老年人健康监测手表设计
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智慧老人健康服务系统设计方案智慧老人健康服务系统设计方案1. 引言随着人口老龄化程度的加深,智慧老人健康服务系统的需求越来越迫切。
本方案旨在设计一套智能化的老人健康服务系统,为老人提供全方位的健康服务,提高其生活质量和幸福感。
2. 系统架构智慧老人健康服务系统分为三个层次:硬件层、软件层和应用层。
2.1 硬件层硬件层主要由各种智能设备组成,包括智能手环、智能手表、智能体征监测设备等。
这些设备通过传感器实时监测老人的健康状况,将数据传输到软件层进行分析和处理。
2.2 软件层软件层主要包括数据存储与分析、智能决策和远程服务等模块。
2.2.1 数据存储与分析通过云端存储老人的健康数据,包括心率、血压、睡眠质量等,为后续的健康分析提供数据基础。
同时,通过数据挖掘和机器学习算法,对老人的健康状况进行分析和评估。
2.2.2 智能决策基于分析结果,系统可以自动产生健康建议,并提供个性化的康复方案。
此外,系统还可以自动预警并通过短信、电话等方式提醒老人及其家属。
2.2.3 远程服务通过手机、平板等终端,老人可以随时随地与系统进行交互,获取健康管理的相关信息。
同时,系统也可以与老人的家庭医生或养老院的工作人员进行数据共享和协同治疗。
2.3 应用层应用层主要包括智慧健康管理、智慧养老社区和智慧医疗三个模块。
2.3.1 智慧健康管理该模块为老人提供健康管理功能,包括健康咨询、健康评估、健康索引等。
老人可以通过终端设备随时随地使用这些功能,得到个性化的健康管理服务。
2.3.2 智慧养老社区该模块为老人提供社交、休闲、健身和养老服务等功能。
老人可以通过系统了解社区的各种活动和服务,并参与其中。
同时,系统还提供在线社交功能,方便老人与其他老人进行交流。
2.3.3 智慧医疗该模块为老人提供远程医疗服务,包括在线咨询、远程诊断和远程康复等功能。
老人可以通过系统与医生进行远程交流,减轻老人看病的负担。
3. 实施和运营方案3.1 实施方案系统的实施需要分为三个阶段:需求分析、系统设计和系统实施。
基于物联网的老年人健康预警手环系统设计白伟;张福玲【摘要】利用技术成熟完善的物联网传感器,完成老年人可预警穿戴手环的硬件系统与软件系统设计。
硬件系统系统有着较高的性价比,胜任各项功能监测与定位。
软件系统能够采集传感器实时监测数据,建立完备的个人健康信息数据库包括体温、血压、血糖、心电图心跳睡眠、运动等,通过大数据、物联网与云计算进行数据保存与共享并进行简单处理与分析,真正实现智慧医疗,继而实现智慧生活、智能生活,提升老年人幸福生活指数。
%Use the IOT sensor network, to completethe elderly hand ring hardware system and software system design. Hardware system has a high cost performance, competent for the monitoring and positioning of the function. The software system can collect sensor real-time monitoring data, establish complete personal health information database including body temperature, blood pressure, blood glucose, electrocardiogram, sleep, movement. To complete the wisdom of medical care, and then realize the wisdom of life, intelligent life, enhance the well-being of the elderly living index.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】2页(P99-100)【关键词】物联网;老年人健康;手环;系统设计【作者】白伟;张福玲【作者单位】宁夏师范学院数学与计算机科学学院,固原756000;宁夏师范学院数学与计算机科学学院,固原756000【正文语种】中文【中图分类】U116.2;F224随着社会发展,老龄化己经成为了二十一世纪全球性问题。
