基于藍牙傳輸的遠程健康檢測報警系統

王凱+成浩+陸遠廣+熊勝+梁戈+彭冰倩

摘要：我國人口老齡化日趨顯著，發展老年健康服務產業，有效地將家庭、社會的資源結合起來，承擔起關愛老人的責任成為當下熱門話題。智能可穿戴設備能夠給老年人提供時間顯示，心跳、血壓、脈搏檢測等信息，并對不良情況實施報警，能起到很好的健康維持作用。在現今市場，已有的智能可穿戴設備得到廣泛推崇，但都有不足，特別是針對老年人，因此，盡快改進這些設備顯得尤為重要。

關鍵詞：藍牙傳輸；健康檢測；報警系統

1 引言

近些年，物聯網以驚人的速度蓬勃發展，其中尤以可穿戴智能設備最為惹人注目。這些可穿戴設備能夠監控生物計量指標，從而可以更高效地管理我們的健康和健身。

智能可穿戴設備市場已經從啟動培養階段到現在的終端產品的不斷完善以及生態系統的逐步建立，例如功能的豐富性，結果實用性及服務性特征等，都有進一步的完善；很多功能及性能實現已有進一步的技術突破，例如，功耗、體積以及使用的方便性等；開發可穿戴設備的公司越來越多，幾乎幾乎所有的品牌手機廠商都在進行著某種形式的投資及開發；越來越多的IDH參與到相關技術的研發，尤其是在軟件數據處理方面。

然而在老年智能可穿戴設備上國內市場幾乎空白。從而有了很大的市場。目前，人民的生活質量在不斷隨著經濟水平的提升而提升，人類的健康問題得到了社會的高度關注，特別是現代老年人的健康備受成千上萬的家庭關注。并且，加上現今老年人獨居現象的普遍性和交通便利造成的老年人交通事故的隨機性，如何保障老年人的健康得到了家長們的高度重視；與此同時，老年人的健康狀況不穩定，自己身體的各項生理參數波動起伏大，并容易受到外在因素的干擾。隨時記載老年人們的各種參數，對保障他們的身體健康具有重要意義。

2 研究內容及擬解決方案

2.1 生命手環功能設計

生命手環形態是設計成戴在使用者手腕上的僅3厘米寬度的手環，里面包括有血壓傳感器、血氧傳感器、脈搏傳感器、GPS定位芯片、藍牙傳輸芯片以及中央處理芯片。血壓傳感器、血氧傳感器以及脈搏傳感器通過與中央處理器連接，每隔三秒把人體的血壓、血氧和脈搏情況反饋給中央處理器，中央處理器把數據發給終端，與數據庫數據進行對比，再把結果反饋到用戶的APP上；另外，GPS定位芯片與藍牙傳輸芯片通過與中央處理器連接，把準確的位置數據，通過gsm技術，傳送到用戶的APP軟件上，用戶就可以隨時隨地的了解老人的位置，當老人遇到突發狀況，如心率、血壓、體溫等等生命體征超過或低于設定值時，其家人接到警報信息后可以快速準確地呼叫急救服務，最大限度地減少了因突發健康狀況來不及救援而釀成的慘劇。

