基于嵌入式智能手环的设计与开发
基于嵌入式系统智能手环的设计开发
：赛专业：信号与信息处理学号：6141904011
1.设计目的
随着科技的进步，智能化成为了人们关注的焦点，同时也越来越贴近人们的生活。人们对于健康生活方式的需求催生出了智能可穿戴设备，智能手环就属于其中的一种代表性产物。其主要应用于监测运动，监测睡眠以及智能化的安排人的生活作息方式等。是一款突出个性与人性的智能化产物。本文讲述一套初步的智能手环解决方案，对于智能手环的设计以及制造有可行性方案指导作用。
2.用户需求
智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。
图一智能手环样图
名称侧重点数据传输亮点不足推荐指数Jawbone up Fashion 3.5mm耳机
孔
设计感突出大小不可调4星
Nike-Fuelb
and
运动蓝牙多样运动趣
味
功能少3星
Bong 自动同步蓝牙Ipx7防水充电不便3星
Mi手环MIUI 蓝牙便宜设计是硬伤4星
表一热门智能手环对比
智能手环置低功耗蓝牙
4.0模块，可以与手机、平板、PC客户端进行连接，可以随时
随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。另外，智能手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微博等社交网络端进行分享。
3.性能指标
3.1MCU和蓝牙模块
nRF51822是一款为超低功耗无线应用(ULP wirelessapplications)设计的的多协议单芯片解决方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ协议栈，整合了射频发射电路，一个ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB的RAM。
图二 nRF51822性能参数
nRF51822性能优点：
（1）部RC振荡器的误差是2%（30分钟/天），即使校准后只能达到250ppm（22秒/天）；
（2）外部晶振，一般能达到40ppm（3秒/天），误差非常小；
蓝牙BALUN可以使用分立器件，也可以使用ST定制的BAL-01D3。设计中我们使用了定制器件BAL-01D3，保证了信号的性能以及减小了的板卡尺寸。注意：如果更改nRF51822的封装，需要将定制器件型号改成BAL-02D3。
BALUN电路输出端，需要一个π形电路（起到阻抗匹配的作用），需要根据实际情况在三个位置上增加电容或者电感。调整的依据是根据史密斯圆图（如下图所示），把阻抗调整到中心点，达到最大的功率输出效果。
4.过程描述
智能手环功能实现流程图：
智能手环
G-senso
图三 智能手环功能实现流程图
5.系统结构
智能手环是由数据连接模块运动传感器 三轴加速度传感器
电池（可充电或纽扣电池） 闪存芯片 蓝牙通讯模块 震动马达
指示灯或显示屏幕（有些可能没有） NFC （目前只看见 Fitbit Flex 有）
核心部件是：蓝牙传感器，ActiGraph 体动记录仪等组成。其结构组成图如下：
图四 智能手环结构图
6.系统任务关联
6.1 G-sensor工作原理
重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器，主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量。在测量平台倾斜角时，将重力传感器垂直放置于在所测平台上，重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致，在水平状态下应与水平面平行，如图五所示，其中α 为平台沿某一方向的倾斜角。重力传感器的质量块由于受到重力加速度g 在倾斜方向上的分量α 的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。若重力传感器在水平状态下的输出为0 V ，倾角为α 时的输出为α V ，且在1g 加速度作用下的输出为V ，则有：
V0 =V / g ×sinα ×1g +V α
即：
α = arcsin[(Vα ?V0 ) /V ]
图五 G-sensor工作原理
系统任务关联流程图如下：
图六系统任务关联流程图
6.2跑步和运动速度监测
