Corona-Warn-App und PaxCounter

Die Handys sehen 16-18 Corona Warn App Beacons in der Nähe

Mit der Badischen Zeitung / fudder war ich an der Haltestelle Berliner Alle um zu messen wie viele Bluetooth- Beacons der Corona-Warn-App, wir nun sehen. Zeitgleich ist Fuzzle vom CCCFr mit der Straßenbahn durch Freiburg gefahren um zu sehen wie viele WLAN-Geräte man in der Bahn messen und wieviele Corona-Warn-App Beacons man auffangen kann – und wie viele Personen da ungefähr zu sehen sind.

Uns haben zwei Dinge interessiert, zum einen: Wie viele Menschen haben die Corona-Warn-App auf ihrem Handy installiert? Zum anderen: Kann man die Anzahl der Menschen an einem Ort kostengünstig messen?

Weil bei beiden Fragestellungen immer auch Boards mit der PaxCounter Software zum Einsatz kamen und dies auch für eine der Challenges des MobiDataBW Hackaton spannend war, versuche ich beides in diesem Blogartikel zu beschreiben. Wir haben aber unterschiedliche Methoden angewandt: Mit der Software GPSLoggerII und UUID Scanner, geschaut wie viele Beacons man mit dem Smartphone sehen kann, eine Anleitung findet sich auf meinem Blog, eine kleine Kiste mit PaxCountern an zwei Haltestellen und dem Coffeebike aufgestellt, nämlich der Halteststelle Berliner Allee und der Hauptbahnhof Brücke, ich habe unterschiedliche Menschen in meinem Umfeld gefragt, ob sie die App nutzen und Fuzzle ist noch Straßenbahn gefahren und hat gemessen.

Haltestellen

Da gab es einmal vom Freitag bis Samstag (dann war die Powerbank leer) die Haltestelle Hauptbahnhof:

An der sieht man sehr schön die Ausschläge von Wartenden, besonders morgens. Einfach durch Insta klicken. Leider ging da das Board mit dem speziellen Software für die PaxCounter nicht. Aber wir haben auch noch eine Kiste mit zwei PaxCountern an der Haltestelle Berliner Allee versteckt. Was man sehen kann: WLAN-Geräte und Corona-Warn-App Beacons werden mehr, wenn Leute auf die Straßenbahn warten, allerdings sieht man von den umliegenden Bürohochhäusern auch zahlreiche weitere WLAN Geräte.

Daher, schaut man sich den Datensatz über etwa 24h an – dann war die Powerbank leer – sieht man etwa ein Grundrauschen von 40 WLAN-Geräten an der Haltestelle. Das ist angesichts der zahlreichen Bürohäuser nicht verwunderlich.

Nacht wartet dann keiner an der Haltestelle Berliner Allee

Hier ein Screenshot von Mitttags bis Mitternacht. Recht deutlich lässt sich auch der Straßenbahntakt ablesen, immer dann wenn es Spitzen gibt, dann kommt gleiche eine Bahn und viele Menschen warten an der Haltestelle. Das ist hier besonders schön, weil die Haltestelle Berliner Allee auf einer Verkehrsinsel liegt, drum herum wegen Baustelle nicht so viel zum Verweilen einlädt und man auch nicht umsteigen kann.

Hier die Verlaufsgraphik der Personen auf der Stühlingerbrücke auf dem Hauptbahnhof.

Ergebniss: Man kann anhand der PaxCounter abschätzen wie viele Menschen an einer Haltestelle warten und auch versuchen ein Ratio zwischen Menschen, Handys und Corona-Warn-App abzuleiten. Spannend wäre nun an einigen strategischen Stellen im Straßenbahnnetz von Freiburg PaxCounter aufzustellen und die Daten zu validieren. Es würden sich etwa die Haltestellen Bahnhofsbrücke, Berliner Alle, Runzmattenweg, oder ähnliche anbieten. Überall da wo nicht so viel drumherum ist, TTN Freiburg , Abdeckung und Menschen sich nur aufhalten um die Bahn zu nutzen. Dann ließen sich quasi live Daten zur Nutzung des Straßenbahnnetzes schätzen.

In der Bahn

Neben diesen Livedaten von der Haltestelle ist Fuzzle auch noch mit der Straßenbahnlinie 4 durch Freiburg gefahren und hat in der Straßenbahn gemessen und Personen gezählt. Leider schienen wir da technische Probleme mit Empfang oder den Geräten zu haben.

