智能手環設計研究

李俊霖 劉 歡 李星星

（沈陽化工大學，沈陽 110142）

引 言

近年來，隨著人口老齡化程度日益明顯，健康需求、保健意識與日俱增，可穿戴醫療技術強勢興起，可穿戴醫療設備層出不窮。目前可穿戴設備更多的開發和使用于健康監測方面，例如測量監測血壓、心率、血糖以及監測睡眠時間等，能夠有效地幫助人們隨時隨地監測自身的健康狀況，對于慢性病的預防和疾病預后效果都有一定的促進作用。研究顯示，2016 年智能手環占整個可穿戴裝置市場的57.8%。與國外可穿戴技術的研究相比，我國起步相對較晚，但發展很快。美國的一項研究指出，有大約16%的人使用包括智能手環在內的可穿戴設備，且今后會不斷增長。中國是世界盲人最多的國家，截至2010 年末，視殘者數量增至1 263 萬人，占殘疾人總數的15%（該數據來自中國殘疾人聯合會）。隨著人口的膨脹，視殘者數量還將繼續增加。而盲道，作為“盲人的專屬通道”，是盲人參與社會生活的主要途徑。但是據調查，在遼寧寒地城市盲道使用率非常低，過半的人很少見過盲人使用盲道，38%的人從未見過，僅有11%的人多次見過。視殘者很少單獨外出并使用盲道，大部分盲人外出須全程陪伴，且出行頻率較低，距離較近。本文主要是介紹智能手環的設計，研究其血壓監測功能方面的精準性，為該類智能手環在健康監測中的應用提供依據。如圖1 和圖2所示。

圖2 智能手環

一、手環設計與實現

通過考慮到遼寧省寒地城市的氣候特點，以及解決盲道積水路滑問題，并配套開發語音導航手環，讓盲人可以自由獨立出行，更好的到社會中來，感受智慧城市的溫暖，大大提升盲道的使用率，使得盲道成為智慧城市的一大靚麗風景線。

設計分為兩個部分，一部分是配套的智能語音導航手環，在具有磁性透水性能地磚上敷設永強磁磁塊結合由單片機、磁性傳感器和藍牙模塊構成的智能語音導航手環進行路面探測。一部分是對盲道材質進行了升級改造，成為磁性透水的盲道地磚，磁性透水性能地磚用于解決普通盲道地磚通水性能差，引起透水孔堵塞以及在冰雪天造成溝槽積水造成盲道路滑難以行走等問題。該手環具有GPS 定位、實時路況導航、精準預測紅綠燈、檢測靈敏度、提示音量可調節等優點。還可以通過磁性手環上的蜂鳴器提示盲人是否行走在盲道內。盲人在出行時，通過智能磁性手環對磁場的感應就可以檢測到盲人步行道，當盲人行走在磁性盲道內，手環蜂鳴器無聲音，當超出磁場范圍時，手環發出聲音，從而提示和引導盲人行走在正確的盲道上，還可以根據語音導航系統實時定位，使得盲人掌握實時路況信息，當盲人通過交通崗時語音提示紅綠燈情況，力保盲人的出行安全。

二、系統測試與總結

本系統測試人員共5 人，佩戴手環左右手隨機，分別測試走路、跑步狀態下計步，測試數據得出本系統有效穩定，精確度高。本文介紹了一種新型防積水盲道與智能磁性手環相結合的設計策略，該系統結構簡單，成本低，使用方便，能極大地提高盲人出行的便利性。該系統結合遼寧省寒地城市的氣候特點，解決盲道積水路滑問題，并配套開發語音導航手環，讓盲人可以自由獨自出行成為可能。經過實際測試，導航模式有效且較為可靠，且手環結構簡單、實用性強，具有很好的推廣運用前應用藍牙通信技術等。