基于藍(lán)牙4.0的人體傳感網(wǎng)的研究與設(shè)計(jì)
本文關(guān)鍵詞:基于藍(lán)牙4.0的人體傳感網(wǎng)的研究與設(shè)計(jì),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著人們生活壓力的增大和老齡化人口的增加,心血管和高血壓等慢性疾病逐年增加,人們迫切需要在日常生活中可以實(shí)時(shí)的進(jìn)行健康監(jiān)護(hù)以了解自身的身體狀況。本文給出了一種基于藍(lán)牙4.0技術(shù)的生理信號(hào)采集系統(tǒng),構(gòu)建了人體的健康傳感網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體生理參數(shù)進(jìn)行分析和指導(dǎo),實(shí)現(xiàn)家庭健康監(jiān)護(hù)。本文的主要研究工作如下。首先,以無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和生理信號(hào)采集為背景,介紹了該領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,論述了建立人體傳感網(wǎng)的生理信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要意義。根據(jù)人體傳感網(wǎng)絡(luò)的需求,對(duì)目前幾種主流的無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行對(duì)比和分析,選取適合本系統(tǒng)的藍(lán)牙4.0無(wú)線通信方案。其次,構(gòu)建了一個(gè)基于藍(lán)牙4.0的人體傳感網(wǎng),設(shè)計(jì)了前端生理參數(shù)采集電路,利用心電、脈搏和體溫傳感器作為子節(jié)點(diǎn),智能手機(jī)作為主節(jié)點(diǎn)建立了簡(jiǎn)單的人體傳感網(wǎng)絡(luò)模型,并采用基于藍(lán)牙4.0 BLE協(xié)議的無(wú)線射頻芯片CC2540來(lái)完成多點(diǎn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。最后,介紹了藍(lán)牙4.0 BLE協(xié)議棧的工作原理和工作流程,并在協(xié)議棧的應(yīng)用層中進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā),完成了對(duì)生理參數(shù)數(shù)據(jù)的采集和傳輸。設(shè)計(jì)了Android智能手機(jī)客戶端圖形界面,可以將人體傳感網(wǎng)中傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)上進(jìn)行分析和處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生理參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示,為以后實(shí)現(xiàn)可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)打下基礎(chǔ)。本系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體的生理參數(shù)采集、人體傳感網(wǎng)的構(gòu)建和Android智能手機(jī)終端界面的顯示。系統(tǒng)采用自主設(shè)計(jì)的可穿戴式生理傳感器模塊來(lái)采集生理參數(shù),然后建立了基于藍(lán)牙4.0的人體傳感網(wǎng),本系統(tǒng)具有靈活、方便、低功耗、低成本等特點(diǎn),可以滿足人們?cè)谌粘I钪械膶?shí)時(shí)健康監(jiān)護(hù)。對(duì)于家庭健康監(jiān)護(hù)和疾病預(yù)防,降低醫(yī)療成本,緩解緊張的社會(huì)醫(yī)療資源,具體十分重要的意義。
【關(guān)鍵詞】:藍(lán)牙4.0 低功耗 健康監(jiān)護(hù) 傳感網(wǎng) 智能手機(jī)
【學(xué)位授予單位】:杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN925;TP212.9
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第1章 緒論10-13
- 1.1 背景與意義10
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
- 1.3 論文主要內(nèi)容12
- 1.4 論文章節(jié)安排12-13
- 第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)13-16
- 2.1 無(wú)線通信協(xié)議選擇13-14
- 2.2 總體設(shè)計(jì)方案14-15
- 2.3 本章小結(jié)15-16
- 第3章 藍(lán)牙 4.0 技術(shù)介紹16-25
- 3.1 藍(lán)牙技術(shù)的定義及其發(fā)展16-17
- 3.2 藍(lán)牙 4.0 BLE的協(xié)議棧17-20
- 3.3 GAP、GATT的原理20-23
- 3.3.1 GAP的原理20-22
- 3.3.2 GATT的原理22-23
- 3.4 藍(lán)牙 4.0 BLE的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)23-24
- 3.5 藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用24
- 3.6 本章小結(jié)24-25
- 第4章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)25-45
- 4.1 無(wú)線收發(fā)模塊設(shè)計(jì)25-28
- 4.1.1 無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)25-26
- 4.1.2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件電路26-28
- 4.2 心電模塊的設(shè)計(jì)28-36
- 4.2.1 心電信號(hào)原理28-30
- 4.2.2 心電采集硬件設(shè)計(jì)30-31
- 4.2.3 醫(yī)用心電電極31
- 4.2.4 前端放大電路的設(shè)計(jì)31-32
- 4.2.5 右腿驅(qū)動(dòng)電路32-33
- 4.2.6 帶通濾波器電路的設(shè)計(jì)33-34
- 4.2.7 50Hz工頻陷波濾波電路的設(shè)計(jì)34-35
- 4.2.8 主放大電路35-36
- 4.3 血壓模塊的設(shè)計(jì)36-41
- 4.3.1 血壓測(cè)量原理36-38
- 4.3.2 心率測(cè)量38
- 4.3.3 傳感器硬件設(shè)計(jì)38-41
- 4.4 體溫模塊的設(shè)計(jì)41-44
- 4.5 本章小結(jié)44-45
- 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程與系統(tǒng)測(cè)試45-55
- 5.1 藍(lán)牙 4.0 節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境與平臺(tái)45-46
- 5.1.1 程序開(kāi)發(fā)環(huán)境45-46
- 5.1.2 BLE協(xié)議棧開(kāi)發(fā)平臺(tái)配置46
- 5.2 BLE協(xié)議棧執(zhí)行流程46-48
- 5.3 OSAL系統(tǒng)48-51
- 5.3.1 OSAL運(yùn)行機(jī)理48
- 5.3.2 OSAL添加新任務(wù)48-51
- 5.4 藍(lán)牙 4.0 連接及通信的實(shí)現(xiàn)51-52
- 5.5 Android手機(jī)監(jiān)護(hù)軟件的測(cè)試52-54
- 5.6 本章小結(jié)54-55
- 第6章 總結(jié)與展望55-56
- 6.1 總結(jié)55
- 6.2 展望55-56
- 參考文獻(xiàn)56-59
- 致謝59-60
- 附錄60
【相似文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):378150
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