运动检测主要采用三轴加速传感器来实现，这也是手环的最核心的组件之一，这个组件的作用是计步测量。简单来说，三轴加速器的工作原理是，当人在正常行走时其实会产生水平和垂直两个加速度，当用户迈步时，单脚着地重心上提，垂直方向呈向上加速度，而继续往前走重心回落，加速度方向。而在水平方向，则是迈步时向前加速，收脚是减小。当用户迈步时，单脚着地重心上提，垂直方向呈向上加速度，并向前加速。而手环中的三轴加速器，就是通过人体这样不同的加速度变化可以绘制出一条正弦曲线。以垂直方向加速度正弦波为例，从波谷到波峰再到波谷就是正常人一个步伐的过程，如此就可以推算出用户行进的步数。
图七运动检测实现原理
6.3睡眠监测
使用体动记录仪跟踪您的睡眠，监视您的微小运动，以确定您是处于清醒、浅度睡眠还是深度睡眠中。
睡眠深度一般是以身体活动减少和感觉灵敏度降低作为衡量指标的，目前对于睡眠深度的精确测量还是比较困难的。
睡眠监测是通过传感器监测人的动作，以系统的计算方式进行累计计算，每2分钟记录一次合计值，与此同时的姿势数据得到记录。通过计算来判断睡眠状态。
6.4 数据的同步
智能手环数据的同步主要有三种同步方式：蓝牙，NFC，USB。对于三种同步方式有不同
7.主程序结构
Layout 马达模块
显示
移动终端
蓝牙/NFC 模
块
睡眠/计步
天线匹配LED
G-sensor
图八 主程序结构流图
7.1马达模块
（1）普通马达模块
（2）线性马达模块
7.2电量检测模块
电池的电量和电压有对应关系，系统只要检测到电池电压，即可映射成电池剩余电量。电路如下：
图九 电池电压监测电路图
百度智能手环硬件设计
百度智能手环硬件设计 百度在线网络技术（北京）有限公司
目录 1. 硬件方案总体介绍 (3) 2. MCU和蓝牙模块 (5) 3. G-sensor模块 (7) 4. 按键输入模块 (8) 5. LED显示模块 (8) 5.1 LED灯控制模块 (8) 5.2 LED点阵列控制模块 (9) 6. 马达控制模块 (11) 6.1 普通马达模块 (11) 6.2 线性马达模块 (11) 7．电量检测模块 (12) 8．外部复位模块 (13) 9．充电电路模块 (14) 10．系统电源模块 (14) 11．电池保护模块 (15) 12．调试接口 (16) 13．手环layout建议 (16) 13.1 天线 (16) 13.2 射频电路 (17) 13.3 传输线阻抗匹配 (18) 13.4 晶振走线 (20) 13.5 地平面 (20) 13.6 电源 (20) 13.7 Buck芯片走线 (22) 附表1 (22)
1.硬件方案总体介绍 百度智能手环基于Nordic公司nRF51822芯片开发，芯片集成BLE蓝牙4.0协议。 使用LIS3DH作为加速度传感器，进行运动和睡眠监测。 开源遵循 Apache License, Version 2.0，详情参见： https://www.sodocs.net/doc/d612027809.html,/licenses/LICENSE-2.0 手环硬件电路设计部分，包括一颗集成BLE功能的MCU（nrf51822），和由MCU控制的各种外设: ●蓝牙射频电路； ●使用SPI接口的G-sensor； ●使用I2C接口的线性马达驱动电路； ●使用I2C接口的LED点阵驱动，与线性马达共用总线； ●使用GPIO的按键输入； ●使用GPIO的LED灯； ●使用GPIO的普通马达驱动电路； ●外部复位电路。 下图是百度智能手环公版的结构图：
老年智能手环产品需求说明书(PRD)
文档编号：xxxxxxxxx 老年智能手环产品需求说明书
1.市场需求 1.1目前业务需求 ●XXX 出货量xxxxx件/月 ●XXX 出货量xxxx件/月 随着科技的发展,多功能智能手环越来越普及, 基于目前的市场需求和相关客户要求,设计涵盖通信、定位、个人健康管理的老年智能手环越来越受到市场的欢迎。 多功能智能手环 产品尺寸：L:XXXmm*W:XXXmm*H:XXXmm 序号名称数量单位备注 1 智能手环 1 台 2 说明书、保修卡、合格证 1 本各1本 3 包装盒 1 套含珍珠棉 4 电池 1 PCS 300mAh聚合锂电池注明：以上为整套产品的标准配置清单，以上范围之外的配件均需额外支付费用