F福建电脑UJIAN COMPUTER福建电脑2018年第3期0引言全球各国都在面临着严重老龄化问题,老年人的身心健康问题成为社会各界关注的焦点。
特别是当老人独处或外出无人陪伴的情况下,监控老人的生理变化,解决老年人的行动安全及提醒老人吃药的问题逐渐成为热门的研究领域。
[1]本文设计的老人智能手表在采集老人生理数据的基础上,增加了GPS 定位功能、摔倒检测功能、报警功能、远程通信功能。
并且完善了摔倒检测算法,增加了人体正常运动状态和摔倒状态动态阈值设置,对于摔倒的判断更加精确。
是一款既能采集当前生理状态数据、监测摔倒的发生、又能立刻通知监护人的双向通信智能系统。
1系统总体设计本文所设计的智能手表包括硬件和手机APP 两部分。
硬件由老人来穿戴、软件通过监护人手机进行安装。
图1所示为系统平台体系结构图。
智能手表能实时监测老人的体温、心率等数据。
若这些数据发生急剧性变化时便发送报警信号到监护人手机。
摔倒检测模块中的加速度传感器、陀螺仪、压力传感器相互配合时刻对老人体位变化进行监测,一旦出现超过预警值的情况,摔倒检测模块会产生摔倒报警信号并送到主控模块,主控模块立即控制语音报警模块产生报警声音,引起附近人的注意。
GPS 定位模块将老人所在地的经纬度定位信息提取出来送到主控模块,同时通过远程通信模块将摔倒报警信息和经纬度定位信息发送给监护人。
监护人可以通过手机APP 查看老人所在的位置。
以便以最快的速度赶到事发地点,进行救援。
2智能手表硬件设计与实现智能手表硬件系统包括主控模块、人体生理状态检测、远程通信模块、摔倒检测模块、GPS 定位模块、语音报警模块。
监护人与本系统通过移动通信网络相互通信。
主控模块采用MSP430芯片作为整个系统的控制芯片,负责摔倒报警信号的判定、提取GPS 定位信息、控制报警声音的开关等功能。
系统功能模块如图2所示。
3智能手表模块功能3.1主控模块MSP430主控模块是智能手表系统的核心,控制着整个工作机制的运行。
基于物联网的智能养老与健康监测系统设计随着社会的老龄化趋势不断加剧,养老与健康成为全球各国重点关注的问题之一。
为了满足老年人的健康需求并提高养老服务效率,基于物联网的智能养老与健康监测系统应运而生。
本文将探讨智能养老与健康监测系统的设计方案,旨在为老年人提供更好的养老和健康监测服务。
一、需求分析智能养老与健康监测系统应具备以下功能:1. 健康监测功能:通过传感器技术对老年人的生命体征进行实时监测,包括血压、心率、血氧等指标,提供及时准确的健康状况反馈。
2. 活动监测功能:通过智能穿戴设备或智能家居设备对老年人的活动状态进行监测,如步数、消耗能量等,促进老年人主动参与运动。
3. 安全监测功能:通过智能门窗传感器、烟雾报警器等设备对老年人的居住环境进行监测,及时发现火灾、漏水等安全隐患。
4. 紧急救援功能:老年人遭遇突发疾病或意外情况时,能够通过紧急呼叫按钮或智能手表向家人或医护人员发送求助信号,实现快速救援。
5. 数据分析功能:对老年人健康数据进行收集和分析,提供个性化的健康建议和指导,帮助老年人做出科学的生活调整。
二、系统设计基于物联网的智能养老与健康监测系统的设计需要涉及硬件设备、传感器技术、数据通信和软件开发等方面。
1. 硬件设备:首先,系统需要配备各类传感器设备,如血压计、心率计、血氧仪等,用于监测老年人的生命体征。
其次,需要智能穿戴设备或智能家居设备,用于监测老年人的活动状态。
此外,还需要设置门窗传感器、烟雾报警器等用于安全监测功能。
最后,老年人需要配戴智能手表等便携设备,用于紧急救援功能的实现。
