基于蓝牙传输的远程健康检测报警系统

王凯+成浩+陆远广+熊胜+梁戈+彭冰倩

摘要：我国人口老龄化日趋显著，发展老年健康服务产业，有效地将家庭、社会的资源结合起来，承担起关爱老人的责任成为当下热门话题。智能可穿戴设备能够给老年人提供时间显示，心跳、血压、脉搏检测等信息，并对不良情况实施报警，能起到很好的健康维持作用。在现今市场，已有的智能可穿戴设备得到广泛推崇，但都有不足，特别是针对老年人，因此，尽快改进这些设备显得尤为重要。

关键词：蓝牙传输；健康检测；报警系统

1 引言

近些年，物联网以惊人的速度蓬勃发展，其中尤以可穿戴智能设备最为惹人注目。这些可穿戴设备能够监控生物计量指标，从而可以更高效地管理我们的健康和健身。

智能可穿戴设备市场已经从启动培养阶段到现在的终端产品的不断完善以及生态系统的逐步建立，例如功能的丰富性，结果实用性及服务性特征等，都有进一步的完善；很多功能及性能实现已有进一步的技术突破，例如，功耗、体积以及使用的方便性等；开发可穿戴设备的公司越来越多，几乎几乎所有的品牌手机厂商都在进行着某种形式的投资及开发；越来越多的IDH参与到相关技术的研发，尤其是在软件数据处理方面。

然而在老年智能可穿戴设备上国内市场几乎空白。从而有了很大的市场。目前，人民的生活质量在不断随着经济水平的提升而提升，人类的健康问题得到了社会的高度关注，特别是现代老年人的健康备受成千上万的家庭关注。并且，加上现今老年人独居现象的普遍性和交通便利造成的老年人交通事故的随机性，如何保障老年人的健康得到了家长们的高度重视；与此同时，老年人的健康状况不稳定，自己身体的各项生理参数波动起伏大，并容易受到外在因素的干扰。随时记载老年人们的各种参数，对保障他们的身体健康具有重要意义。

2 研究内容及拟解决方案

2.1 生命手环功能设计

生命手环形态是设计成戴在使用者手腕上的仅3厘米宽度的手环，里面包括有血压传感器、血氧传感器、脉搏传感器、GPS定位芯片、蓝牙传输芯片以及中央处理芯片。血压传感器、血氧传感器以及脉搏传感器通过与中央处理器连接，每隔三秒把人体的血压、血氧和脉搏情况反馈给中央处理器，中央处理器把数据发给终端，与数据库数据进行对比，再把结果反馈到用户的APP上；另外，GPS定位芯片与蓝牙传输芯片通过与中央处理器连接，把准确的位置数据，通过gsm技术，传送到用户的APP软件上，用户就可以随时随地的了解老人的位置，当老人遇到突发状况，如心率、血压、体温等等生命体征超过或低于设定值时，其家人接到警报信息后可以快速准确地呼叫急救服务，最大限度地减少了因突发健康状况来不及救援而酿成的惨剧。

本产品有以下功能：

（1）GPS定位：手环具有定位系统，通过移动设备可以准确显示手环所在位置。

血压测量：手环能准确测出人体的血压变化情况，把数据反馈到数据接收端。

血氧与脉搏测量：手环内部集成有血氧与脉搏传感器，能准确测出人体血氧与脉搏情况。

（2）远程诊断：拥有智能诊断处理系统，通过与数据库数据对比分析，第一时间诊断出人体的健康情况。

（3）与手机APP同步：手环数据传输到终端，与数据库数据对比分析，把最终结果定时与手机APP同步。

（4）远程报警：手环反馈的数据如果异常，终端会在第一时间把分析结果反馈到用户手机，并进行报警提示。

2.2 拟解决途径

针对我们研究的项目内容和所要实现的基本手环功能，我们经过前期一段时间的讨论策划，基本确定拟解决方案。

（1）合理排布GPS，血压、血氧、脉搏测量器，蓝牙、显示器，陀螺仪等设备。如果Arduino电源开启，并和生命手环应用配对完毕，那么主板将每秒读取加速计数据20次。接着，它将数据每秒发送一次到移动设备上。加速计测量x轴、y轴和z轴数据（20次x3轴），发送它们到移动设备上。安卓应用收到两秒之间的数据进行比对，找出用户在步伐加速上的周期。在用户步伐加速时，就计算为用户踏出了一步。接着，安卓应用根据用户的体重和步数计算消耗的热量，并按月、日和小时进行叠加。我们团队用了Arduino板Arduino Pro Mini 3.3伏（ATmega328）。选择它的原因是它能在锂聚合物电池3.7伏电压下工作以及它的尺寸。如果你不介意模块和电池的尺寸，而仅仅拿来测试，那用Arduino Nano板也未尝不可（容易实现和测试）。Arduino Pro Mini以8兆赫频率工作，在5伏时则是16兆赫，但8兆赫的频率就足够了。总的来说，只需要准备Arduino Pro Mini 3.3伏板和USB异步收发机转接器模块。

（2）建立数据库，实时监测各手环佩戴者的生命体征。设计软件将手环与手机APP通过蓝牙整合在一起，实时监测手环位置及健康状况。（3）将健康数据通过子APP共享给子女。用的蓝牙模块都是HC-06模块，而且有控制界面板。界面板上有重设按钮、工作状态LED，支持3.3伏或5伏工作电压，就显得比较方便，但尺寸就较大了。而LED不是必须的，而且还耗电。所以我直接就用HC-06模块，忽略界面板。

3 团队密切协作

对于人员分工及管理，负责人进行全面的管理工作，下一级分为业务部（负责宣传及收集市场信息，以及后期后期扩大市场寻找合作）、技术部（负责硬件的维修保障和软件的性能，包括软件的执行性能和安全性）、财务部（负责日常财务管理及核算工作）。技术部负责项目APP的开发更新维护主要负责记录手环采集到的各项人体生命体征数据，数据库的制作以及显示界面的制作，收集整理材料；负责手环模拟电子电路部分的设计与制作，元器件以及相关模块的购买，系统测试，说明书的撰写工作；负责设计内置手环中的GPS定位系统，智能手环与手机APP间的蓝牙数据传输和手环检测人生命体征的传感器系统的设计制作，以及各模块的整合调试。负责协调调整各模块的应用环境和跟进项目的各个功能模块的设计开发进程，确保系统整合后稳定工作。

4 远程健康检测报警系统开发特色与创新点

生命手环体积小，便于佩带，老人们容易携带，且不易丢失；一键呼救，操作简单，“傻瓜式”操作更适合老年人拥有；GPS智能定位，方便快捷救助；时间显示，心跳、血压、脉搏检测，功能多样，给予消费客户多种到位的服务；低功 耗蓝牙4.0数据传输，速度快、接受方便；高能鋰电池，续航能力强。

5 应用前景

智能可穿戴设备市场在不断扩大，老年人对于可携带的智能手环的需求质量越来越高，现在市场上能用于老年人群体并且可以实施报警功能的生环手环还没有出现，本研究期望在已有的技术基础上突破难关，制造出稳定可靠的生命手环，填补现今市场的空白。便携生命手环给老年人的出行带来了巨大的方便，同时解决了一系列不确定性问题，是一款值得探索的设备。

基金项目：本论文是国家大学生创业训练项目阶段性成果，项目编号：201610595064