1.2市场需求 ●价格：200~2000元/件。 ●产品使用期：≥3年。 /*********************/ 目前电量情况分析 充电时长：2小时 工作时长：5天 待机时间：10天 实际电池容量为：300mAh /*********************/ ●符合手上人体学特征，方便携带。 2.用户需求 1.可打电话； 2.可与其它电子产品数据互传； 3.支持OTA升级; 4.可精准定位； 5.支持一键求救； 6.支持身体体征检测； 7.可进行身体健康分析； 8.支持日常生活其它功能（闹钟，语音播报等）。 3.产品需求 3.1产品概述及目标 老年智能手环作为当前发展迅速的消费类电子产品，由于携带方便，可集成功能越来越丰富；为了满足更广泛用户群体的需求，本多功能智能手环集成了蜂窝网络、蓝牙、Wif、GPS/北斗等通讯功能；同时可检测人体血氧、血压、血糖等人体体征参数，生成人体健康报告，可作为日常健康管理工具。 3.2产品目标
智能手环商业实施计划书
智 能 手 环 商 业 计 划 书 团队成员：刘XX 李XX 杨X 负责人：张XX 学校：山东工商学院
【摘要】：21世纪的社会是智能化社会,智能生产、智能生活将是未来社会的必然趋势,智能化将会成为未来社会的一种主流,为顺应市场需求推出智能手环项目,并拟将在产品概念上创新,在商业模式上创新,在服务模式上创新。智能手环项目商业计划书就是为推出智能手环项目时能有一个纲领性指导文件而撰写的。在本商业计划书中,将会研究到智能手环在智能化社会中的实现意义如：空巢老人的严重化及留守儿童，适合各类人群的消费理念。以及在智能化社会发展历程中的历史地位,并将具体研究智能手环项目上的商业模式以及与此项目有关的一些管理学课题：如战略管理、项目管理、市场营销、财务管理等等。本商业计划书将分析智能手环的行业外部环境；分析行业内部情况,认清行业现状和市场格局,为项目的切入寻找突破口；在市场营销方面,分析来细分市场、寻找目标市场以及准确界定自己的市场定位；营销组合策略为项目产品打造完善的营销体系；运用财务管理知识,对智能手环项目的投资和财务情况进行预测,并对该项目可能出现的风险进行了预测,这样有效规避了不必要的损失,为持续运作和发展奠定坚定的经济基础。 【关键词】：商业计划书智能手环行业生态系统商业模式
目录 中文摘要...........................................................................................一、诸论. (1) （一）背景和意义 (1) （二）研究的内容和方法 (3) 二、智能手环的商业模式及项目概述 (4) （一）智能手环的商业模式设计 (5) （二）智能手环项目和服务项目的概况及市场格局 (6) （三）智能手环项目组织架构设计及团队建设 (6) 三、智能手环项目的环境分析 (6) （一）宏观环境的分析 (8) （二）智能手环行业环境的分析 (9) （三）项目的SWOT (11) 四、市场营销 (12) （一）STP分析 (12) （二）营销组合策略 (13) 五、财务管理与风险控制 (13) （一）财务预算的前提和基本原则 (13) （二）财务评价 (14) 参考文献 (15)
智能手环解决方案
智能手环解决方案 深圳智能手环方案公司《酷点网络》认为：智能手环最先在1982年，由日本精工通过其收购的公司推出过一款可编程的手环，这也就是智能手环的原点。现在的智能手环是内置智能操作系统、通过连接网络来实现多种功能的手表产品，一般能同步手机中的电话、短信、邮件、照片、音乐等。 手环类产品比手表类产品诞生的更早，但因为早期的实用性，使得手表被广泛地使用，手环也就一直处于手表的背后隐而未发；而在物联网技术的发展下，技术可以满足手表形态产品的时代，手环又成为了智能手表硬件形态链条上的一个垂直领域，安全类手表产品和移动健康手表产品也同样在智能手表的垂直细分之中，这些形态的存在都是为了能够在某个垂直领域能够满足相应的需求。在北京、上海、广州、武汉、成都、东莞、佛山、珠海、中山、惠州、汕头、厦门、南京、苏州、无锡、杭州、厦门、大连、天津、合肥、长沙、贵阳、昆明、南宁、南昌、福州、宁波、温州、郑州、西安、沈阳、济南、青岛、太原、重庆、无锡、青岛、海口智能蓝牙手环开发方案，手机app软件开发公司--酷点网络。 智能手环方案开发 智能手环由运动传感器、电池、闪存芯片、蓝牙通讯模块、震动马达、指示灯或显示屏幕、体动记录仪等硬件结合，从而采用医用橡胶材质，手环内部内置了一颗续航时间可达10天的锂电池，可以触点USB充电，还内置一个震动马达和一个3D三维计重力加速度传感器，监测运动数据360°全方位，测量也更加精确。手环实行单键设计，操作简便。 