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Erste Ergebnisse des Untersuchung mit PaxCounter am Coffeebike

Im Coffeebike da liegt er und scannt!

In einem früheren Beitrag habe ich berichtet unterschiedliche PaxCounter an einem Coffee to go Bike in der Freiburger Innenstadt angebracht zu haben. Die Geräte zählen Corona-Warn-App-Beacons, Bluetooth Geräte und WLAN Geräte. Wir verwenden WLAN Geräte als eine Annährung an die im Umkreis befindlichen Smartphones. Wieviele Leute im Umkreis sind, lässt sich schwierig sagen, da ja nicht alle immer ein Smartphone dabei haben oder WLAN eingeschaltet.

Die Daten vom Donnerstag 12.11.2020 von 11:00 – 18:00

Es scheint so als ob tendenziell mehr Menschen ihr Bluetooth anhaben auf dem Smartphone als ihr WLAN – allerdings werden bei Bluetooth auch zahlreiche andere Geräte gemessen, etwa Kopfhörer oder Smartwatches, die selbst kein WLAN haben.

Ungefähr lässt sich folgendes sagen: Es sind ungefähr 10 mal so viele Bluetooth Geräte zu sehen, wie Corona-Corona-Warn-App Beacons zu sehen sind und ungefähr dreimal so viele Warn-App Beacons wie Handys. Im Durchschnitt sieht er etwas mehr als 48 CWA Beacons (Median 45,5) bzw. 17 Smartphones und 158 BLE Geräte an dieser Stelle.

Die Daten sind natürlich immer mit Vorsicht zu geniessen: Zum einen ist es gut denkbar das ein Handy das in der Nähe ist nicht gemessen wird, weil zb der Körper der es trägt, verdeckt. Auch kennen wir nicht die Reichweite dieser Messung.

Vorne: Messen mit dem GPS Logger II und im Hintergrund das Coffeebike
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Wieviele Leute haben denn nun die Corona Warn App? Wir messen mit dem PaxCounter!

Vor einigen Tagen sah ich einen tweet, den ich sehr spannend fand:

Der Lastenradbarista steht ja mit seinem Coffeebike an verschiedenen Stellen in der Stadt und verkauft Kaffee und andere nette Sachen. Seine Corona-Warn-App zeigte ihm zwischen dem 19. – 27.10 25 niedrige Risikobegegnungen. Das ist sehr spannend, weil eine kleine Umfage in meinem Bekanntenkreis sehr unterschiedliche Antworten gab.

„Sag mal wieviele Risikokontakte hast du in deiner Corona-Warn-App?“
„Keinen einzigen. Und das als Zugfahrer ???“ (er meint Pendler)
„1, niedrig“ (Arzt)
„0 keiner hat’s ?“ (Unternehmer)
„Aktuell null. Hatte aber schonmal einen.“ (Softwareentwickler, Rad zur Arbeit)
„Bisher keine Risikobegegnungen“
„Auf dem einen 6, dem anderen 2 (lustig, weil ich immer beide zusammentrage)“ (Journalist)
„Ich habe die gar nicht installiert, weil ich als Polizist und Sani ständig so Begegungen hätte“
Das waren zumindest mal die Antworten einer kleinen Umfrage im Bekanntenkreis.

Gleichzeitig mehren sich die Stimmen, die fordern, die Corona-Warn-App zu verbessern. Auch erreichte mich über den CCC Freiburg eine Anfrage der Grünen Landtagsfraktion, die gerne mit Spezialisten darüber sprechen wollte.

Das RKI meldet 21,9 Mio Downloads, davon 11,9 Mio im Android Play Store und 10 Mio im Apple Store. Und 3.000.151 positive und negative Testergebenisse und 44.762 Nutzerinnen und Nutzer ihr positives Testergebnis geteilt. Immerhin haben 58% ihr Testergebniss geteilt. Das finde ich ordentlich.

