基于Android的人體健康監測系統設計與實現

蘇興龍

?

基于Android的人體健康監測系統設計與實現

蘇興龍

（陜西工業職業技術學院，咸陽，712000）

針對當前人體健康的信息化需求，設計了一款基于Android終端的在線健康監測客戶端軟件。對Android系統架構及其特征進行分析，為后續的系統開發奠定基礎；從C/S模式、系統設計和系統實現的角度，對系統整體架構、系統功能等進行詳細的開發與設計，從而用戶通過手機即可實現對身體不同指標參數的監控。

健康監測；Android體系；C/S模式；服務器端；客戶端

0 引言

隨著現代物聯網技術、互聯網技術和移動網絡的發展，智能化成為當前社會發展的重要趨勢和方向。作為智能化重要基礎的傳感器，也在智能化的浪潮中快速發展，為智能化提供更為精準和可靠的數據支撐。而隨著人們在運動健身和健康方面的重視，智能醫療成為時代的新寵。通過對人運動數據和基本身體參數的采集,實現對人的24小時實時監控[1]。但通過對現有研究成果的總結發現，大部分的健康監測集中在單項健康指標上，也不能很好的對歷史數據進行存儲，對數據的二次利用效率也非常低。同時，隨著現代智能手機的普及，Android操作系統成為當前最大的用戶群體，并改變了以往的生活和工作方式[2]。對此，本文結合現有的Android 終端，提出一種基于Android系統的健康監測系統，并對其實現進行詳細闡述。

1 Android體系架構及特點

1.1 Android系統架構

Android是以Linux系統的基礎之上建立起來的，包括操作系統、應用軟件、界面、中間件等四個不同部分，主要采用軟件疊層的方式進行構建。通過這種疊層的方式，可對不同層的功能進行定義。

與傳統的Linux版本來講，Android系統并不是其翻版，也不是相關可重用組件的集成，而是在Linux內核基礎上所開發出來的一款軟件平臺和操作系統。該系統可以被分為四層[3-5]：應用層、框架層、運行庫層、Linux內核層，支持用戶根據自身需求自由開發。而Android架構主要分為應用程序層（Application）、應用程序框架層（Application Framework）、函數庫（Libraries Android）、Linux內核（Linux Kernel）4個部分，具體架構如圖1所示。

圖1 Android系統架構

通過圖1看出，應用程序層主要為系統本身或者用戶自定義安裝的相關應用程序，這兩者都可通過訪問系統提供的各類API接口[6]；應用程序框架主要為應用程序提供的API；函數庫主要提供應用程序開發的C /C + +庫[7]；Linux內核主要提供各種安全機制、顯示驅動等核心服務。

1.2 Android特點

開放性

Android作為美國谷歌公司所研發的一款當前最為流行的手機操作系統，自問世以來，該系統憑借其強大的開源性，受到用戶和開發者的歡迎。如在該系統發布后，就受到廣大各大手機制造商的青睞，并結合Android系統開發了各種不同的應用程序，促進了應用平臺在用戶中的推廣和使用。

移動性

Android平臺用戶只需要通過手機即可上網，并通過無線WIFI、移動網絡等方式實現網絡連接。

兼容性

基于Android手機開發的應用程序很多，這些應用程序擁有不同的功能，但不會影響不同應用程序之間的數據傳輸，由此使得其擁有很強的兼容性。

基于上述的幾個特點，本文則在Android框架上開發了一款健康監測的應用程序軟件。

2 B/S模式

B/S模式是建立在C/S模式基礎上。C/S模式是主要為分布式的兩層架構體系[8]，該體系的優點是客戶端和服務器端的交互性比較強，同時在數據傳輸、響應速度和對數據的處理能力方面，都有著其自身的優勢和特點。通過該模式，可以將任務合理的分配給兩端，從而減少了三層或四層架構模式帶來的通信開銷，成為當前手機應用程序軟件開發的一種主流技術。具體如圖2所示。

圖2 C/S架構

相比與C/S模式，B/S模式只需要用戶通過瀏覽器即可實現對系統的訪問，并且將傳統C/S模式中的客戶機負載全部放到服務器端，大大簡化和提高了用戶訪問效率。而作為健身軟件來講，不可能讓每個用戶都安裝客戶端軟件，同時還需要花費大量的時間和成本去維護。對此，結合系統實際，本文引入B/S模式，只需要通過點擊WEB頁面即可訪問系統。

3 系統詳細設計

3.1 系統整體架構設計

結合B/S模式的特點，本文將該系統分為客戶端和服務器端兩個主要部分，其中客戶端主要為用戶提供相關的健康監測功能，而服務器端主要系統提供數據服務和指令的封裝處理。具體架構設計如圖3所示。