智能手环的工作原理是运动监测功能通过重力加速传感器实现。传感器通过判断人运动的动作得到一些基础数据，再结合用户之前输入的个人身体体征的基本信息，根据一些特定算法，得到针对个人的个性化监测数据，诸如运动步数、距离以及消耗的卡路里等，从而判断运动的频率和强度。由于每个人运动随个人身体体征的不同而产生不同的效果，因而用户在使用手环进行监测前需要在APP中录入自己的性别、年龄、身高、体重等信息，信息自动同步到手环中，通过传感器监测运动动作，经过特定算法最终实现运动监测的功能。智能手环功能介绍 智能手环从功能上可以区分为两类： 健康管理类：将手环佩戴在手腕上，通过运动传感器，监测用户每天的运动量、消耗的卡路里和睡眠质量。也可在平时简单训练中，为用户提供运动方面的健康建议，同时能督促运动量少的上班族定时起身运动，一般通过蓝牙将数据传送到手机上； 智能手环方案介绍 医疗器械类：可以实现对慢性病的监测（如鼾症、血压、血糖），从前期检查到后期报告在家中就可完成，然后将数据传送给医生，实现医患互动。此类产品适合中老年人及慢性病高发人群。
跑步训练智能手环技术方案
跑步训练智能手环 总体设计方案 撰写：刘述亮、陈定罡、陈东、于旺、李进 科大创客空间 2014年11月
目录 1、需求分析 (3) 1.1 项目背景 (3) 1.2 项目需求及关键技术点 (3) 2、跑步训练智能手环总体设计 (4) 2.1 设计原则 (4) 2.2 系统总体架构 (4) 3、实现方案及关键技术 (6) 3.1整体设计 (6) 3.2嵌入式主控系统设计 (6) 3.3电源模块设计 (6) 3.4北斗定位模块 (6) 3.5脉搏、血氧检测模块设计 (8) 3.5.1脉搏、血氧检测原理 (8) 3.5.2近红外发射模块 (8) 3.5.3光电二极管 (9) 3.5.4现有应用 (10) 3.6 指南针模块设计 (10) 3.7手环解开检测模块设计 (11) 3.8 GSM\GPRS通信模块设计 (12) 3.9人机界面设计 (13) 3.10跑步路程计算算法设计 (14) 3.10.1路径直线差值求和法 (14) 3.10.2路径曲线拟合积分法 (15) 3.10.3基于已知路径的位置匹配路程计算法 (17) 3.11数据管理终端 (17) 4、手环结构设计 (18) 4.1手环结构布局 (18) 4.2手环材料选择 (19) 4.3手环外壳加工工艺 (19) 4.4手环效果图 (20) 5、关键技术总结及改进方案 (21)
1、需求分析 1.1 项目背景 生命在于运动，而跑步锻炼是人们最常采用的一种身体锻炼方式。通过跑步达到强身健体的作用也要讲求科学锻炼。运动强度不足达不到锻炼的效果，运动过度容易导致运动损伤，甚至出现过度运动猝死。为了使跑步训练更加精确化定量化，对跑步训练过程中，跑步的时间、速度、路程、心率、血氧饱和度的测量反馈就非常关键。特别是针对群体跑步训练的反馈和数据分析对于整体的训练具有很强的指导性。 随着可穿戴设备和智能硬件的发展，越来越多功能应用都可以通过可穿戴智能设备实现。通智能手环来监控反馈跑步训练的参数，使得跑步训练更加科学化。 1.2 项目需求及关键技术点 跑步训练智能手环集成有北斗定位模块，能够得到跑步训练者在不同时刻的位置，通过记录的位置时间信息便可以得到跑步训练者的速度，跑步的路程、心率、血氧等信息。再通过GSM\GPRS通信将数据传到后台服务器，进行进一步的管理分析，便于反馈和调整使得训练更加科学化。在集体训练中还可通过手环解开检测来防止作弊以及手环丢失。 本手环初步应用的于集体训练，训练项目包括：5公里长跑、400m障碍跑、100折返跑、100游泳。训练场地既可以是固定训练场地和野外。因此教练需要配备专门的手持式便携数据管理终端，能够通过GSM\GPRS网络通信，携带方便，不受因特网限制。方便教练及时了解训练成员的所有信息情况。在临时断电断网，或者无网络信号的地方正常使用。 跑步训练智能手环主要完成以下功能： 1）北斗定位，跑步路程精确计算； 2）脉搏检测 3）血氧检测 4）指南针功能 5）手环解开检测 6）通过GSM\GPRS与后台服务器通信； 7）通过人机接口设置手环的工作模式，包括：5公里长跑、400m障碍跑、100折返跑、100游泳； 8）显示跑步训练的相关参数，如跑步速度、路程、时间； 9）报警提示，提示运动过度、犯规等 数据管理服务终端功能： 1）能够接收各个训练手环返回的数据，数据包括手环的佩戴者、参加的训练项目、进度、成绩、犯规情况、脉搏血氧等生理状体。 2）能够及时对犯规以及其他突发情况进行报警，提示教练； 3）对成绩进行计入存储管理查询； 4）能够将数据备份到电脑上传云端，便于进一步保存管理数据。 其中对跑步路程的精确计算、脉搏检测和血氧检测是本项目的关键难点。是决定手环是否有实用价值的决定条件。