2. 传感器技术:传感器是智能养老与健康监测系统的核心,它能够感知周围环境变化并将数据转化为可用的信号。
各种传感器技术的应用能够帮助实现对老年人的健康监测和活动监测。
3. 数据通信:系统中的传感器设备需要将获取到的数据传输到控制中心或云平台。
因此,需要选择适合的通信方式,如无线传感网(WSN)或蜂窝网络,确保数据的快速传输和可靠性。
老年人智能手环设计研究一、老年人健康需求分析在当前社会中,老年人健康问题备受关注。
随着人口老龄化趋势的加剧,老年人的健康管理成为一个亟待解决的问题。
根据统计数据显示,老年人患有高血压、糖尿病等慢性疾病的比例逐年增加,而且老年人在日常生活中出现摔倒、迷路等意外事件的可能性也较大。
老年人智能手环应具备以下功能:1. 健康监测:可监测老年人的心率、血压、血糖等生理指标,及时发现健康异常并提供报警服务。
2. 定位服务:老年人智能手环应具备GPS定位功能,可以及时找到老年人的位置,避免迷路或发生意外情况。
3. 摔倒检测:老年人智能手环应该能够检测老年人是否摔倒,并及时报警求助。
4. 生活辅助:可以提供老年人日常生活中的一些辅助功能,比如提醒用药、打电话等。
5. 轻便易戴:由于老年人多数为体弱多病,智能手环应该采用轻便易戴的设计,方便老年人佩戴。
二、老年人智能手环设计的关键技术在满足老年人健康需求的基础上,老年人智能手环的设计应具备一些关键技术,以确保其稳定可靠、易操作、耐用舒适等特性。
1. 老年人友好的界面设计:老年人智能手环的界面设计应该简单易懂,图标清晰,字体大小适中,使得老年人在使用时更加方便快捷。
2. 低功耗设计:由于老年人智能手环需要长时间佩戴,因此要求其采用低功耗设计,延长电池寿命,减少频繁充电的困扰。
3. 数据隐私保护:老年人智能手环会涉及到个人健康数据,因此数据的隐私保护至关重要,设计时需要考虑健康数据的安全性。
4. 舒适的佩戴设计:老年人智能手环应该采用柔软舒适的材质,防水防汗,佩戴起来感觉舒适,不会产生过敏或不适感。
5. 紧急求助功能:老年人智能手环应该具备一键求助功能,一旦遇到紧急情况,老年人可以通过一键式的操作进行求助。
在设计老年人智能手环时,我们需要面对一些挑战,比如老年人用户群体的特殊性,产品功能的稳定性与耐用性等方面的问题。
下面就这些挑战提出解决方案:1. 用户体验的提升:老年人对于技术产品的接受度较低,产品界面设计需要更加友好易懂。
智能手表与健康监测系统的设计与实现随着科技的快速发展,智能手表作为一种智能可穿戴设备,越来越受人们的欢迎。
智能手表不仅具有时间显示和通讯功能,还能够监测用户的健康状况。
本文将介绍智能手表与健康监测系统的设计与实现,旨在提高用户的健康意识和生活质量。
智能手表作为传感器和数据采集器的载体,通过传感器收集用户的生理参数和运动数据,然后将数据传输到与之连接的智能手机或电脑上进行分析和展示。
设计和实现智能手表与健康监测系统分为硬件和软件两个方面。
首先,硬件设计方面,智能手表需要配备各种传感器来检测用户的健康指标。
常见的传感器包括心率传感器、血氧传感器、加速度传感器等。
心率传感器可以通过光学或电容的方式来实时监测用户的心率变化;血氧传感器可以测量用户的血液氧含量,以评估身体的健康状况;加速度传感器可以记录用户的运动轨迹和步数。
此外,智能手表还需要具备高精度的定位系统,以提供准确的步行、跑步和骑行轨迹数据。
在软件设计方面,智能手表的健康监测系统需要具备以下功能。
首先,实时监测用户的的生理参数,如心率、血氧饱和度、血压等,并将数据显示在手表的屏幕上。
同时,智能手表还应具备报警功能,当用户的生理参数异常时,能够及时提醒用户,并建议采取相应的措施。
其次,智能手表需要具备运动监测功能,能够自动记录用户的运动轨迹、步数、运动距离以及消耗的热量。
在运动过程中,智能手表可以提供引导和建议,帮助用户完成健康锻炼。
此外,智能手表还可以与智能手机或电脑相连,将采集的健康数据上传到云服务器,实现数据的长期保存和分析。
智能手表与健康监测系统的设计与实现中,还需要考虑用户的个人隐私和数据安全性。
