写论文十分论文：个人健康助理的研究与设计

1绪论

1.1课题研究的背景
“富贵病”又称“现代文明病”,成因目前没有准确定论,专家普遍的公认的观点为:在长期营养充足的生活环境下,由于工作压力大和生活节奏快,缺少日常体育锻炼,产生的非传染性流行病。病情高发地区往往是发达国家或者经济快速发展的国家。与以往人们观念相悼,富贵病的患者并非都是富裕人群。贫穷的概念在如今并非单单指生活水平,更多的是健康方式贫穷的社会群体,“富贵病”程度更加严重。最新可查的官方数据是中国疾病预防控制中心慢性非传染性疾病预防控制中心发布报告:2010年,在中国人成年群体中患高血压类疾病的概率高达35%。根据已公布的数据,我国高血压患病人数已经突破3.3亿人,单就2010全年因高血压而造成的死亡就有约45万人,直接造的全国卫生经费损失超过了660亿元,占到全国卫生财政支出3.4%。同时,高血压还伴随着一系列的并发症,中风就是中国死亡人群的第一大杀手。
诚然,富贵病和周边因素(诸如生活环境、空气质量、饮用水卫生等)紧密联系,但是,导致现代“富贵病”高发的另外一个重要因素就是现代人在日常社会中的缺少必要的体育运动。国家针对此类问题进行过多次大规模营养监测,近30年来我国的食物消费改变结构的改变趋势是动物性食物占比上升,谷类食物占比下降。高热量食物摄入量增加,体育锻炼减少,以及社会节奏的加快,是导致高血压等患病率明显升高的主要原因。
本系统在设计思想上,将人体参数采集与显示分开,通过短距离网络实现数据传输把信息合理高效的使用。同时,也对未来更先进的便携式医疗设备提供设计思路。
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1.2本文的内容安排与结构安排
本论文研究的主要内容是基于体域网的可穿戴健康监测系统的设计与实现,并讨论了此系统实现的技术难题和研究侧重。
第一章绪论,较为详实的介绍了可穿戴个人健康系统的研究背景,并描述了国内外在可穿戴及其医疗分支领域的研究成果,并简单的介绍本论文主要探讨的问题和后面章节的安排。
第二章介绍了本系统所涉及到的技术原理。有很多的概念需要结合可穿戴设备的特点加以修改或者重新的设计,如体域网的相关概念,与传统无线传感网络的对比有哪些异同,目前世界上智能移动操作系统蓬勃发展,移动操作系统的系统结构和应用开发要点。
第三章是对个人健康助理的整体设计,搭建了主要的模块和设计了整体框架。选择了合适的无线通信标准,最后对本系统的实际需求做了详细归纳。
第四章对以给出的总体框架进行具体实现,介绍所选商用元器件的参数,通信网关的设计和移动应用的开发。讨论了个人健康助理系统实现所需解决的技术难题和研究方向。
第五章结论,总结文章的基础上,认清现阶段研究的不足,给出今后课题继续深入的课题。
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2系统相关技术综述

