치 → 폰, 10초마다)

Path: /waytoearth/realtime/update

{
  "sessionId": "watch-uuid",
  "distanceMeters": 1234,
  "durationSeconds": 180,
  "heartRate": 145,
  "paceSeconds": 320,
  "averagePaceSeconds": 310,
  "calories": 74,
  "currentPoint": {
    "latitude": 37.5665,
    "longitude": 126.9780,
    "sequence": 181,
    "t": 180,
    "acc": 5.2
  },
  "timestamp": 1234567890
}

최종 세션 데이터 (워치 → 폰, 러닝 종료 시)

Path: /waytoearth/running/complete

{
  "sessionId": "watch-uuid",
  "distanceMeters": 5000,
  "durationSeconds": 1800,
  "averagePaceSeconds": 360,
  "calories": 300,
  "averageHeartRate": 150,
  "maxHeartRate": 175,
  "routePoints": [
    {
      "latitude": 37.5665,
      "longitude": 126.9780,
      "sequence": 1,
      "timestampSeconds": 0,
      "heartRate": 145,
      "paceSeconds": 320,
      "altitude": 50.5,
      "accuracy": 5.2,
      "cumulativeDistanceMeters": 0
    }
  ],
  "endedAt": 1234567890
}

주요 컴포넌트

PhoneCommunicationService

워치와 폰 간의 양방향 통신을 담당하는 핵심 서비스입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/service/PhoneCommunicationService.kt

주요 기능:

sendRealtimeUpdate(): 10초마다 실시간 러닝 데이터 전송
sendRunningCompleteTransformed(): 최종 세션 데이터 전송
sendResponseStarted/Stopped/Paused/Resumed(): 명령 응답 전송

사용 API:

MessageClient: 실시간 메시지 전송 (양방향)
DataClient: 영구 데이터 저장 및 동기화

WatchCommandReceiver

폰에서 전송된 명령을 수신하고 처리하는 서비스입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/service/WatchCommandReceiver.kt

주요 기능:

WearableListenerService 상속
폰의 명령 메시지 수신 및 파싱
RunningManager를 통한 세션 제어
명령 처리 결과 응답

RunningManager

러닝 세션의 전체 생명주기를 관리하는 핵심 매니저입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/manager/RunningManager.kt

주요 기능:

startRunning(): 러닝 세션 시작, GPS/심박수 추적 시작
stopRunning(): 세션 종료, 통계 계산
pause()/resume(): 일시정지/재개
startRealtimeSync(): 10초마다 폰으로 데이터 전송
onLocationUpdate(): GPS 위치 업데이트 처리 (1초마다)

상태 관리 (StateFlow):

runningState: UI가 구독하는 실시간 상태 스트림
RunningState: 현재 세션, 일시정지 여부, 실행 여부를 담는 데이터 클래스
updateRunningState(): 상태 변경 시 자동으로 UI 업데이트 트리거

데이터 수집:

GPS 위치: 1초마다 수집
심박수: 워치 하드웨어 센서(TYPE_HEART_RATE)를 직접 사용, EMA 필터링으로 노이즈 제거
거리: Health Services 거리 우선, GPS 증분 계산
페이스: 최근 100m 기준 즉시 페이스 계산
일시정지 시 위치 업데이트는 수신하지만 거리 계산 중지

LocationService

GPS 위치 추적을 담당하는 서비스입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/service/LocationService.kt

주요 기능:

FusedLocationProviderClient 사용
1초 간격 위치 업데이트
Flow 기반 위치 스트림 제공

HeartRateService

심박수 모니터링을 담당하는 서비스입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/service/HeartRateService.kt

주요 기능:

워치 하드웨어 센서 직접 사용: SensorManager와 Sensor.TYPE_HEART_RATE로 센서 직접 제어
EMA 필터링: Exponential Moving Average (alpha=0.3)로 센서 노이즈 제거
1초 간격 업데이트: SensorEventListener를 통해 실시간 심박수 수집
Health Services 운동 세션: 배터리 최적화를 위해 ExerciseClient로 RUNNING 모드 활성화
Flow 기반 스트림: 심박수 데이터를 Flow로 제공하여 RunningManager와 연동

HealthMetricsService

Health Services의 통합 메트릭을 수집하는 서비스입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/service/HealthMetricsService.kt

주요 기능:

심박수, 거리, 페이스, 속도 통합 수집
Health Services의 정확한 거리 및 페이스 데이터 활용

데이터 모델

RunningSession

러닝 세션의 전체 데이터를 담는 모델입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/data/RunningSession.kt

data class RunningSession(
    val sessionId: String,                   // 세션 ID (UUID)
    val startTime: Long,                     // 시작 시각 (epoch millis)
    val routePoints: MutableList<RoutePoint>, // 경로 포인트 리스트
    var totalDistanceMeters: Int = 0,        // 총 거리 (m)
    var durationSeconds: Int = 0,            // 총 시간 (초)
    var averageHeartRate: Int? = null,       // 평균 심박수
    var maxHeartRate: Int? = null,           // 최대 심박수
    var calories: Int = 0                    // 칼로리
)

RoutePoint

1초마다 수집되는 경로 포인트 데이터입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/data/RoutePoint.kt

data class RoutePoint(
    val latitude: Double,              // 위도
    val longitude: Double,             // 경도
    val sequence: Int,                 // 순서 (0부터 시작)
    val timestampSeconds: Int,         // 시작 시점부터 경과 시간 (초)
    val heartRate: Int?,               // 심박수 (BPM) - nullable
    val paceSeconds: Int?,             // 현재 페이스 (초/km) - nullable
    val altitude: Double?,             // 고도 (m) - nullable
    val accuracy: Double?,             // GPS 정확도 (m) - nullable
    val cumulativeDistanceMeters: Int  // 누적 거리 (m)
)

RunningState

UI 업데이트를 위한 실시간 상태 모델입니다.

위치: app/src/main/java/cloud/waytoearth/watch/manager/RunningManager.kt

data class RunningState(
    val session: RunningSession? = null,  // 현재 러닝 세션 (null이면 미실행)
    val isPaused: Boolean = false,        // 일시정지 여부
    val isRunning: Boolean = false        // 러닝 실행 여부
)

이 모델은 StateFlow<RunningState>로 UI에 제공되어 Compose가 자동으로 리컴포지션을 수행합니다.

기술 스택

Core

Kotlin: 1.9+
Wear OS: minSdk 30 (Android 11)
Compose for Wear OS: UI 구현

Google Play Services

play-services-wearable: 워치-폰 통신
play-services-location: GPS 위치 추적

Health Services

health-services-client: 운동 세션 관리 및 배터리 최적화 (심박수는 센서 직접 사용)

Libraries

kotlinx-coroutines-android: 비동기 처리
kotlinx-coroutines-flow: StateFlow/Flow 기반 반응형 상태 관리
gson: JSON 직렬화/역직렬화
accompanist-permissions: 런타임 권한 관리

필수 권한

AndroidManifest.xml

<uses-permission android:name="android.permission.BODY_SENSORS" />
<uses-permission android:name="android.permission.BODY_SENSORS_BACKGROUND" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACTIVITY_RECOGNITION" />
<uses-permission android:name="android.permission.health.READ_HEART_RATE" />

설치 및 실행

요구사항

Android Studio Hedgehog 이상
Wear OS 에뮬레이터 또는 실제 Wear OS 디바이스 (Android 11 이상)
페어링된 안드로이드 폰 (데이터 전송 테스트용)

빌드

./gradlew build

설치

./gradlew installDebug

폰 앱 연동

폰 앱에서 구현해야 할 사항

WearableListenerService 구현
- 워치에서 전송되는 메시지 수신

메시지 수신 처리

override fun onMessageReceived(messageEvent: MessageEvent) {
    when (messageEvent.path) {
        "/waytoearth/response/started" -> handleStarted()
        "/waytoearth/response/stopped" -> handleStopped()
        "/waytoearth/response/paused" -> handlePaused()
        "/waytoearth/response/resumed" -> handleResumed()
        "/waytoearth/realtime/update" -> handleRealtimeUpdate()
        "/waytoearth/running/complete" -> handleRunningComplete()
    }
}

명령 전송

val messageClient = Wearable.getMessageClient(context)
val nodes = Wearable.getNodeClient(context).connectedNodes.await()
nodes.forEach { node ->
    val payload = JSONObject().apply {
        put("sessionId", sessionId)
    }.toString().toByteArray()

    messageClient.sendMessage(
        node.id,
        "/waytoearth/command/start",
        payload
    ).await()
}

데이터 흐름

러닝 시작

폰 앱 → [START 명령] → 워치
워치 → [RunningManager.startRunning()] → GPS/심박수 추적 시작
워치 → [STARTED 응답] → 폰 앱
워치 → [10초마다 실시간 업데이트] → 폰 앱

러닝 중

워치 (GPS 1초마다) → RoutePoint 생성 → RunningSession 업데이트
워치 (심박수 실시간) → currentHeartRate 업데이트
워치 (10초마다) → PhoneCommunicationService.sendRealtimeUpdate() → 폰 앱