智能手表应该支持用户身份认证和数据加密,确保用户的敏感数据不被非法获取和使用。
此外,智能手表还应该具备防水和抗摔等功能,以适应户外运动和日常使用的需求。
在智能手表与健康监测系统的实际应用中,它具有丰富的潜力。
首先,智能手表的健康监测系统可以帮助用户及时发现和预防一些潜在的健康问题,如心血管疾病、睡眠障碍等。
老人智能手表设计方案
终有一天会老去父母, 你关心过多少? 相关父母老年生活照料, 你准备好了吗? 现在老年产业服务和产品相对有限, 远远不能满足老人日益增加需求。
老人健康问题与费用, 已成为压在每一个一般家庭上重大负担;大部分儿女成年后因为工作、结婚等原因都极少与父母居住, 造成了一批批独居老人, 怎样照料年老父母也成为每一个家庭重大问题。
目录
1.老人智能手表功效
2.老人智能手表发展阻碍
1.老人智能手表功效
什么样智能手表适合老人使用呢?针对现在老人生活现实状况, 老人专属智能手表不可缺乏几大功效: 定位追踪、双向通话、健康监测、一键求援。
老人走失问题一直是让社会揪心问题, 而定位追
踪能大程度降低老人走失风险, 走失也能让家人经过自主APP服务
平台优先时间找到她位置。
2.老人智能手表发展阻碍
续航能力差, 难处理。
智能手表为了要区分于一般手表, 添加了越来越多智能协同交互功效, 处理器对于数据计算调用需求就越大, 耗电量也越来越大。
在智能手表电池续航技术没有大突破性创新之前, 续航能力将是制约智能手表发展关键阻碍之一。
市场消费者认可度低, 传统手表更受亲睐。
智能手表售价, 大部分都是比较高, 数额并不低。
面向消费者其实关键是有一定经济能力用户。
而这部分用户中, 相对于关键重视功效需求满足为主智能手表, 其实更重视商品价值表现。
而制造更具价值表现机械表比起智能手表, 显然前者认可度更高部分。
养老院智能健康手表方案可行性研究报告(综合版)养老院智能健康手表方案可行性研究报告(综合版)目录一、养老院智能健康手表方案介绍二、养老院智能健康手表方案优势三、养老院智能健康手表技术实现方案四、养老院智能健康手表方案功能五、养老院智能健康手表APP开发六、养老院智能健康手表方案特点七、养老院智能健康手表的组成结构八、养老院智能健康手表工作原理九、养老院智能健康手表使用方法十、养老院智能健康手表发展前景前言说起智能手表,很多人都会想起各大电子设备商推出的那些可以用来计算跑步步数、消耗热量等信息的运动配件,它们受大多是热爱运动年轻人的喜爱。
养老院智能健康手表主要功能完成对老人的日常基本信息管理、老人监护、老人健康监护、老人外出看护、以及便捷的关怀服务等一系列功能。
老人养老院智能健康手表是居家养老产品中的一种,确保看护人能够实时准确的监测和管理老人的生活起居和健康状况,在出现特殊的情况的时候能快速的响应,从而为老人的生命健康提供保障。
正文一、养老院智能健康手表方案介绍养老院智能健康手表,就是在传统手表的基础上加入智能化系统,因此他除指示时间之外,还应具有提醒、导航、校准、监测、交互等其中一种或者多种功能;显示方式包括指针、数字、图像等。
可见,与传统的手表相比,由于养老院智能健康手表加入了很多最新潮的应用技术,因为他不仅是一块手表,他还是一款智能可穿戴产品。
首先是因为我们针对于老人。
所以其功能也略有不同。
有超精准的GPS定位。
还有亲情通话,紧急呼救,心率监测,久坐提醒等一些可以提示老年人健康的功能,为老年人的健康提供了一个保障。
二、养老院智能健康手表方案优势养老院智能健康手表是具有信息处理能力,符合手表基本技术要求的手表。
除指示时间之外,还应具有提醒、导航、校准、监测、交互等其中一种或者多种功能;显示方式包括指针、数字、图像等。
1、时尚外观,简约不简单承经典时尚设计理念,内外兼修,科技与时尚完美结合,甄选高档材料,简约的外观和优秀的质感,彰显您的品味,简洁的原形表盘设计,在极致展示信息的同时让您尽显时尚;2、即时信息,随手掌控用户可通过AndroidWear进入手表信息推送市场,自由选择需要的应用,这些应用的提示和即时信息会显示在手表上,让您随手掌控;3、健康生活管理专家养老院智能健康手表具有久坐提示,天气提示,智能计步等管理功能,是您身边的智能健康管理专家;4、IP68等级防水防尘设计养老院智能健康手表超强的防水尘能力,让您在各种运动环境轻松应对。
