【正文】 況下，取得藍(lán)牙適配器； // Initializes Bluetooth adapter. final BluetoothManager bluetoothManager = (BluetoothManager) getSystemService()。 藍(lán)牙 中分為兩類，其中一類 BLE 設(shè)備即此次開(kāi)發(fā)中所用到的藍(lán)牙設(shè)備， BLE 需要特殊的機(jī)型支持，一般在智能手機(jī)硬件配置說(shuō)明書(shū)中由廠家指明是否支持藍(lán)牙 的無(wú)線傳輸協(xié)議。軟件整體工作流程可分為以下幾步： ① 通過(guò)藍(lán) 牙基類尋找 BLE 設(shè)備，并顯示設(shè)備列表 ② 點(diǎn)擊列表中的設(shè)備，獲取藍(lán)牙服務(wù) 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ③ 接收藍(lán)牙傳遞的數(shù)據(jù) ④ 處理數(shù)據(jù)，并以字符流形式存入文件 ⑤ 由傳遞的數(shù)據(jù)顯示出實(shí)時(shí)的波形圖 ⑥ 計(jì)算出 BPM ⑦ 其他功能 整體流程 說(shuō)明 根據(jù)軟件整體完成的工作流程，可以將之表示如圖 所示的流程圖： 圖 整體流程圖 各功能模塊設(shè)計(jì) 藍(lán)牙傳輸模塊 藍(lán)牙傳輸是建立在藍(lán)牙硬件平臺(tái)搭建正確的基礎(chǔ)上的，其中包括藍(lán)牙模塊芯片 CC254x與開(kāi)發(fā)板的連接，開(kāi)發(fā)板與傳感器的連接 ，以及在開(kāi)發(fā)板中寫入控制藍(lán)牙的程序。 繪圖引擎選用 Android 下比較成熟的繪圖引擎 AChartEngine，此引擎專為繪圖而開(kāi)發(fā)，只要導(dǎo)入庫(kù)類包后就可以直接或選擇使用其中的有用類，避免開(kāi)發(fā)時(shí)為自定義圖表類作太多繁瑣的工作 [9]。 調(diào)試環(huán)境分為模擬環(huán)境與真機(jī)環(huán)境，模擬器使用 Genymotion，可調(diào)試不涉及硬件操作的功能模擬，真機(jī)則沒(méi)有限制，當(dāng)然真機(jī)最好選擇接口較多，功能較全的手機(jī)型號(hào)。本設(shè)計(jì)中使用的開(kāi)發(fā)環(huán)境如下： ? 系統(tǒng)環(huán)境： Windows 7 Ultimate x64 ? 編程語(yǔ)言： Java ? 語(yǔ)言版本： jdk8u11windowsx64 ? 開(kāi)發(fā)工具： Eclipse IDE for Java Developers+ADT ,Android Studio ? 終端環(huán)境： Android ,Android ? 源碼工具： Android SDK Manager ? 模擬器： Genymotion Android ? 真機(jī)型號(hào)：華為榮耀暢玩 4X ? 繪圖引擎： AChartEngine 系統(tǒng)環(huán)境、編程語(yǔ)言，以及開(kāi)發(fā)工具，三者互相之間要有良好的兼容性，一般來(lái)說(shuō)，如果系統(tǒng)環(huán)境為 Windows 系統(tǒng)，那么編程語(yǔ)言版本也一般安裝 windows 版本，以及開(kāi)發(fā)工具如Eclipse 也要選擇安裝 Eclipse for Windows，否則是無(wú)法進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作的 [8]。 圖 光電心率傳感器實(shí)物圖 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 此傳感器需要和藍(lán)牙開(kāi)發(fā)板配套使用，三根導(dǎo)線分別連接至開(kāi)發(fā)板的相應(yīng)引腳才能正常工作，以下是連接圖； 圖 傳感器與開(kāi)發(fā)板連接圖 連接完成后，需要給開(kāi)發(fā)板加外接電源才可工作。關(guān)于此傳感器有一套自有的工具，主要是關(guān)于 BLE 藍(lán)牙 開(kāi)發(fā)的必備工具，諸如 IAR 編輯器，SmartNRF 燒錄器，以及 CCDebug 仿真器，感興趣的讀者可自行查閱關(guān)于藍(lán)牙 的官方資料。 圖 壓電傳感器在 PC 端的端口 光電傳感器 光電傳感器是自行購(gòu)置的脈搏傳感器，主要是通過(guò)透光性檢測(cè)指尖血液濃度并以此脈搏的跳動(dòng)。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 壓電脈搏傳感器 HK20xxC 此傳感器的接口為 USB 接口，可以與電腦連接，在 PC 端安裝 USB 轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)后，即可實(shí)現(xiàn)傳感器與 PC 端的通信。