智能手环及通过智能手环控制手机画面的方法与设计方案
本技术提供一种智能手环及通过智能手环控制手机画面的方法，智能手环包括环带和仪表盘，所述环带的两端分别与所述仪表盘的两侧固定连接；所述仪表盘包括外壳，以及设置在所述外壳中的电池和电路板；所述外壳的表面设置有按键模块，所述电路板上设置有无线通信模块、主控模块和传感器模块；所述传感器模块、主控模块和无线通信模块依次电连接，所述按键模块与所述主控模块电连接，所述电池给电路板上的所有模块供电。本技术采用以上技术方案，仪表盘体积小、质量轻，环带采用柔软有弹性的材料制成，使整个手环佩戴舒适；智能手环内置的传感器能够采集空间位移数据，无线通信模块与外部设备建立通信连接，将数据通过无线信号发送出去。 技术要求 1.一种智能手环，其特征在于：包括环带和仪表盘，所述环带的两端分别与所述仪表盘的两侧固定连接；所述仪表盘包括外壳，以及设置在所述外壳中的电池和电路板；所述外 壳的表面设置有按键模块，所述电路板上设置有无线通信模块、主控模块和传感器模 块；所述传感器模块、主控模块和无线通信模块依次电连接，所述按键模块与所述主控 模块电连接，所述电池给电路板上的所有模块供电。 2.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于：所述主控模块包括MCU芯片和存储单元，所述存储单元与所述MCU芯片电连接；所述传感器模块包括陀螺仪、重力传感器、加速度传感器和心率检测单元，所述传感器模块与所述MCU芯片电连接。
3.根据权利要求2所述的智能手环，其特征在于：所述无线通信模块为蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述MCU芯片电连接；所述蓝牙模块与外部的智能手机、平板电脑或者VR设备通信连接。 4.根据权利要求2所述的智能手环，其特征在于：所述外壳的表面还设置有与所述MCU芯片电连接的数据接口，所述数据接口为Micro USB接口。 5.根据权利要求1所述的智能手环，其特征在于：所述环带采用硅树脂或者橡胶材质。 6.一种通过智能手环控制手机画面的方法，其特征在于，包括以下步骤： 智能手环移动时，陀螺仪和重力传感器采集x、y、z三个轴的坐标数据； MCU芯片使用“卡尔曼滤波器”相关算法来处理坐标数据，过滤掉无用的数据； 加速度传感器在单位时间内对x、y、z三个轴的坐标数据进行处理，获得相应的加速度数据； 智能手环通过无线通信模块将加速度数据传输到智能手机中； 智能手机对加速度数据进行换算，得到换算后的加速度值； 智能手机根据换算后的加速度值控制手机屏幕上画面的播放速度。 7.根据权利要求6所述的智能手环，其特征在于，所述智能手机对加速度数据进行换算，具体采用以下方法： 将加速度数据代入公式：b＝0.00000527a2+0.00326a中； 其中，a为加速度数据，b为换算后的加速度值。 8.根据权利要求6所述的智能手环，其特征在于：换算后的加速度值越大，手机屏幕上画面的播放速度越快。 技术说明书
智能手环产品需求说明书
智能手环 产品需求说明书 文档版本号： 1.0文档编号：201701031文档密级：仅限项目组 产品名：智能手环 编写人：周竣野|刘俊|储柳|沈 耀威|曾率 编写日期：201701031
目录 一、简介 (3) 1、目的 (3) 2、范围 (3) 二、产品概述 (3) 1、目标 (3) 2、总体流程 (4) 3、功能摘要 (4) 三、产品特性 (4) 1、第一部分基本功能模块 (4) 1.1产品概述 (4) 1.2产品功能摘要 (4) 1.3产品功能说明 (5) 1.3.1特性:功能点 (5) 1.3.2用例图 (5) 1.3.3序列图 (7) 2、第二部分运动功能模块 (8) 2.1产品概述 (8) 2.2产品功能摘要 (8) 2.3产品功能说明 (8) 2.3.1特性:功能点 (8) 2.3.2用例图 (9) 2.3.3序列图 (11) 3、第三部分天气功能模块 (12) 3.1产品概述 (12) 3.2产品功能摘要 (12) 3.3产品功能说明 (12) 3.3.1特性:功能点 (12) 3.3.2用例图 (13) 3.3.3序列图 (14) 4、第四部分通讯功能模块 (15) 4.1产品概述 (15) 4.2产品功能摘要 (15) 4.3状态说明 (15) 4.4特性说明 (16) 4.4.1特性：功能点 (16) 4.4.2用例图 (17) 4.4.3序列图： (17) 四、其它产品需求 (18) 1、性能需求 (18) 2、开放性需求 (18) 3、用户操作需求 (18) 4、安全性需求 (18) 5、可维护需求 (18) 五、相关文档 (18) 六、附件（相关截图） (19)