智能手环健康监测系统的设计与优化随着生活水平的不断提高,人们越来越关注健康问题。
智能手环健康监测系统的出现为人们带来了便利,成为现代人日常生活中的必备之物。
本文将围绕智能手环的原理、设计和优化三个方面,探讨如何打造一个更加完善的智能手环健康监测系统。
一、智能手环的原理智能手环是一种集时钟、计步、心率监测、睡眠监测、信息推送等多种功能于一身的可穿戴设备。
其原理基于传感器通过收集人体数据,将数据传输给用户的手机或电脑进行解析和显示。
其中,计步、心率和睡眠监测是智能手环最核心的功能。
通过加速度传感器和陀螺仪的数据识别,计算出步数和距离,并根据用户的个人信息和运动时长,计算出消耗的卡路里和运动量。
心率监测则通过光电传感技术实现,采集用户的心率数据并进行分析,同时提供提醒和警报功能。
睡眠监测通过传感器检测用户的体动、呼吸和心率变化,以及利用算法对睡眠质量进行测评,进而给出提升睡眠的建议。
二、智能手环的设计一个成功的智能手环,不仅要满足基础的计步、心率和睡眠监测功能,还要考虑数据的高精度、低功耗和用户体验。
高精度是智能手环设计的重要指标。
通过引入更多的传感器,智能手环可以对更多的生理指标进行监测。
例如,加入温度传感器,可以监测用户的体温变化;加入UV传感器,可以提醒用户注意防晒。
同时,如何提高数据精度也是一个重要问题。
对于计步监测来说,智能手环可以引入KNN、SVM等机器学习算法来区分跑步、快走等不同步伐模式,从而更好地计算步数。
低功耗是智能手环茁壮成长的另一个关键词。
为了提高电池寿命,智能手环需要在硬件和软件方面优化。
例如,在硬件方面,可以采用低功耗蓝牙、NFC等技术进行传输和通信;在软件方面,可以通过智能运算方式优化CPU的使用效率,减少耗电量。
用户体验是智能手环最重要的考量因素之一。
在产品设计上,要考虑到用户的需求和习惯,从此提高使用的舒适度和便捷性。
例如,手环的大小和材质很关键,需要符合人体工学原理,方便佩戴且不易滑落;手环的操作也需要简单易懂,并提供多语言、多时区等定制化需求。
基于可穿戴设备的健康监测系统设计与实现随着科技的不断发展和人们健康意识的提高,可穿戴设备在健康监测领域的应用越来越广泛。
本文将探讨基于可穿戴设备的健康监测系统的设计与实现。
一、引言健康是每个人生活中极其重要的一部分。
随着社会老龄化以及慢性疾病的增加,人们对健康的关注日益增加。
可穿戴设备能够实时监测身体的各种生理信息,如心率、血压、步数、睡眠等,为个人的健康状况提供准确的数据,并帮助用户实时分析和管理健康问题。
二、健康监测系统设计1. 硬件选择基于可穿戴设备的健康监测系统的设计首先考虑的是硬件选择。
合适的可穿戴设备应具备稳定的通信功能、准确的传感器、耐用的外壳和持久的电池寿命等特性。
常见的健康监测设备包括智能手表、智能手环、智能眼镜等。
2. 传感器应用传感器是可穿戴设备中最重要的组件之一,它能够获取用户的生理信息。
常见的传感器包括心率传感器、血压传感器、温度传感器和加速度传感器等。
通过这些传感器,系统能够实时地监测用户的健康状况,并将数据上传到云端进行分析和存储。
3. 数据传输与存储健康监测系统需要将实时获取的数据传输到服务器进行分析和存储。
数据传输的方式包括蓝牙、Wi-Fi和移动网络等。
在数据存储方面,可以选择云端存储或本地存储,并为用户提供个人数据的访问权限。
三、健康监测系统实现1. 数据采集与分析通过可穿戴设备的传感器,实时采集用户的生理数据,并将数据传输到服务器。
服务器收到数据后,利用数据分析算法进行处理和分析,提取有关用户健康状况的关键信息,如心率异常、血压升高等,并生成相应的报告。
2. 健康评估与提醒基于分析的结果,系统能够对用户的健康状况进行评估,并提供相应的健康建议和提醒。
例如,如果用户的心率异常升高,系统可以及时发出警报,提醒用户采取合适的措施,如休息、放松或就医等。