在電腦上運(yùn)行我們附送的演示程序可以直觀的在電腦屏幕上顯示脈搏波形并可以對(duì)波形的幅值、頻率、基線等進(jìn)行調(diào)整。 壓電傳感器 壓電傳感器即壓敏電阻脈搏傳感器 HK20xxC，是在 HK20xxB 的基礎(chǔ)上增加了程控放大電路、基線調(diào)整電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、串行通信電路，方便用戶集成及二次開(kāi)發(fā)使用。 圖 CC254x 開(kāi)發(fā)板功能示圖 心率傳感器 心率傳感器是本設(shè)計(jì)中硬件部分的最末端，負(fù)責(zé)最原始的脈搏信號(hào)采集，理想狀態(tài)下采集到的脈搏信號(hào)可以較為清晰用波形圖給出，也即是 說(shuō)，傳感器必須采集到類似于心臟搏動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)，并將這種起伏明顯的信號(hào)通過(guò)一定傳輸手段傳輸?shù)介_(kāi)發(fā)環(huán)境中。 其特性如下： a) 兼容藍(lán)牙低功耗技術(shù) b) 優(yōu)異的連接設(shè)計(jì)（高達(dá) 97DB） c) 長(zhǎng)距應(yīng)用 d) 精準(zhǔn)的數(shù)字 RSSI e) 符合 FCCamp。 CC254X 內(nèi)含一個(gè)性能優(yōu)良的 RF 收發(fā)器和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型 8051MCU，集成可 ISP 的 Flash memory， 8KB RAM，以及其他性能優(yōu)異的特性和外設(shè)。硬件方面，需要購(gòu)買 TI 公司藍(lán)牙迷你套件，即藍(lán)牙 開(kāi)發(fā)板（一般指 CC254x）以及 CC Debugger 傳真器；軟件方面， 安裝 IAR for 8051，TI 公司 BTool軟件。 BLE 即 Bluetooth Low Energy，低功耗藍(lán)牙，屬于藍(lán)牙 中的單模制式。 圖 Eclipse 檢測(cè)到的真機(jī) 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 藍(lán)牙開(kāi)發(fā)平臺(tái) 藍(lán)牙平臺(tái)在本設(shè)計(jì)中屬于前置部分，主要負(fù)責(zé)將傳感器采集到的信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙形式發(fā)送出來(lái)，然后由開(kāi)發(fā)的 Android 應(yīng)用接收處理，藍(lán)牙部分 可以從原理和實(shí)際設(shè)備兩個(gè)部分進(jìn)行介紹。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 手機(jī)上的 USB 設(shè)置 2) 需要特定的驅(qū)動(dòng)需要安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，否則無(wú)法檢測(cè)到連接的 Android 設(shè) 備，一般是由PC 系統(tǒng)自動(dòng)匹配安裝，安裝的驅(qū)動(dòng)為“ Android Composite ADB Interface” ,打開(kāi)“設(shè)備管理器”后 會(huì)顯示相應(yīng)的接口 ，如圖 。 相對(duì)于模擬器來(lái)說(shuō)，真機(jī)并不需要人為創(chuàng)建定制設(shè)備，可以直接投入開(kāi)發(fā)使用。 智能手機(jī) 涉及到藍(lán)牙或傳感器之類模擬器暫時(shí)不能模擬出的部件時(shí) ，開(kāi)發(fā)就需要借助真實(shí)的Android 設(shè)備。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 genymotion 虛擬界面 同時(shí)，可以在 Eclipse 的 DDMS 視圖中看到已經(jīng)檢測(cè)到的 Android 設(shè)備，如圖 所示。 圖 genymotion 選擇系統(tǒng)環(huán)境界面 選擇好開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)環(huán)境之后，在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下會(huì)自動(dòng)下載源碼包，這里我們選擇 Android 的系統(tǒng)，安裝并創(chuàng)建完畢后如圖 。 圖 為兩者創(chuàng)建虛擬設(shè)備時(shí)的界面 。 