成人智能手环系统方案
成人智能手环系统方案 在社会高速发展的今天生活条件变好了，但常常会感觉身心疲惫，生活的幸福指数不高。每天高强度的工作，职场上复杂的人际关系，长期奔波忙碌导致健康透支疾病上身。6108方案的成人智能手环适合那些忙碌的白领、居家人士和有志减肥者，它提供的睡眠、运动、饮食监测正是这些人所需要的。成人智能手环更像是健康的监督官，能时刻提醒你关注自己的身体健康状态，督促你多做运动、合理饮食、注意睡眠。但是，任何工具都不能提高人的身体健康，提高身体健康的方法只有靠自己养成良好的生活习惯。 目录 一、成人智能手环方案介绍 二、成人智能手环方案优点 三、成人智能手环方案功能 四、成人智能手环APP开发 五、成人智能手环方案特点 六、成人智能手环工作原理 七、成人智能手环组成结构 八、成人智能手环使用方法 九、成人智能手环发展前景 正文
一、成人智能手环方案介绍 成人智能手环是一种穿戴式智能设备，主要记录日常生活中的锻炼、睡眠还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。成人智能手环通过不断对人体内部的挖掘，跑步、睡眠、心跳等数据的挖掘，来进行产品的创新。手环主打的功能是健康、睡眠、提醒等，还被成人智能手环厂商贴上了贴身、贴心、伴侣等标签。成人智能手环也从最开始简单计步功能到现在的GPS定位、记录运动数据、智能提醒等多种功能合为一体，成人智能手环还处于快速发展阶段，未来越来越多功能会聚合在手环上，为我们的时候带来更多的便利。 二、成人智能手环方案优点 成人智能手环这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具有诱惑力。更重要的是，手环的设计风格堪称百搭。而且，别看小小手环个头不大，其功能还是比较强大的，比如它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步，测量距离、卡路里、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能。 1、智能连接 用户通过成人智能手环APP软件可以进行智能连接功能，连接方式即可通过蓝牙，也可以通过WIFI热点连接，线上连接的方式简单多样，连接完毕之后可以获取智能设备端以及移动手机端上的更多功能板块。
智能手环的设计
智能手环的设计 生物医学的信号电子指标与生命和人体的健康息息相关，只有充分掌握其中的规律才能更好的有效解决生命和人体的健康和心理问题。随着生物医学电子信息指标检测技术的进一步发展和现代医学的不断进步，人们对于高精度便捷式的生物医学信号电子指标检测设备的需求越来越高。而运动心率和人体运动步数又是测量人体的两个重要的指标，基于这两个原因，本设计按照现在生物医学发展的实际情况设计了一款基于单片机的人体运动心率监测系统。 本设计由ADXSTM32F103C8T6单片机核心板控制电路、ADX1345传感器电路、心率速度传感器电路、温度传感器和LCD1602电路部分组成。本设计通过重力加速度传感器电路ADX1345检测人的走路状态，计算出走路步数、走路的距离和平均走路速度。通过心率速度传感器电路实时显示检测人的心率，通过温度传感器电路检测人体的温度。通过相应的LCD1602实时显示走路步数、距离和平均速度、心率以及体温。 关键词：STM32单片机；手环；心率；计步；温度
