智能腕带设计概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2014/12/31,#,智能腕带设计,小组成员,程昌茂,2012030040006,杨 航,2012001020009,田文壮,应用背景,目前，市场上,关,关于可穿戴的,智,智能设备越来,越,越多，而且功,能,能越来越炫酷,。,。很多互联网,公,公司都设计出,了,了各种各样的,智,智能手环，智,能,能手表等等，,可,可是智能手环,大,大多都是检测,人,人的运动状况,和,和睡眠状况。,而,而且这些可穿,戴,戴的智能设备,主,主要都是针对,年,年轻人来设计,，,，忽略了老人,这,这一块市场。,但,但是往往老人,是,是最需要检测,自,自身的健康状,况,况的。,需求分析,相关数据显示,，,，我国不少城,市,市人口老龄化,超,超过,10%,，预计到,2050,年左右将达到,三,三分之一。生,活,活水平的提高,也,也使得的老年,人,人的身体健康,得,得到更多关注,。,。调查显示，,72%,的子女希望有,一,一定的智能产,品,品能够帮助父,母,母省去每日主,动,动测量各种数,据,据的烦恼，,86%,的子女希望能,够,够借助云服务,平,平台更好地监,测,测父母的身体,状,状况，而市场,上,上的主流智能,手,手环并不适用,于,于老人群体。,智能腕带的构,思,思来由,为老人提供实,时,时的基本身体,状,状况监测,便捷高效,准确安全,应答迅速,可穿戴设备、,传,传感器,优秀的硬件、,大,大数据分析,联网,设计阐述,预期功能,系统整体框架,硬件实现,软件实现,预期功能,实时检测老人,的,的体温、心率,、,、睡眠等生理,状,状态并发送到,云,云端分析，同,时,时基于大数据,预,预测老人的身,体,体状况或病情,发,发展；,老人摔倒或睡,眠,眠出现异常等,较,较轻症状时发,送,送警报到子女,手,手机上；,老人出现突发,重,重大疾病时将,数,数据发送到医,院,院，救护人员,通,通过,GPS,定位前去抢救,；,；,系统整体框架,Hardware,OS,MCU,GPS,Wi-Fi + BT,Embedded OS,(Lightweight RTOS),Driver & Middleware & Protocol,Framework,App,Driver,Lightweight APIs,Software,(APP),CPU & Memory,Power Management,Analog Front End (AFE),Output Driver (PWM),Connectivity,Serial Communication,Battery,Battery Charger,Voltage Regulator,Power Supply,Display Controller,LCD/OLED Display,USB,LEDs,Buzzer,Vibrating Motor,Embedded Controller,Wi-Fi / Bluetooth 4.1,GPS,3-axis gyroscope/accelerometer/magnetometer,I2C,Display,Serial Flash,SPI,Biometric, Temperature sensors,功能列表,-,一、传感类：,1,、心率监测,2,、睡眠监测,3,、体温监测,4,、血糖监测,5,、跌倒报警,二、通信类：,1,、蓝牙,4.0,2,、,WI-FI,3,、,GPS,传感器类,-,一、心率监测,原理概要：,通过向皮肤发,射,射一定波长的,光,光速，因为血,液,液容积在心脏,收,收缩时浓度不,同,同，因此对光,束,束的吸收能力,也,也不同，通过,检,检测反射光的,强,强度来判断收,缩,缩状态，收缩,时,时大，舒张时,小,小。,传感器类,-,一、心率监测,所用器件：,NJL5303RCOBP PHOTO REFLECTOR with GreenLED,(,集成了波长,570nm,绿光二极管、光,感,感应传感器,),优点：,1,、相比传统的,采,采用红光的二,极,极管，,绿光更适合测量脉搏用，,反射率,更高，测量感度,更,更高,；,2,、,内部集成高科技,纳,纳米涂层环,境光检测传感器,，,，过滤不需要的,光源，减少由其,他,他光源干扰的误,判动作，准确度高,。