러닝 종료

폰 앱 → [STOP 명령] → 워치
워치 → [RunningManager.stopRunning()] → 통계 계산
워치 → [STOPPED 응답] → 폰 앱
워치 → [최종 세션 데이터] → 폰 앱
워치 → GPS/심박수 추적 중지

일시정지/재개 (폰 주도)

폰 앱 → [PAUSE 명령] → 워치
워치 → [RunningManager.pause()] → 거리 계산 중지, StateFlow 업데이트
워치 → [PAUSED 응답] → 폰 앱
워치 UI → 자동 업데이트 (일시정지 상태 표시)

폰 앱 → [RESUME 명령] → 워치
워치 → [RunningManager.resume()] → 거리 계산 재개, StateFlow 업데이트
워치 → [RESUMED 응답] → 폰 앱
워치 UI → 자동 업데이트 (러닝 중 상태 표시)

일시정지/재개 (워치 주도)

워치 UI → [일시정지 버튼 클릭]
워치 → [RunningManager.pause()] → StateFlow 업데이트
워치 → [PAUSED 응답 with fromWatch=true] → 폰 앱
워치 UI → 자동 업데이트 (일시정지 상태 표시)

워치 UI → [재개 버튼 클릭]
워치 → [RunningManager.resume()] → StateFlow 업데이트
워치 → [RESUMED 응답 with fromWatch=true] → 폰 앱
워치 UI → 자동 업데이트 (러닝 중 상태 표시)

테스팅

자세한 테스트 가이드는 TESTING_GUIDE.md를 참조하세요.

주의사항

배터리 소모: GPS와 심박수 센서를 동시에 사용하므로 배터리 소모가 큽니다.
권한 요청: 첫 실행 시 위치, 센서, 활동 인식 권한이 필요합니다.
폰 연결: 워치와 폰이 페어링되어 있어야 데이터 전송이 가능합니다.
데이터 크기: 장시간 러닝 시 RoutePoint 데이터가 매우 커질 수 있습니다 (1시간 = 3600개 포인트).

문제 해결

워치에서 폰으로 데이터가 전송되지 않는 경우

워치와 폰이 페어링되어 있는지 확인
폰에서 WearableListenerService가 등록되어 있는지 확인
AndroidManifest.xml에 서비스가 등록되어 있는지 확인

GPS 위치가 수집되지 않는 경우

위치 권한이 승인되었는지 확인
워치의 위치 서비스가 활성화되어 있는지 확인
실외에서 테스트 (GPS 신호 수신 필요)

심박수가 수집되지 않는 경우

BODY_SENSORS 및 BODY_SENSORS_BACKGROUND 권한이 승인되었는지 확인
워치를 손목에 착용했는지 확인 (센서가 피부에 밀착되어야 함)
워치에 TYPE_HEART_RATE 센서가 있는지 확인
HeartRateService가 제대로 시작되었는지 로그 확인

라이선스

이 프로젝트는 WayToEarth의 일부입니다.

문의

프로젝트 관련 문의사항은 이슈를 등록해 주세요.

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 52 Commits
.idea		.idea
.kotlin/errors		.kotlin/errors
app		app
gradle		gradle
.gitignore		.gitignore
README.md		README.md
TESTING_GUIDE.md		TESTING_GUIDE.md
base.apk		base.apk
build.gradle.kts		build.gradle.kts
gradle.properties		gradle.properties
gradlew		gradlew
gradlew.bat		gradlew.bat
phone.apk		phone.apk
settings.gradle.kts		settings.gradle.kts

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Latest commit

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WayToEarth Watch

개요

주요 기능

1. 러닝 데이터 수집

2. 폰 앱과의 실시간 통신

3. 데이터 동기화

아키텍처

데이터 전송 프로토콜

1. 워치 → 폰 통신

명령 수신 (폰 → 워치)

상태 응답 (워치 → 폰)

실시간 업데이트 (워치 → 폰, 10초마다)

최종 세션 데이터 (워치 → 폰, 러닝 종료 시)

주요 컴포넌트

PhoneCommunicationService

WatchCommandReceiver

RunningManager

LocationService

HeartRateService

HealthMetricsService

데이터 모델

RunningSession

RoutePoint

RunningState

기술 스택

Core

Google Play Services

Health Services

Libraries

필수 권한

AndroidManifest.xml

설치 및 실행

요구사항

빌드

설치

폰 앱 연동

폰 앱에서 구현해야 할 사항

데이터 흐름

러닝 시작

러닝 중

러닝 종료

일시정지/재개 (폰 주도)

일시정지/재개 (워치 주도)

테스팅

주의사항

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워치에서 폰으로 데이터가 전송되지 않는 경우

GPS 위치가 수집되지 않는 경우

심박수가 수집되지 않는 경우

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