3. 数据可视化与追踪为了方便用户对自己的健康状况进行追踪和管理,健康监测系统应提供数据可视化的功能。
通过条形图、曲线图和表格等形式,用户可以清晰地了解自己的健康数据,并随时了解自己的健康趋势和改善情况。
老年人健康监测手表设计作者:桑贤伯杨武帅万启元
来源:《中国新技术新产品》2018年第10期
摘要:本文针对老年人健康问题,设计了一款专门针对老年人的健康监测手表的软硬件方案,主要功能有心率监测、血压监测、血氧监测、实时定位、宠物找回和跌倒检测等功能。
手表能与网络连接,可以把老人实时信息发送到家属的客户端。
关键词:老年人;健康;手表;物联网
中图分类号:R153 文献标志码:A
Abstract: Aiming at the health problems of the elderly, a software and hardware solution designed specifically for elderly health monitoring watches is designed. The main functions are heart rate monitoring, blood pressure monitoring, blood oxygen monitoring, real-time positioning,pet recovery and fall detection. Watch can connect with the network, you can send the elderly real-time information to the family members of the client.
Keywords: Elderly;Health;Watch;Internet of Things
1 項目概况
1.1 研究背景与设计方法
现如今人口老龄化日渐严重,同时生活节奏变快,照顾老人成为家庭的难题。
城市独居老人通常会面临一些令人担忧的健康问题。
最先要解决的问题是在老人身体出现状况或者老人跌倒时及时的通知家人。
本文针对这些问题介绍一款老人专用的健康监测手表,这款手表能实时监测老人运动状态、血压、心率和位置,并能把这些信息发送到服务器备案。
家人可以在手机客户端读取老人的身体特征信息。
此外,该手表还有音乐播放与宠物找回等功能方便老人日常的娱乐。
该手表功能丰富,方案成熟,是一种可以商业化的方案。
在设计时对老人的需求分析准确性,产品实用性,可量产性都有极高的要求。
1.2 手表总体结构
项目设计的手表主要是针对老人,完成对老人的身体状态和健康状况的实时监测。
整个手表硬件部分包括:心率血压传感器模块,屏幕模块,姿态传感器模块,定位模块,通信模块,中央处理器模块,电源模块。
软件部分包括:显示与交互部分、姿态监测部分、通信部分、数据加密部分、定位计算部分和心率血压分析部分。
2 硬件方案设计(图1)
2.1 中央处理器模块
手表使用MT2502芯片作为主控, MT2502为联发科公司设计的可穿戴物联网设备商用解决方案芯片,使用260MHz主频的32位ARM7EJ-S内核,运算快。
集成度高,集成多模GSM 以及2.1 SPP和 4.0 GATT蓝牙,是多种物联网商用方案中使用的芯片。
该手表同时使用松恩公司的BP1708芯片作为心率血压算法协处理器,保证脉搏相关算法的实时性。
2.2 屏幕模块
手表使用一个1.54寸可触摸TFT-LED屏幕,触摸芯片使用GT9xx系列的触摸芯片,显示芯片使用ST7789s。
该屏幕具有240×240像素的显示分辨率,能够清晰地显示时间和其他内容。
2.3 姿态传感器模块
姿态方向等使用意法半导体的LSM6DSL和LSM303C。
这两款芯片通过iic总线连接至主控。
这是意法半导体新一代iNEMO MEMES传感器,体积小,集成度高,顶面面积仅有
2.5mm×3mm,容易集成在手表类智能穿戴设备,如图2所示。
2.4 心率血压传感器模块