第一章绪论 1.1课题背景及其意义 随着现代社会的进步和发展,人们的精神物质和生活水平日渐的提高,人们也越来越重视和关注自己的健康。电子计步器作为一种运动测量的仪器,可以很准确的计算人体行走的时间步数和过程中所消耗的各种运动能量,所以人们在运动时可以根据自己制定的各种运动方案来进行健身,并根据人体运行的情况来检测和分析人体的功能和健康状况,因而越发的流行。手持式的电子计步器是一种适应了市场需求的人性化设计,使用操作起来简单方便。 心率(heartrate)周期是现代心理学领域用来用于解释和广泛描述内脏心动节律周期的一个医学专业术语,是专门用来解释指一个人的心脏每分钟只能进行一次声音跳动的时间频率和跳动次数,以第一次发出声音的跳动频率次数为准。健康儿童和成人的每分钟心率为60~100次/分,大多数为60~80次/分,女性稍快;3岁以下的人和小儿常在100次/分以上;老年人偏慢。健康成人每分钟的心率次数超过100次(一般不超过160次/分)或以下婴幼儿心率次数超过150次/分者,称为窦性心动过速。常见于一些正常人的运动、兴奋、激动、吸烟、饮酒和长期喝咖啡或浓茶后。也同时可见于老年人的发热、休克、贫血、甲亢、心力衰竭及长期应用药物如阿托品、肾上腺素、麻黄素等。如果每分钟心率在160~220次/分,常称为阵发性的心动过速。如果心率低于60次/分者(一般在40次/分以上),称为窦性心动过缓。也可见于长期工作或从事重体力劳动和体育运动员;病理性的见于甲状腺调节机能低下、颅内压增高、阻塞性黄疸、以及洋地黄、奎尼丁或其他心得安类等刺激性药物的过量或中毒。患者如心率正常或低于40次/分,应考虑其它有利于房室神经传导系统的阻滞。 基于此,本设计选择研发一种将步数和心率连接一体的智能手环。 1.2 国内外的研究状况 近年来,全球的医疗器械高新技术产业快速地发展,贸易往来活跃,平均每年经济增速达7%左右,是同期全球国民经济平均增长速度的两倍左右。我们把医疗器械高新技术产业发展作为推动全球医疗器械高新技术产业发展和竞争的重要战略焦点和领域,其市场竞争正在向技术、人才、管理、服务、资本、标准等领域多维度、全方位地拓展。与发达国家产业相比,我国的医疗器械高新技术产业基础薄弱,产业发展链条不完整,整体的竞争力弱,基础技术产品的综合应用性能和核心产品可靠性之间存在一定的差距,部分的核心产品关键技术尚未得到充分掌握,在医疗器械产业市场竞争中始终处于不利的地位。医疗器械产业是典型的发达国家高新技术支柱产业,具有多学科高新技术应用密集、学科技术交叉广泛、
健康智能手环创业计划书
健康智能手环 创业计划书 1.项目背景 据市场研究公司ABI Research的报告显示，在2014年第一季度，以智能手环为代表的健康追踪器的销量超过了235万台，是智能手表出货量的4倍。这只不过是一个季度的销量。其中，Fitbit在智能追踪器市场的市场份额最高，打败了包括Jawbone、佳明、Nike、Misfit Shine等竞争对手。 而对国内市场而言，产品更是繁杂，大厂小厂的产品铺天盖地，尤其是相对的技术含量有限，进入这个市场的山寨产品也不乏少数。不过后来越来越多的互联网企业开始悄然涉水，其中百度，小米等都是率先启动的。把价格压到一个相对的极致，这对山寨厂商是致命的打击。 此外，iHealth、华为荣耀、乐心、咕咚等厂商也开始在京东等平台正式销售自己的微信版手环。幕后有腾讯的推动，从另一个角度来解读手环的市场需求和发展。还有数据显示，2014年全球可穿戴智能终端的出货量将超过1亿部，至2018年可能超过3亿部。瑞信集团的预测报告认为，未来两到三年，全球可穿戴设备的市场规模有望达到300亿至500亿美元。而艾媒咨询发布的《2013中国可穿戴设备市场研究报告》，预计到2015年中国市场可穿戴设备市场规模将超过100亿元。 之所以健康手环能获得相当大的市场追逐，有两方面原因：一是智能手环的健康追踪器的售价普遍要比智能手表低很多，这也让更多消费者愿意购买。二是目前智能手表的功能更多的是作为手机的压缩版，用来提醒用户接受信息、电话等，而智能手环主打健康追踪，更加贴近用户的需求。虽然苹果Apple Watch也计划引入一些健康元素，但其价格也是高高在上，一点儿也不亲民，因此单纯地从健康市场切入的话，What if手环无疑更占据优势。
嵌入式智能手环工作原理
学院：物理与电子学院 专业：电子信息科学与技术姓名：田俊 年级：2012级 学号：1223150225 科目：嵌入式系统原理与开发上课时间：周三7-9节 ------2015-03-09------
