高原仿真系统设计移动通信部分(附件)
长期在高原环境中生活与训练可以提高红细胞的运氧能力，不仅有助于耐力项目运动员提高运动成绩，同时还可以在一定程度上改善心肺的功能，增强对氧气的吸收率，进一步促进新陈代谢。适度的缺氧能够刺激人的身体产生适应力、耐受力，正因如此，许多国家安排运动员到高原进行训练,通过低氧环境的刺激来激发潜能,提高低氧耐力,从而在比赛中绽放光彩。利用电子信息技术开发模拟高原训练系统，同时采集准确的信息并通过各种手段传输与调控，是本设计急需解决的问题。本部分的任务就是开发一款Android手机APP，通过蓝牙模块把手机与单片机互连从而使用户能够实时查看环境参数信息。关键词 安卓应用软件，高原环境模拟，蓝牙
目 录
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 2
2 系统总体设计任务及方案 4
2.1 系统总体设计任务 4
2.2 系统总体设计方案 5
2.3 移动通信部分设计方案 6
3 蓝牙理论基础 6
3.1 低功耗蓝牙技术 6
3.2 安卓系统中的蓝牙 7
3.3 蓝牙硬件模块介绍 8
3.4 BLE主控核心模块 8
4 安卓App的设计与实现 9
4.1 软件开发平台简介 9
4.2 App功能实现 10
4.3 App UI界面设计 13
5 系统的测试与调试 16
5.1 BLE模块测试 16
5.2 安卓App测试 18
5.3 系统整体通信测试 20
总结 22
致谢 24
参考文献 26
附录 27 1 引言
课题背景
长期生活在高原的人或者暂时性在高原地区训练可以提高人体对低氧环境的适应力。在1968年墨西哥首都墨西哥城（海拔2830m）举行的第19届奥运会上发生了一件令人匪夷所思的事。所有与耐力相关项目的几乎所有奖牌都被在高原进行过适应性训练的运动员所获得[1]。这次事件震惊了整个体育界，广泛引起了各国的关注并导致了“高原训练”（al *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
titude training）的产生。顾名思义，高原训练就是将原本在平原训练运动员遣送至高原进行低氧训练，通过低氧环境刺激产生更多的红细胞，改善缺氧状况，由此来提高竞赛成绩。从1992年之后的12年里的4届奥运会中，我国总计赢得了5枚田径金牌，除了刘翔，其余的思维金牌得主陈跃玲、王军霞、王丽萍和邢慧娜都曾经在青海多巴高原训练基地强化训练[1]。多巴海拔2389m，在这种环境下进行高原适应性训练将会让身体产生奇妙的变化，譬如红细胞数量明显增多以提高血液运输氧气的能力，改善肺通气和血流的比率，增强肺功能使得周围的血流重新分配,并有效地降低心率，无形中提高对氧气的利用率和显著增强低氧运动耐力，使运动成绩得以提高。因此，运动生理上各国已经普遍采用高原训练。
随着人们的生活水平，兴趣追求的不断地提高，对体育赛事这一友好的文化交流行为也越来越重视。此外，在全球各地的军事训练中，对部队军人快速适应各种气候条件能力的需求也越发的重要。到遥远的西部高原上去训练大大的增加对运动员的风险且更加的耗费时间，如何能在平原模拟出高原的环境就显得重要起来。以往的运动员在平原训练往往收效甚微，达不到理想的训练效果，即使进行高强度的训练，也难以获得令人瞩目的成绩，这便是被环境因素所限制。之后便摸索出了让运动员去高原训练的方法，但是此方法需要亲身前往高原地区，对于国家视若珍宝的运动员来说无疑增加了很多风险与不定因素，虽然提高了运动成绩但是必须付出一定的代价。在欠发达的西部，意味着相比平原较差的生活条件，更少的与家人相处的时间，以及不习惯的风土人情气候环境。在各种高新技术迅猛发展的时代，运用科技来服务人类已是大势所趋，将单片机、环境参数与控制器相联结，便可以简便的模拟出高原的低氧环境，不失为一个为运动员的训练提供了更科学更便利的办法。
整个高原仿真系统的首要目的便是感知内部环境的详细参数，把各种传感器、单片机、蓝牙模块、安卓手机App按照一定的方式把人、参数与网络连接起来，进行数据和信息的传输，便完成了具备自动控制能力的巨型网络。通过各种感知技术对环境参数进行精确测量，再利用蓝牙的近距离高速传输数据的特性，实现传感器与单片机、蓝牙与App、人与移动设备之间的信息交换。本次设计大致包含三个模块：一是测量模块，这个模块由多个信息测量传感器组成，专用各种传感器设备来测量帐篷内环境的信息并进行初步处理；二便是蓝牙传输模块，采用ML—BT05蓝牙4.0将所测得的环境参数信息无线传输至移动端；三是调控模块，利用单片机对传输过来的数据进行分析，比对数值的大小对其进行调控。在帐篷里，如有必要可联合可穿戴设备扩展功能。利用多种精密的仪器，来测量氧气浓度、二氧化碳浓度等信息，再通过编写的程序将其标准值进行比较，若比较后其大小不一致，便通过继电器来控制对应的风扇启动来改善环境中各参数值，让帐篷里氧浓度符合运动员训练所需的最适宜环境。
本设计不仅仅仅局限于给运动员训练之用，还可以将模拟高原低氧训练的整个设备给予普通人锻炼健身，更可以将整套系统用于模拟全球各地不同的环境供军事训练之用。在帐篷环境稳定在安全值之内后，用户可以血压计、心率计温度计等设施放置于帐篷中，实时测定血压的人体参数值配合实际的训练成果，便可选择出最适宜的低氧训练环境；用户可以采集帐篷内的空气温湿度、氧浓度、二氧化碳浓度，自身的心率及各种体能参，根据储存的传感器测量的数据，把不同环境下用户训练的成果结合体能参数进行分析，挑选出最有效率的运动环境，可供其他用户参考。使得所有的运动爱好者都可以利用最适宜的环境来激发自己的潜能。促进全名运动健身，提高平原人们的平均健康水平。