2.1体域网
低功耗大规模集成电路,无线通信和电池技术的长足发展,使得体域网的出现不再是梦想,体域网也被称为人体传感网络。作为物联网的重要组成部分、无线传感网络的生命科学领域的应用,体域网所包含的技术范围也是非常广泛的。所以医疗可穿戴系统既要求有扎实的生物工程技术基础,又要求无线传感网络稳定高效。对于数据精度要求高,监测范围特定,体积微型化、低功耗,便于操作及适用人群范围广等特点。体域网集成了质量小,智能化工作,成本低廉和丰富的网络模块。其中,传感器节点或佩戴与人体表面,或分散于外部服装。传感器节点主要分为两大部分,即人体理化数据的监测传感器(通过血压,体温和心率)以及运动监测(通过计步传感器和运动陀螺仪)。所有的传感器节点能够采集人体的生命特征和理化信息、日常活动量信息及用户所处的环境信息,快速处理。如果是比较复杂的信息,还可以通过网络实现云处理。体域网是对目前医学束手无策的富贵病,所釆取的一种“妥协”解决方案,主要依靠对慢性疾病的预防和干预,于未来医学界重大突破之前,最大限度的保障病患的生活品质。
根据传感器所设用的场景不同,可以归结为以下几个分支：
1）植入式的传感器节点直接利用微传感器技术,将节点送入人体,可直接作用于患处;
2）穿戴式的传感器节点此类传感器节点可以穿戴在人体身上,如智能电子血压计;
3）环境感知的传感器节点通过对人体周围环境的感知,来做出相应的数据搜集和预测,如GPS。
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2.2Android智能手机的普及
2.2.1智能手机系统的发展
作为可穿戴设备的信息处理、转发中心,必须具备高效的数据处理能力和良好的可操作性,这在以往需要体积较大的计算机能处理。而智能手机的出现改变了这种格局,也使可穿戴设备的普及,给予了强有力的平台支撑。
智能手机,可以使用多种网络服务,关联手机硬件和操作系统等各类软件应用来增强其功能的延展。通过丰富的应用程序进行功能衍生,庞大的网络资源进行信息导入,再配合传统手机赋予它的通信功能,所以从诞生之日起,智能手机不断蚕食传统的手机市场。由于拥有非常完善的幵源操作系统,使得他的研发成本进一步降低。

从表1可以看出,整体的出货量来说,智能手机是不断增加的,这一切都促使手机即将成为可穿戴设备的信息处理中心。此外,现在智能手机还有比较大的存储功能,完全可以把暂时接受到的数据存储起来,等到有联网条件之后,再发送出去。
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3系统总体设计.............14
3.1总体设计.............14
3.2通信模块的标准选择...........15
4系统的硬件设计..........18
4.1重力加速传感器...........18
4.2压力传感器........19
5系统的软件设计.........25

5系统的软件设计

借助数据可视化技术,能让用户通过测量结果了解自体的健康状况,对富贵病进行长期的追踪,防止意外的发生。

5.1普通Android应用和可穿戴应用的差别
本节主要讨论个人健康助理配套的Android应用开发,鉴于篇幅,只给出关键的一些步骤。
通过手持设备,我们能轻松的实现对可穿戴设备传感器的控制。相比与其他的Android应用程序,可穿戴应用在设计、应用场景以及需求方面截然不同。下面是普通应用和可穿戴设备应用主要的主要区别:
可穿戴应用功能要突出。可穿戴设备不需要想传统应用那样大而全,只需要满足基本需求的几个功能即可,多数的功能完全可以通过智能手机进行补全,不能做的臃肿。
手机与可穿戴之间的关系。应用程序完全可以独立运行在手机里。通过系统、可穿戴之间的通信,完成信息传递。当然,有些可穿戴设备不具备显示装置,也可以直接用手机屏幕代替。

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6结论

本论文研究了健康监测系统的相关成果,参考中外先进研究成果,设计和实现了可穿戴式个人健康助理,满足饱受富贵病困扰的人群能实时观察自己的身体状况的需求,力求在生活中能避免发生危险的情况。

6.1工作
本论文主要做了一下工作:
1.分析了可穿戴个人健康系统的研究背景,并描述了国内外在可穿戴及其医疗分支领域的研究成果,提出了可穿戴设计的整体方向。
2.介绍了本系统所涉及到的相关知识,比较并选择了合适的无线通信标准,最后对本系统的实际需求做了详细归纳。分析了可穿戴设计和传统物联网设计时的异同点。
3.介绍所选商用元器件的参数,通信网关的设计和移动应用的开发。讨论了个人健康助理系统实现所需解决的技术难题和研究方向。
4.针对前面提出的可穿戴系统,配合智能手机,研发相对应的应用程序。实现运动与健康监测两大方面的整合,满足所有人群(健康和富贵病患者)的需求,让人们的生活进入可穿戴的智能时代。
参考文献（略）