基于嵌入式系统设计的基本款智能手环 概述 随着科技的进步，智能化成为了人们关注的焦点，同时也越来越贴近人们的生活。人们对于健康生活方式的需求催生出了智能可穿戴设备，智能手环就属于其中的一种代表性产物。其主要应用于监测运动，监测睡眠以及智能化的安排人的生活作息方式等。是一款突出个性与人性的智能化产物。 智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch 同步，起到通过数据指导健康生活的作用。 工作原理 智能手环已日益从极客、驴友、IT产品爱好者的小众玩物变成大众化穿戴产品，但看着智能手环终端、软件里显示的一串串运动追踪数据、睡眠监测数据，不禁让人心生疑窦：包括别称为健康腕带、运动手环、健身睡眠手环、身体追踪器的智能手环是怎么工作的？智能手环的工作原理是什么？ 多数智能手环都是通过“三轴加速度传感器”来运作的。三轴加速度传感器，能够测量空间中X轴、Y轴、Z轴的加速度，能够感应人体在各个方向的振动。尽管三轴同时发力，但智能手环依然侧重于计算人体重心上下的位移量Z轴，因为人们走路时重心是最主要的变量。 如何解读智能手环收集的一大堆数据，则需要让算法派上用场。通过算法，程序才能在大量数据当中，分辨出用户的运动模式，并进一步核算出对应的运动消耗量。 Z轴的数据是最主要的，但如果用户只是摇一摇大腿呢？所以一般的算法都会添加约束的条件，只有传感器测量到的数值达到一定标准，才会被认作运动。去掉无效数据的另一个方法是时间。人们走1步，重心1次向上，1次向下，所以在一定时间内加速度有了2次符合标准的变化，才能算作走了1步。 不同品牌的智能手环使用的软件不一样，这意味着算法的不同，很容易导致后续数据的偏差。此外，每个牌子的智能手环所搭载的传感器牌子、型号各不相同，这便注定了测量数据在最开始的地方就分道扬镳，并进一步导致步数的差异，
基于社区老人的智能手环设计
120 研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术 中国设备工程 2018.02 (下) 在科技迅猛发展的今天，物联网技术和智能化技术已经成为发展的潮流，健康医疗和可穿戴设备技术日益成熟，利用通信、网络技术解决生活中的问题，提高生活质量，是科技发展趋势，也是其目的。基于此设计一款老人使用智能手环，借助GPRS 无线数据上传数据，子女远端查看，有效避免老人受到意外伤害。结合物联网概念和医疗健康，监测老人日常健康状态，如心率、运动状态、睡眠、意外跌倒等，通过手环集成GPRS 无线数据传输模块送至云端服务器，通过服务器认证转发机制，子女家属等通过子端APP，即可在线实时掌握老人的身体状况。同时实现意外状况提醒功能。 1?整体设计方案 开发流程：本设计包含软件APP 设计和硬件手环设计，其功能上的最大特点是实现了手环数据的远程智能终端查看，借助服务器实现数据实时上传，服务器实时分发至远程智能终端。如下图 1。 图1?系统运行流程图 本系统中手环主要包括五个部分：光电反射式心率传感器、六轴加速度传感器、32位ARM 处理器、BLE 低功耗蓝牙4.0、OLED 彩色显示屏。通过处理器采集心率传感器和六轴加速度传感器数据，进行计算分析出心率值和运动状态，将数据打包通过TCP/IP 通信协议送至网络服务器。网络服务器开放一个公共端口，端口允许客户端多连，远端智能手机在收发网络数据时，向服务器申请建立链接，进行数据接收。网络服务器根据数据包内包含的识别信息，来进行数据实时分发。远端智能手机接收到数据包，进行数据解包，通过正则表达式提取数据，更新UI，在意外状态出现时进行状态报警提示。网络服务器接收数据后进行数据解包，根据识别信息，将数据下发至远端亲属智能手机及社区医生，亲属及社区医生实时掌握手环使用者健康情况。 2?系统硬件设计 STM32F103CBT6属于ARM 架构处理器，支持操作系统运行，有丰富的外设，片内带有DMA 控制器、通用IO 口、USART 接口、SPI 接口、T2C 接口等，所有通用IO 口都可以配置成外部中断，主控制器电路如图 2。 图2?主控制器电路框图 基于社区老人的智能手环设计 张文超 （东华理工大学核应用技术研究所，江西?南昌?330000） 摘要：对于老年人群体出现的问题，设计出了一款基于智能手机的老人智能手环，手环只要包括采集模块、数据处理模块、通信模块，心率采集模块，通过非接触式光电反射感应器，感应心率信息，进行模拟信号降噪放大，比较器比较输出脉冲信号，处理器检测计算出心率，运动状态检测模块通过检测6个轴方向的加速度值，判断运动状态。该手环主要通过与服务器进行通信，服务器接收数据，通过在终端APP 中建立基于TCP/IP 协议的Socket 通信服务，将数据分发给子女客户端，子女及社区医生随时进行远程在线察看，同时实现意外状况提醒功能。 关键词：老年人；智能手环；通信 中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）02（下）-0120-03