基于 Android 平台的模拟高原环境系统具备着如下几个优势：
目 录
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 2
2 系统总体设计任务及方案 4
2.1 系统总体设计任务 4
2.2 系统总体设计方案 5
2.3 移动通信部分设计方案 6
3 蓝牙理论基础 6
3.1 低功耗蓝牙技术 6
3.2 安卓系统中的蓝牙 7
3.3 蓝牙硬件模块介绍 8
3.4 BLE主控核心模块 8
4 安卓App的设计与实现 9
4.1 软件开发平台简介 9
4.2 App功能实现 10
4.3 App UI界面设计 13
5 系统的测试与调试 16
5.1 BLE模块测试 16
5.2 安卓App测试 18
5.3 系统整体通信测试 20
总结 22
致谢 24
参考文献 26
附录 27 1 引言
课题背景
长期生活在高原的人或者暂时性在高原地区训练可以提高人体对低氧环境的适应力。在1968年墨西哥首都墨西哥城（海拔2830m）举行的第19届奥运会上发生了一件令人匪夷所思的事。所有与耐力相关项目的几乎所有奖牌都被在高原进行过适应性训练的运动员所获得[1]。这次事件震惊了整个体育界，广泛引起了各国的关注并导致了“高原训练”（al *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
titude training）的产生。顾名思义，高原训练就是将原本在平原训练运动员遣送至高原进行低氧训练，通过低氧环境刺激产生更多的红细胞，改善缺氧状况，由此来提高竞赛成绩。从1992年之后的12年里的4届奥运会中，我国总计赢得了5枚田径金牌，除了刘翔，其余的思维金牌得主陈跃玲、王军霞、王丽萍和邢慧娜都曾经在青海多巴高原训练基地强化训练[1]。多巴海拔2389m，在这种环境下进行高原适应性训练将会让身体产生奇妙的变化，譬如红细胞数量明显增多以提高血液运输氧气的能力，改善肺通气和血流的比率，增强肺功能使得周围的血流重新分配,并有效地降低心率，无形中提高对氧气的利用率和显著增强低氧运动耐力，使运动成绩得以提高。因此，运动生理上各国已经普遍采用高原训练。
随着人们的生活水平，兴趣追求的不断地提高，对体育赛事这一友好的文化交流行为也越来越重视。此外，在全球各地的军事训练中，对部队军人快速适应各种气候条件能力的需求也越发的重要。到遥远的西部高原上去训练大大的增加对运动员的风险且更加的耗费时间，如何能在平原模拟出高原的环境就显得重要起来。以往的运动员在平原训练往往收效甚微，达不到理想的训练效果，即使进行高强度的训练，也难以获得令人瞩目的成绩，这便是被环境因素所限制。之后便摸索出了让运动员去高原训练的方法，但是此方法需要亲身前往高原地区，对于国家视若珍宝的运动员来说无疑增加了很多风险与不定因素，虽然提高了运动成绩但是必须付出一定的代价。在欠发达的西部，意味着相比平原较差的生活条件，更少的与家人相处的时间，以及不习惯的风土人情气候环境。在各种高新技术迅猛发展的时代，运用科技来服务人类已是大势所趋，将单片机、环境参数与控制器相联结，便可以简便的模拟出高原的低氧环境，不失为一个为运动员的训练提供了更科学更便利的办法。
整个高原仿真系统的首要目的便是感知内部环境的详细参数，把各种传感器、单片机、蓝牙模块、安卓手机App按照一定的方式把人、参数与网络连接起来，进行数据和信息的传输，便完成了具备自动控制能力的巨型网络。通过各种感知技术对环境参数进行精确测量，再利用蓝牙的近距离高速传输数据的特性，实现传感器与单片机、蓝牙与App、人与移动设备之间的信息交换。本次设计大致包含三个模块：一是测量模块，这个模块由多个信息测量传感器组成，专用各种传感器设备来测量帐篷内环境的信息并进行初步处理；二便是蓝牙传输模块，采用ML—BT05蓝牙4.0将所测得的环境参数信息无线传输至移动端；三是调控模块，利用单片机对传输过来的数据进行分析，比对数值的大小对其进行调控。在帐篷里，如有必要可联合可穿戴设备扩展功能。利用多种精密的仪器，来测量氧气浓度、二氧化碳浓度等信息，再通过编写的程序将其标准值进行比较，若比较后其大小不一致，便通过继电器来控制对应的风扇启动来改善环境中各参数值，让帐篷里氧浓度符合运动员训练所需的最适宜环境。
本设计不仅仅仅局限于给运动员训练之用，还可以将模拟高原低氧训练的整个设备给予普通人锻炼健身，更可以将整套系统用于模拟全球各地不同的环境供军事训练之用。在帐篷环境稳定在安全值之内后，用户可以血压计、心率计温度计等设施放置于帐篷中，实时测定血压的人体参数值配合实际的训练成果，便可选择出最适宜的低氧训练环境；用户可以采集帐篷内的空气温湿度、氧浓度、二氧化碳浓度，自身的心率及各种体能参，根据储存的传感器测量的数据，把不同环境下用户训练的成果结合体能参数进行分析，挑选出最有效率的运动环境，可供其他用户参考。使得所有的运动爱好者都可以利用最适宜的环境来激发自己的潜能。促进全名运动健身，提高平原人们的平均健康水平。
基于 Android 平台的模拟高原环境系统具备着如下几个优势：
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