本產品有以下功能：

（1）GPS定位：手環具有定位系統，通過移動設備可以準確顯示手環所在位置。

血壓測量：手環能準確測出人體的血壓變化情況，把數據反饋到數據接收端。

血氧與脈搏測量：手環內部集成有血氧與脈搏傳感器，能準確測出人體血氧與脈搏情況。

（2）遠程診斷：擁有智能診斷處理系統，通過與數據庫數據對比分析，第一時間診斷出人體的健康情況。

（3）與手機APP同步：手環數據傳輸到終端，與數據庫數據對比分析，把最終結果定時與手機APP同步。

（4）遠程報警：手環反饋的數據如果異常，終端會在第一時間把分析結果反饋到用戶手機，并進行報警提示。

2.2 擬解決途徑

針對我們研究的項目內容和所要實現的基本手環功能，我們經過前期一段時間的討論策劃，基本確定擬解決方案。

（1）合理排布GPS，血壓、血氧、脈搏測量器，藍牙、顯示器，陀螺儀等設備。如果Arduino電源開啟，并和生命手環應用配對完畢，那么主板將每秒讀取加速計數據20次。接著，它將數據每秒發送一次到移動設備上。加速計測量x軸、y軸和z軸數據（20次x3軸），發送它們到移動設備上。安卓應用收到兩秒之間的數據進行比對，找出用戶在步伐加速上的周期。在用戶步伐加速時，就計算為用戶踏出了一步。接著，安卓應用根據用戶的體重和步數計算消耗的熱量，并按月、日和小時進行疊加。我們團隊用了Arduino板Arduino Pro Mini 3.3伏（ATmega328）。選擇它的原因是它能在鋰聚合物電池3.7伏電壓下工作以及它的尺寸。如果你不介意模塊和電池的尺寸，而僅僅拿來測試，那用Arduino Nano板也未嘗不可（容易實現和測試）。Arduino Pro Mini以8兆赫頻率工作，在5伏時則是16兆赫，但8兆赫的頻率就足夠了。總的來說，只需要準備Arduino Pro Mini 3.3伏板和USB異步收發機轉接器模塊。

（2）建立數據庫，實時監測各手環佩戴者的生命體征。設計軟件將手環與手機APP通過藍牙整合在一起，實時監測手環位置及健康狀況。（3）將健康數據通過子APP共享給子女。用的藍牙模塊都是HC-06模塊，而且有控制界面板。界面板上有重設按鈕、工作狀態LED，支持3.3伏或5伏工作電壓，就顯得比較方便，但尺寸就較大了。而LED不是必須的，而且還耗電。所以我直接就用HC-06模塊，忽略界面板。

3 團隊密切協作

對于人員分工及管理，負責人進行全面的管理工作，下一級分為業務部（負責宣傳及收集市場信息，以及后期后期擴大市場尋找合作）、技術部（負責硬件的維修保障和軟件的性能，包括軟件的執行性能和安全性）、財務部（負責日常財務管理及核算工作）。技術部負責項目APP的開發更新維護主要負責記錄手環采集到的各項人體生命體征數據，數據庫的制作以及顯示界面的制作，收集整理材料；負責手環模擬電子電路部分的設計與制作，元器件以及相關模塊的購買，系統測試，說明書的撰寫工作；負責設計內置手環中的GPS定位系統，智能手環與手機APP間的藍牙數據傳輸和手環檢測人生命體征的傳感器系統的設計制作，以及各模塊的整合調試。負責協調調整各模塊的應用環境和跟進項目的各個功能模塊的設計開發進程，確保系統整合后穩定工作。

4 遠程健康檢測報警系統開發特色與創新點

生命手環體積小，便于佩帶，老人們容易攜帶，且不易丟失；一鍵呼救，操作簡單，“傻瓜式”操作更適合老年人擁有；GPS智能定位，方便快捷救助；時間顯示，心跳、血壓、脈搏檢測，功能多樣，給予消費客戶多種到位的服務；低功 耗藍牙4.0數據傳輸，速度快、接受方便；高能鋰電池，續航能力強。

5 應用前景

智能可穿戴設備市場在不斷擴大，老年人對于可攜帶的智能手環的需求質量越來越高，現在市場上能用于老年人群體并且可以實施報警功能的生環手環還沒有出現，本研究期望在已有的技術基礎上突破難關，制造出穩定可靠的生命手環，填補現今市場的空白。便攜生命手環給老年人的出行帶來了巨大的方便，同時解決了一系列不確定性問題，是一款值得探索的設備。

基金項目：本論文是國家大學生創業訓練項目階段性成果，項目編號：201610595064