Leider macht es einfache Nutzungsstatistikwn, die über einen Klick verfügbar wären nicht zugänglich. Das erläutert Sebastian Pertsch sehr eindrücklich. Quelle: https://tvdiskurs.de/beitrag/ein-lehrstueck-fuer-zukuenftige-projekte/

Aber die Frage bleibt: Wieviele Handys sind denn nun in meiner Umgebung, die die Corona-Warn-App installiert haben? Eine junge, technikaffine und wissenschaftsorientierte Gruppe, dürfte deutlich mehr Durchdringung haben, als etwa alternde Antroposophen von Coronarebellen Demos. (Guter Artikel bei Connect)

Darum habe ich zwei Boards TTGO LoRa32 V2.1 _ 1,6 – etwa 18 EUR bei AliExpress, mit der Software PaxCounter bestückt. Die PaxCounter Software war ursprünglich von der Bahn entwicklet worden um anhand der MAC Adressen von Smartphones die ihr Wifi anhaben, ungefähr abschätzen zu können wieviele Personen sich an einem Ort aufhalten. Nung gibt es eine Erweiterung im Code, das sogenannte „Covid-19 Exposure Notification System beacon detection“.

In der Datei PaxCounter.conf, in der man sowieso die Einstellungen für den PaxCounter einstellen kann und muß, kann man dann das Exposure Notification Sensing (ENS) einschalten. Also auf 1 setzen im Code. Dann bekommt man die Daten per TTN übermittelt. Ich habe mir einen TTGO so eingestellt, dass er die Bluetooth Geräte zählt und die Anzahl der Corona Beacons und einen weiteren TTGO, das er die Anzahl der WLAN Geräte bzw. Smartphones zählt und meldet. Das ist alles Datenschutzkonform, es werden keine persönlichen Daten übermittelt, gespeichert oder ausgewertet, lediglich die Anzahl wird übermittelt.

Mit tagio.io habe ich mir ein einfaches Dashboard gebaut. Auf dem ich sehen kann wieviele Bluetooth Geräte gerade in der Nähe sind, wieviele davon wahrscheinlich Smartphones sind und wieviele den Corona Warn-App-Beacon abstrahlen.

Das passt insofern, das ich zuhause ein Android Tablet habe auf dem die App installiert ist und ein iPhone auf dem sie ebenfalls läuft.

Gleichzeitig gibt es für Android auch Apps wie den UUID 0xFD6F Tracer (github) (Guter Beitrag mit unterschiedlichen Apps und Anleitungen). Wenn ich den anmache zählt er in meiner Wohnung ein Gerät, was ja stimmen würde, wenn er sich nicht selbst zählt.

Beide TTGO Boards kommen jetzt zusammen mit einer Powerbank in eine Vesperbrotdose und die kann dann Lastenradbarista mit sich rumtragen. So bekommt man dort nicht nur frischen und guten Kaffee, sondern auch noch ein kleines Citizen Science Projekt.

Meßergebenisse auf der Straße vom Lastenradbarista, an einem Samstag

Und da haben wir die ersten Ergebebnisse. Ich habe heute ab ca 14:30 das Zählgerät beim Lastenrad Barista vorbeigebracht. Der war bis ca 17:00 auf dem Platz. Dazu mal einige Zahlen:

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Wohin solls gehen? Menschen lenken mit dem Paxcounter

Auf dieser Website wird angezeigt wie voll eine bestimmte Attrakion gerade ist.

Die Challenge im Hackaton 2019 kam aus zwei Bereichen: „Wie können die touristischen Besucher Freiburgs „smart“ gelenkt werden, um Warteschlangen und überfüllte Plätze, Straßenbahnen etc. zu vermeiden?“ und „Wie können Besucherströme in den Städten permanent erfasst, automatisiert ausgewertet und graphisch aufbereitet werden“. Eigentlicht zwei Dinge, bei denen man sofort an den PaxCounter denkt. Besonders wenn man über den schon einen Artikel im Make Magazin geschrieben hat.

Daher lag es nah als Datenquelle PaxCounter an verschiedenen Stellen in der Stadt zu „deployen“, diese Daten über das TTN Netz in unser Backend und von dort auf eine Website zu laden. Die Website im Stil der Visit Freiburg Seite, sollte sich noch einige Tage hier finden: https://dwarvenforge.de/

Und wie man oben in diesem schönen GIF auch sieht: Wir haben das geschafft. Und die Challenge aus unserer Sicht gelöst. Auf einer Website kann sich der mögliche Besucher*in einen Überblick verschaffen, welche Attraktion in Freiburg gerade stark besucht ist und wo eher nix los ist. Da der PaxCounter die Abstrahlungen von Smartphones mißt, ist das kein exakter wert, es gibt ja Menschen die haben mehrere Smartphones dabei und solche die haben gar keines. Daher entschieden wir uns nicht die absolute Anzahl von Plätzen anzugeben sondern nur einen relativen „Pressurewert“.