Emulator 運(yùn)行速度緩慢，對(duì)比之下 ,genymotion 由于基于 VirtualBox，本質(zhì)是虛擬機(jī)，無(wú)論是啟動(dòng)速度或者是應(yīng)用載入速度都要更加快捷，性能更優(yōu)越，在 genymotion出現(xiàn)之后，被 Android 開(kāi)發(fā)者們冠以 “史上最快 Android 模擬器 ”的稱號(hào)，這是一方面原因。 模擬器 Genymotion Genymotion 是一套完整的工具，它提供了 Android 虛擬環(huán)境 [7]。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 硬件設(shè)計(jì) Android 硬件平臺(tái) Android 系統(tǒng)需要相應(yīng)的硬件平臺(tái)支持，并且由于藍(lán)牙 BLE 的特殊性，需要能夠支持 系統(tǒng)及以上和裝載藍(lán)牙 的智能平臺(tái)才能應(yīng)用到實(shí)際開(kāi)發(fā)中。 Android 應(yīng)用 +光電傳感器 由于 Android 系統(tǒng)的移植性強(qiáng)，裝載 Android 系統(tǒng)的設(shè)備越來(lái)越多且便攜性大大提高，計(jì)劃將此軟件移植到 Android 平臺(tái)中，利用光電傳感器和相應(yīng)的藍(lán)牙開(kāi)發(fā)板，將傳感器采集到的脈搏信號(hào)傳輸通過(guò)藍(lán)牙的形式傳輸?shù)街悄茉O(shè)備中，并利用 Android 下較為流行的圖表引擎AChartEngine 繪制相應(yīng)的波形。 Matlab+壓電傳感器 本設(shè)計(jì)早期使用壓電脈搏傳感器，通過(guò) USB 接口連接電腦，利用壓敏電阻的特性將手腕脈搏跳動(dòng)的起伏值模擬為傳感器反應(yīng)出的電壓值，并以 Matlab 串口讀取作為軟件處理方案，用 Matlab 將壓電傳感器傳出的電壓值繪成波形圖。 ① 脈搏傳感器，采集脈搏信號(hào) ② 信號(hào)發(fā)送器，將信號(hào)發(fā)送出來(lái) ③ 信號(hào)接收器，接收信號(hào) ④ 處理器，將信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 ⑤ 繪圖器，將數(shù)據(jù)繪成波形圖 ⑥ 分析器，將波形做算法分析 ⑦ 顯示器，將分析的結(jié)果反饋給用戶 以此判斷，其中只要有一個(gè)環(huán)節(jié)不同，就會(huì)產(chǎn)生不同的實(shí)施方案，信號(hào)的發(fā)射和接收任務(wù)在本設(shè)計(jì)中均采用藍(lán)牙承載，其他環(huán)節(jié)中影 響最大的就是脈搏傳感器和處理器，這兩個(gè)環(huán)節(jié)的不同會(huì)使整個(gè)設(shè)計(jì)有不同的實(shí)施方案。 蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 設(shè)計(jì)的可 行方案 設(shè)計(jì)主體在于通過(guò)特有的傳感器脈搏信號(hào)，經(jīng)由一定的傳輸手段傳至某個(gè)智能平臺(tái)，并由智能平臺(tái)上的一個(gè)處理軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)化，并加以圖形描繪。 數(shù)據(jù)處理模塊即在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列算法處理，可將數(shù)據(jù)存入文件，也可用于繪圖。 藍(lán)牙模塊負(fù)責(zé)通過(guò)藍(lán)牙通信協(xié)議檢測(cè)周圍匹配的藍(lán)牙設(shè)備（ BLE 設(shè)備），并顯示到應(yīng)用界面中以供用戶選擇，用戶選擇點(diǎn)擊之后可以開(kāi)啟藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 本設(shè)計(jì)主要是軟件上的功能，因此以實(shí)現(xiàn)軟件功能為核心。 而隨著智能手機(jī)性能的迅速提高，在本地進(jìn)行復(fù)雜醫(yī)療數(shù)據(jù)的處理將會(huì)愈加具有可行性。相對(duì)于傳統(tǒng)模式下，采集的醫(yī)療數(shù)據(jù)需要上傳到專門的服務(wù)器進(jìn)行分析，移動(dòng)醫(yī)療模式下 ,智能手機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)在手機(jī)本地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析 。 傳統(tǒng)模式下，測(cè)量脈搏由專用的醫(yī)用設(shè)備或有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師完成，在日常生活中非專業(yè)人士也不能準(zhǔn)確測(cè)量 自己的脈搏，更難說(shuō)察覺(jué)脈搏的起伏變化，這也是醫(yī)療不能深入日常生活的最主要原因。