基于安卓智能终端的多生理参数家庭健康监护系统

摘要

在当下，以个人健康为主要出发点的可穿戴设备技术成为了研发的热点。智能手机作为普及程度很高的个人设备，其通用处理能力要远远超过特定的家用医疗监护设备。本文的目的在于找出一种将智能设备与人体生理参数的监测合二为一的方法，充分利用移动智能终端过剩的处理能力作为创新点，提出一种方便、快捷、低成本的家庭多参数健康监护设备。而Google公司于2011年开放的Android Open accessory API使得这一切成为可能。
　　本文提出了一种基于安卓智能终端的多生理参数家庭健康监护系统，该系统可以测量人体的体温、呼吸频率和心率等参数，在文中的介绍可以分为硬件和软件部分。硬件部分由操作系统版本为4.1.2的安卓智能手机、FT311D协议转换芯片、MLX90615红外测温传感器和MS5805-02BA01高分辨率气压传感器四个部分构成。两个传感器均通过I2C接口与FT311D连接，并将FT311D的工作模式配置为I2C通信传输。在另一端，安卓终端通过USB线与FT311D相连，构成整个硬件系统。软件部分主要是安卓应用程序，用于提供人机交互界面、执行操作和数据处理。从程序结构的角度来说，主要可以分为与硬件联系紧密的接口层和以具体功能部分实现的用户层。从程序功能的角度上来说，应用程序实现的作用包括提供人机界面，数据采集和数字信号处理。
　　呼吸频率和心率测量功能的实现是先通过MS5805-02BA01气压传感器对封闭耳道内的气压值进行采集（取采样频率fs=10Hz，采样点数N=256），将数据在程序中经过快速傅里叶变换（FFT）处理，最终得到离散信号的幅频特性响应，从而确定呼吸频率和心跳频率。体温的测量则是通过红外测温传感器对耳道内温度直接测得。
　　文章的最后对系统进行了功能测试，确定了方案的可行性、科学性及便捷性等特点。

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1 绪论

1.1引言

1.2关于生理参数监测技术的研究现状

1.3研究内容与主要工作

1.4论文组织结构与章节安排

2 基于安卓智能终端的多生理参数家庭健康监护系统结构

2.1系统架构概览

2 . 2传感器芯片与I 2 C协议

2.3基于安卓系统的Android Open Accessory接入标准

2.4 FT311D芯片的功能介绍

2.5数据处理原理

2.6本章小结

3 安卓智能终端应用程序的开发方案

3.1安卓应用程序开发方案设计

3.2安卓应用程序开发环境搭建

3.3安卓应用程序主要结构

3.4本章小结

4 系统功能测试与分析

4.1体温测量功能测试

4.2心率及呼吸频率测量功能测试

4.3本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录1 FT311_breakout开发板电路原理图

作者在攻读硕士学位期间发表的专利

致谢