Zusätzlich zu den Daten der PaxCounter, haben wir noch die Daten aus der UB einfließen lassen und dargestellt. Von den PaxCountern habe ich immerhin 3/5 wieder bekommen.

Nicht ganz fertig geworden sind wir mit der Idee neben der Anzeige auf einer Website, die man sich auch auf dem Handy anschauen kann, die Daten auch auf einem kleinen E-Paper Display anzeigen zu lassen. Dieses könnte sich etwa im Eingangsbereich der Attraktion befinden und zeigen, das man jetzt warten muß oder es sehr voll ist. Aber ich glaube das wird mal noch kommen.

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DLF Nova berichtet über den PaxCounter

Überraschend für mich berichtet DLF Nova über den PaxCounter und die Probleme des WLAN Sniffing.

Auf diesem Blog findet ihr auch eine Anleitung zum PaxCounter bauen oder ihr kauft euch das Make Magazin mit dem passenden Artikel. Besonders cool: ihr könnt auch den PaxCounter mit einem Umweltsensor betreiben.

PaxCounter mit Umweltsensor

Es gibt viele gute Gründe warum man an den PaxCounter auch noch einen Umweltsensor anschließen sollte: Etwa um zu sehen wieviele Menschen an einem bestimmten Ort sind, wenn dieser kalt, warm, trocken oder feucht ist. Aber auch etwa für eine Toilette die nach einer bestimmten Anzahl von Nutzenden vielleicht gereinigt werden sollte oder gelüftet.

Das läßt sich gut mit einem Bosch BME 680 Sensor messen. Der BME680 ist ein Umgebungssensor für Luftfeuchtigkeit, Druck, Temperatur und Luftgüte also Flüchtige organische Verbindungen (Volatile Organic Compounds, kurz VOC).

Als Platine für den PaxCounter verwende ich den TTGO Beam, der hat auch gleich ein noch GPS drauf. Den kann man zusammen mit dem BME680 gleich bei AliExpress bestellen. Beim TTGO darauf achten, das man den Beam für 868 Mhz für Europa bestellt.

Verkabelungsschema für den TTGO Beam und den BME680

Nachdem wir das Zeugs von AliExpress bekommen haben, also nach 6 Wochen, können wir uns dann ans Basteln machen: Eigentlich müßen wir wenig machen. Einfach an beide Boards Pins anlöten, die werden mitgeschickt und die dann mit Steckkabeln verbinden. Als Gehäuse nehmen sie was gefällt, etwa eine Vesperbrotdose oder sich eines im 3D Druck ausdrucken. Strom kann man von einer großen USB Powerbank bekommen.

Nachdem wir es zusammen gebaut haben, müßen wir den Code auf den PaxCounter flashen. Dafür gibt es eine schöne Anleitung, die ich für das Make Magazin aufgeschrieben habe.

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Kauft das Make Magazin und erfahrt wie ihr einen Personenzähler oder PaxCounter bastelt

Seite 32 des Magazins und auf den weiteren Seiten erläutere ich wie man den PaxCounter bastelt.

Ich habe meinen ersten Artikel im Make Magazin veröffentlicht. Wer also wissen will, wie man einen Personenzähler baut und die Daten Datenschutzkonform über das The Things Network übermittelt und mit TagoIO auswerten will, der sollte sich das aktuelle Make Magazin kaufen. Das gibt es online oder in jeder guten Bahnhofsbuchhandlung. Danke an alle die mir beim Verfassen geholfen haben.

https://twitter.com/TTN_Berlin/status/1098536620825997312

Der Code findet sich auf GitHub.

Und wer sicht ein Tutorial Video anschauen will, der findet das hier:

Tutorial: Wie flashe ich PaxCounter auf den TTGO?

PaxCounter hat am 11.1.19 die Version 1.7. veröffentlicht, bei dieser soll es nun erstmal bleiben. Darin sind enthalten: Per WLAN Personen zählen und diese Zahl per Lorawan weiterleiten, Übermittlugn des Standorts per GPS (wenn ein Empfänger dran ist), Übermittlung von Luftqualitätsdaten von einem BME 680 wenn der angeschloßen ist.

Da das Projekt so weit fortgeschritten ist und stabil, habe ich mal ein kleines Youtube Tutorial gemacht:

https://youtu.be/WuRb43B0jmo

Ihr braucht dazu die Software für PaxCounter, Visual Studio Code und ein TTN Account.

Eine schriftliche Anleitung findet ihr hier auch.