測(cè)量脈搏是病人必須檢查的一個(gè)項(xiàng)目，通過(guò)脈搏的測(cè)量可以知道很多信息，這也成為了一個(gè)切入點(diǎn)：如果可以實(shí)時(shí)測(cè)量脈搏，那么就意味著可以實(shí)時(shí)通過(guò)脈搏了解病人的大致?tīng)顩r。當(dāng)大量血液進(jìn)入 動(dòng)脈 將使動(dòng)脈壓力變大而使血管直徑 擴(kuò)張 ，在體表較淺處 動(dòng)脈 即可感受到此擴(kuò) 張，即所謂的脈搏。如果在未來(lái)，醫(yī)用設(shè)備能夠便攜化，就代表著移植到智能設(shè)備中的可能性很大，也就意味著，那是一個(gè)帶著手機(jī)就能隨時(shí)隨地檢測(cè)身體健康狀蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 態(tài)的時(shí)代，一個(gè)真正的移動(dòng)醫(yī)療時(shí)代。而在亞健康和個(gè)性化健康管理的觀念日益普及下，可穿戴設(shè)備也在成為喚醒醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng) 的潮流先鋒 [4]。 隨著谷歌眼鏡、智能手表等智能消費(fèi)終端的推出，一股由可穿戴設(shè)備掀起的 科技浪潮正試圖開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng) 時(shí)代的大門。 智能手機(jī)可以通過(guò)藍(lán)牙 、 Wifi 等方式和外設(shè)進(jìn)行無(wú)線連接，基于此，可將便攜傳感器獲得的數(shù)據(jù)以無(wú)線方式發(fā)送給智能手機(jī)，智能手機(jī)把醫(yī)療數(shù)據(jù)通過(guò)WiFi、 Inter 等方式與服務(wù)器完成通信 。眼觀當(dāng)下，衣，可以在“淘寶”手機(jī)客戶端直接購(gòu)買，食，可以在“大眾點(diǎn)評(píng)”中獲得有利信息，行，可以在“百度地圖”“攜程旅行”中隨時(shí)得知路況或踩點(diǎn)，住，可以在“ 58 同城”中查看租房買房信息??可以預(yù)見(jiàn)的是，醫(yī)療和教育將來(lái)也必會(huì)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中大放異彩，然后成為生活中耳熟能詳?shù)囊徊糠帧? 隨著時(shí)下智能手機(jī)的普及，如何利用便攜的智能手機(jī)輔助移動(dòng)醫(yī)療監(jiān)測(cè)，成為一個(gè)新興的熱門話題，在醫(yī)學(xué)， IT 領(lǐng)域掀起一股“移動(dòng)醫(yī)療”的潮流 [2]。health蘭州理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................................ 1 移動(dòng)醫(yī)療的背景 .................................................................................................................... 1 設(shè)計(jì)的意義與目的 ................................................................................................................ 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容和功能實(shí)現(xiàn) ........................................................................................................ 2 設(shè)計(jì)的可行方案 .................................................................................................................... 3 Matlab+壓電傳感器 .................................................................................................... 3 Android 應(yīng)用 +光電傳感器 ......................................................................................... 3 第