圖3 系統整體架構設計

通過圖3看出，將用戶的請求進行封裝，并與后臺的服務器端進行交互，最后將查詢到的結果反饋給客戶端，實現對人體健康的存儲、監測等。

3.2 系統功能設計

通過結構圖對系統不同模塊功能的描述，其目的就是在保障系統邏輯運行的的基礎上，增強系統的一致性、可靠性、完整性和簡單性。本文結合健身監測的需求，將系統功能設計為如圖4所示。

圖4 系統功能設計

圖4中，根據C/S架構模式將功能分為客戶端和服務器端，其中客戶端用戶可登陸、注冊和查詢自己的健康狀況，并可與健康醫生進行互動和網上預約；健康醫生則可以與群體進行交流，并給予相關的健康建議，同時處理相關的健康預約。服務器端主要對系統基礎數據和信息進行維護，并對不同的角色權限進行分配。

3.3 系統通信設計

人體健康監測平臺設計的一個重要問題就是解決客戶端和移動端之間的通信。對此，在本系統的客戶端與服務器端的通信中，引入接口服務器?？蛻舳耸紫认蚪涌诜掌靼l送通信請求，再經接口服務器向應用服務器發送通信請求，通過應用服務器對數據的處理，將結果返回給接口服務器，最后通過接口服務器返回給健康監測系統客戶端。由此，通過接口服務器的方式，分擔了傳統的應用服務器的負載，使得系統在響應速度和時間方面都具有優勢，讓用戶很快登錄到健康檢測系統。具體響應流程如圖5所示。

圖5 客戶端與服務器端通信設計

3.4 系統流程設計

系統流程作為對系統使用的一種物理描述，其清晰的表達出在系統內部各個不同部件之間的流動關系。本文結合健康監測系統的主要功能，并根據其三個不同的就是，將整體流程設計為如圖6所示。

圖6 系統主流程設計

用戶在輸入用戶名和密碼之后，會直接登錄到相應的登錄界面。如用戶為首次登錄，則需要注冊，在注冊成功后，頁面會自動跳轉到相應的登錄界面。在完成對不同功能使用后，最后退出，并結束程序應用。

4 系統實現

4.1 登錄界面實現

對首頁登錄界面的開發中，采用eclipse作為開發工具，以jquery對網頁布局進行設計，從而實現的登錄界面，如圖7所示。

圖7 登錄界面

4.2 我的健康狀況界面實現

作為人體健康監測的重要指標，體溫、血壓、心率和血糖是其主要監控的指標。本文則將其主界面設計為如圖8所示。

圖8我的健康監測界面

5 總結

本文應用Android組件和B/S模式設計并實現了一款可用于人體日常生理指標監測的系統，用戶在借助相關可穿戴設備的情況下，只需要通過點擊網站，并在輸入相關的信息后，即可對自身生理數據進行24小時實時監控，從而實現了信息技術與健康的融合，促進信息技術的普及。

[1] 黃永健,王偉,謝廣明,等.物聯網家庭健康監護系統[J].兵工自動化,2013(11):87-90.

[2] 張志勛,王娟,何輝.遠程健康監護系統的設計與實現[J].工業儀表與自動化裝置,2014(01):20-22.

[3] 吳亞峰,索伊娜.Android核心技術與實例詳解[M].北京:電子工業出版社,2010.548.

[4] 郭志濤,郭忠,王振.基于 Android 平臺的智能醫療系統的設計與實現[J].鄭州大學學報(工學版),2014,06:60-63.

[5] 馬勇喆.基于Android平臺的高校訂餐軟件設計與實現[J].信息技術,2016,03:170-174.

[6] 王艷敏,李永忠,呂少偉．Android平臺下文件透明加密技術的研究與實現[J]．計算機技術與發展，2014，24(9):137－140．

[7] 劉從軍,張瑞.基于Android平臺智慧企業管理的設計與實現[J].信息技術,2015,08:179-181.

[8] 王博,李琪.基于C/S模式的員工信息管理系統的設計與實現[J]．軟件導刊，2012，11(8):111－112.

Design and Implementation of Human Health Monitoring System Based on Android

Su Xinglong

(Shaanxi Polytechnic Institute, Xianyang 712000, China)

According to the information needs of the current perple health, an online health monitoring client software based on Android terminal is designed. Firstly, the Android system architecture and its characteristics are analyzed, so as to lay a foundation for further system development. Secondly with the viewpoint of C / S mode, system design and system realization, the overall system architecture and system function are developed and designed, so that the users can realize the monitoring of physical parameters by their mobile phone.

Health monitoring; Android system; C/S model; Server; Client

1007-757X(2016)12-0044-03

TP311

A

蘇興龍（1983-）男，陜西咸陽人，講師，碩士，研究方向：計算機方向，咸陽 712000

（2016.06.24）