,传感器类,-,二、睡眠监测,原理概要：,内置加速传感器,，,，通过传感器,和,和手腕的接触来监测人的动作，动作多说明睡眠,浅,浅，深度睡眠用户体动相对较,少,少。配以心电,监,监测功能，结合软件,算,算法，,就,能够得出用户睡眠过程的图谱,。,。,传感器类,-,二、睡眠监测,所用器件,：,LIS3DH,三轴加速传感,器,器,传感器类,-,三、体温监测,原理概要：,通过温度传感,器,器监测体表温,度,度，当温度处,于,于异常情况时,，,，,发出报警。,传感器类,-,三、体温监测,所用器件,：,AT30TSE002B-MAH-T,传感器类,-,四、血糖监测,原理概要：,通过一层凝胶垫,与,与人体皮肤接触,凝胶中有两个电,极,极，使用时电,路,路接通，产生,一,一股微电流通,过,过人体的皮肤,。,。皮肤中的带,电,电离子在电流,作,作用下分别向,正,正负两个电极,运,运动，而组织,液,液中的葡萄糖,分,分子会被带电,离,离子“裹夹”,着,着一起运动，,进,进入凝胶。,手,手表式血糖仪,通,通过测量葡萄,糖,糖分子与凝胶,中,中一种酶的反应程度，就,可,可以计算出当,前,前的血糖水平。,所用器件,：,葡萄糖传感器,传感器类,-,五,、,、,跌,跌,倒,倒,报,报,警,警,原,理,理,概,概,要,要,：,：,老,人,人,摔,摔,倒,倒,时,时,，,，,他,他,那,那,一,一,瞬,瞬,间,间,的,的,运,运,动,动,肯,肯,定,定,与,与,正,正,常,常,睡,睡,觉,觉,的,的,状,状,态,态,不,不,一,一,样,样,。,。,最,最,明,明,显,显,的,的,就,就,是,是,手,手,部,部,的,的,传,传,感,感,器,器,重,重,力,力,加,加,速,速,度,度,很,很,快,快,，,，,而,而,且,且,与,与,脚,脚,部,部,在,在,相,相,近,近,的,的,水,水,平,平,线,线,，,，,全,全,身,身,都,都,处,处,于,于,重,重,力,力,不,不,平,平,衡,衡,状,状,态,态,。,。,所,用,用,器,器,件,件,：,LIS3DH,三,轴,轴,加,加,速,速,传,传,感,感,器,器,通,信,信,类,类,-,一,、,、,蓝,蓝,牙,牙,4.0,所,用,用,器,器,件,件,：,NordicnRF8001,（,11.84,元,）,）,采,用,用,Blu,解,决,决,方,方,案,案,的,的,nRF8001,峰值,电,电,流,流不,12.5mA,、连,接,接,状,状态,下,下的,平,平,均,均,电,电,流,流,很,很,小,小,，,，,不,不到,12,A,（连,接,接,时,时,间,间,间,间,隔,隔为,1,秒,）,）,非常,适,适,合,合,空,空,间,间,受,受,限,限,制,制,、,、,由,钮,钮,扣,扣,电,电,池,池,供,供,电,电,的,的,应,应,用,用,系,系,统,统，,这,这些,正,正,是,是,低,低,耗,耗,能,能,蓝,蓝,牙,牙,技,技,术,术,所,所,针,针,对,对,的,的,用,用,途,途,通,信,信,类,类,-,一,、,、,蓝,蓝,牙,牙,4.0,主,要,要,通,通,过,过,蓝,蓝,牙,牙,4.0,与,智,智,能,能,手,手,机,机,进,进,行,行,信,信,息,息,交,交,互,互,通,信,信,类,类,-,二、,WI-FI,所用器件,：,SimpleLink CC3000,（,75,元）,通信类,-,三、,GPS,模块,所用器件,：,SIRFIII(60,元左右,),通过,GPS,定位,防止老人走丢,电源模块,-,所用电池,：,南孚,CR-2032,纽扣电,池,池,电压：,3V,保存：,5,年,尺寸：,直,直径,20,毫米，,厚,厚度,3.2,毫米,特点介绍,:,扣式锂电,池,池,年平均,容,容量降,低,低不大,于,于,2%,，储存,寿,寿命长,；,；采用,半,半密封,结,结构，,使,使用安,全,全；温,度,度适应,范,范围较,大,大，在,-20,到,+60,摄氏度,的,的条件,下,下都可,正,正常工,作,作；,3V,高电压,，,，输出,电,电流大,，,，适合,功,功率较,大,大的设,备,备。,扣式锂电,池,池，一,般,般典型,工,工作电,流,流在,0.1,毫安至,0.2,毫安之,间,间，适,用,用于输,出,出功率,较,较大的设备上,，,，如手,表,表、电,子,子词典,、,、主板,CMOS,电源等,。,。,