脉搏检监测使用SON7015传感器并使用BP1708作为血压血氧算法芯片,该部分通过iic 总线与主控连接。
该传感器为光电容积式脉搏传感器,在运动心率检测方面比二极管式脉搏传感器更加精确,适合在老人运动时实时监测老人脉搏状态。
2.5 定位模块
定位方面卫星定位使用MT3332芯片,该芯片可在脱离网络的情况下提供精确的卫星定位,并可以同时提供GPS和北斗两种卫星的定位结果,将两种结果融合相比单星方案可以大大提高定位精度。
2.6 通信模块
通信模块包括WiFi模块,蓝牙模块,GSM和GPRS模块。
2.6.1 WiFi模块
WiFi模块使用了MT5931芯片,该芯片支持802.11b/g/n通信标准,以2.4GHz的射频频率连接无线网络。
无线网络天线使用BT/WiFi二合一陶瓷天线,节省了PCB空间同时又提高了天线增益,防止了WiFi断流。
2.6.2 蓝牙模块
蓝牙模块使用了MT2502集成的蓝牙基带,在方便了软件的驱动开发之外又可以最大化地利用已有芯片减小功率节省体积,与WiFi功能共用天线。
2.6.3 GSM和GPRS模块
GSM和GPRS使用了MT2502主控集成的GSM基带,因为GSM技术不是开源技术,只能使用已集成的基带才能完成GSM功能的开发。
2.7 电源模块
电源模块包括电池供电部分和USB输入部分。
电池供电部分使用ETA3410作为稳压芯片输出3.3V。
USB输入部分的5V供电直接接入MT2502的PMU引脚,直接由主控芯片管理。
3 软件方案设计
3.1 通信部分
手表中包括多种通信方式,主控中集成了蓝牙通信,短信和GPRS通信。
为了节约通信成本在通常状态下并不启用短信通信,只有在老人跌倒以及心率异常时通过短信直接通知家属,在一般状态下,仅使用GPRS将极少的关键性数据使用TCP协议发送到服务器,家属可以在手机客户端上查看老人的相关身体特征信息。
蓝牙通信对于不使用智能手机的老人在初次使用手表时家属通过蓝牙配置手表,之后就可以关闭蓝牙,对于使用智能手机的老人就可以连接蓝牙查看自己的相关信息。
蓝牙也可以在宠物防丢功能时使用。
同时手表的 WiFi通信能适用于敬老院等小范围环境的低成本多终端传输。
在敬老院模式时是通过WiFi直接将老人相关数据发送至敬老院数据中心。
3.2 数据加密部分
因为手表要通过网络传输老人的身体状态等隐私信息所以数据需要进行加密。
在手表中使用的加密算法为TEA算法,处理的轮数为8轮,在保证一定数据保密性的同时加快加密速度。
3.3 显示与交互部分
在交互方面,我们优化了对老人的交互方式,让老人可以在不进行任何复杂操作的情况下使手表正常工作。
手表的相关操作均可通过网络远程操作,老人戴着手表抬腕即可亮表,监测
和数据发送均为自动完成。
本机操作可以通过按键和触摸屏来实现,我們在Nucleus操作系统上自主开发了界面系统,包括6种控件,可以很快的组建界面。
3.4 姿态监测部分
程序中的一个线程实时监测加速度和陀螺仪数据并进行姿态的运算,来判断老人的动作,老人的运动状态,以便计步和统计老人的运动情况。
电子罗盘主要是为老人提供方向导航。
在跌倒检测时不但包括姿态的监测,还有脉搏监测的数据作为辅助,提高了跌到检测的准确性,防止误判。
3.5 定位计算部分
程序会把老人的运动轨迹发送到服务器,在服务器请求老人的实时位置时程序也可以返回老人的实时位置。
在敬老院模式下可以使用基于WiFi指纹与蓝牙的室内定位,提供老人在敬老院内的位置。
3.6 心率血压分析部分
程序的一个线程会实时获取原始ECG数据和血压血氧数据,如果发现老人的心率血压异常将会根据异常的级别选择通过网络发送到服务器或者直接短信通知家属,如图3所示。
结语
我们期望能给老人更多的关爱,但是我们奔忙于生活,无法时时刻刻照顾着老人,所以健康监测手表成为老人们生活中的助手,有效地防止了老人走失,也让家属能时刻关注老人的身体状况。
在物联网不断地发展下,相信以后可以实现医疗远程化,微型化,便携化。
参考文献
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