【摘要】：隨著可穿戴設(shè)備、云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,各種健康設(shè)備逐漸出現(xiàn)在人們的日常生活中。然而,大多數(shù)研究中,健康設(shè)備的管理、數(shù)據(jù)處理、健康狀態(tài)決策和緊急消息發(fā)送等任務(wù)都由遠(yuǎn)程服務(wù)器完成。傳輸與處理來自健康設(shè)備的海量數(shù)據(jù)會(huì)占用大量的通信資源,給遠(yuǎn)程服務(wù)器帶來巨大負(fù)擔(dān),并延遲對(duì)設(shè)備事件的響應(yīng)與消息處理時(shí)間。針對(duì)以上問題,本文在智能手機(jī)基礎(chǔ)上,研究了一種本地管理健康設(shè)備的智能島技術(shù)。該技術(shù)能夠?qū)Χ喾N健康設(shè)備集成智能管理、控制及參數(shù)設(shè)置,并快速響應(yīng)設(shè)備事件。本文主要工作和研究成果如下:(1)搭建了智能島框架。通過分析智能島的總體需求,設(shè)計(jì)智能島的應(yīng)用模型,進(jìn)而采用MVP(Model-View-Presenter)分層思想搭建智能島框架。智能島框架分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層和應(yīng)用層,三層之間采用接口的形式進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)層的作用是獲取與管理數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)邏輯層的作用是提供邏輯處理與算法實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用層的作用是為用戶提供人機(jī)交互接口。(2)構(gòu)建了智能島設(shè)備管理模型。智能島設(shè)備管理模型包括設(shè)備調(diào)度、接口管理與事件響應(yīng)模塊。該模型中通過對(duì)設(shè)備分類,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)備調(diào)度管理。接口管理包括人機(jī)交互、協(xié)議接口。其中人機(jī)交互接口模塊可實(shí)現(xiàn)與用戶交互,協(xié)議接口負(fù)責(zé)與設(shè)備交互。設(shè)備事件響應(yīng)模塊包括設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸、人體健康狀態(tài)決策、緊急消息發(fā)送等。(3)設(shè)計(jì)了多模式健康報(bào)警機(jī)制。第一,監(jiān)測(cè)耳機(jī)觸發(fā)事件進(jìn)行報(bào)警,這樣用戶可根據(jù)自身需求主動(dòng)求救。第二,將單一生理參數(shù)與人體動(dòng)作類設(shè)備(人體活動(dòng)監(jiān)測(cè)儀或壓力坐墊)采集的數(shù)據(jù)相結(jié)合,判斷人體健康狀態(tài),并將異常狀況上傳至云端報(bào)警;第三,在滿足多生理參數(shù)融合的條件下,采用模糊邏輯獲取生理隸屬函數(shù),并利用D-S證據(jù)理論對(duì)多生理信息進(jìn)行融合,判斷人體健康狀態(tài)。(4)搭建了智能島測(cè)試平臺(tái)。從設(shè)備調(diào)度的有效性、對(duì)設(shè)備事件響應(yīng)的可靠性與實(shí)時(shí)性三方面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并驗(yàn)證效果。實(shí)驗(yàn)表明,該智能島技術(shù)能夠?qū)】翟O(shè)備進(jìn)行集成智能管理,并快速響應(yīng)設(shè)備事件,具有可移動(dòng)性、易擴(kuò)展性、可移植性和節(jié)約能耗等特點(diǎn),為用戶的移動(dòng)健康監(jiān)護(hù)提供了新途徑。
【圖文】：

究背景與意義與科技快速發(fā)展，人們對(duì)生活水平的要求不斷提高。然越來越快，長(zhǎng)期處于工作狀態(tài)，容易引起睡眠不佳、飲多問題。據(jù)權(quán)威資料顯示，近幾年來，各種慢性疾�。ú。┌l(fā)病率不斷提高，成為我國最主要的死亡原因之一性疾病、心理障礙病以及死亡率高的重要潛在因素。本可以給就診的病人提供及時(shí)的救助與服務(wù)，但由于因[3]，導(dǎo)致慢性疾病和需要一定時(shí)間治療的病人很難得年我國第六次人口普查顯示[4],60歲及以上老年人口比年人口比重為 8.9%。據(jù)預(yù)測(cè)，21 世紀(jì) 50 年代末，我值，數(shù)量總額將超過 4 億。圖 1-1 為我國老年人口增長(zhǎng)齡化問題日益嚴(yán)重。

Cortex-M4 內(nèi)核，運(yùn)行頻率達(dá) 80MHz；內(nèi)置超低功耗運(yùn)行機(jī)制，可以有效實(shí)現(xiàn)模塊的低功耗運(yùn)行；支持 WIFI 協(xié)議以及 TCP/IP 協(xié)議；模塊可選擇內(nèi)置或外置天線的應(yīng)用，方便客戶多重選擇，圖 2-1 為 WIFI 模塊原理。圖 2-1 WIFI 模塊原理藍(lán)牙模塊選擇濟(jì)南華茂科技有限公司的 HM-11 模塊。該模塊采用 TI 公司的CC2540 芯片作為主控芯片，藍(lán)牙協(xié)議為 BLE4.0，圖 2-2 為藍(lán)牙模塊原理圖。該模塊具有自動(dòng)休眠模式，在此模式下，功耗極低，待機(jī)電流僅 50μA~400μA，傳輸時(shí) 8.5mA。該模塊只需要連接 4 個(gè)管腳，，即可進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)收發(fā)工作。其中主控芯片的 UART 串口 RX、TX 與藍(lán)牙串口交叉連接，實(shí)現(xiàn)串口通信。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH77

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