医用监护手环设计与实现系部计算机(附件)【字数：16975】
当前社会中，对于长期需要医疗监护的特殊人群，尤其是老年人、伤残人士，在遇到特殊情况，如突然发病倒地时，如果监护人没有及时发现则很有可能造成不测。医疗监护手环作为一种可穿戴设备拥有着不引人注意和非侵入性的特点，同时通过物联网技术可以实现被监护者者的主动监护（使用者通过主动触发按键）与被动监护（通过传感器采集数据并经过算法计算）向监护人提示、报警。本文的主要工作有通过单片机使用C语言实现手环主体主动监护、被动监护、与服务端的通信；在作为服务器的PC机使用JAVA语言实现web项目的开发，实现数据的接收、处理并向APP客户端实现消息的推送；使用html5+开发APP客户端接收推送消息并向监护人报警。在实现主要功能后，本文还对整个手环系统进行了测试以确保达到预期的目标。关键词医疗监护，摔倒检测，消息推送
目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究目标与内容 2
1.4 研究方法 2
1.5 论文组织结构 3
第二章 相关技术简介 4
2.1 C语言简介 4
2.2 JAVA语言简介 4
2.3 HTML5+ 5
第三章 需求分析和可行性分析 7
3.1 需求分析 7
3.1.1 硬件功能需求 7
3.1.2 PC端服务端模块功能需求 7
3.1.3 APP客户端模块功能需求 8
3.2 可行性分析 8
3.2.1 技术可行性 8
3.2.2 操作可行性 9
3.2.3 经济可行性 9
3.3.运行环境需求分析 9
3.3.1 医疗监护手环 9
3.3.2 服务端 9
3.3.3 APP客户端 10
第四章 系统总体设计 11
4.1硬件部分设计 11
4.2 服务端软件设计 11
4.3 APP客户端软件设计 12
4.4 数据库设计 12
4.4.1 用户表的设计 13
4.4.2 用户绑定表 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.4.3 三轴加速度表 14
4.4.4 用户状态表 14
4.4.5 用户状态信息表 15
第五章 系统详细设计与实现 17
5.1 用户注册 17
5.2 用户登陆 18
5.2 监护手环绑定 19
5.2.1 手动输入序列号绑定 19
5.2.2 扫码绑定 20
5.3 主动监护 21
5.5 被动监护 22
5.6服务端接口发布 24
5.6.1数据上传接口 24
5.6.2 APP登陆接口 24
5.6.3 APP注册接口 24
5.6.4 手环绑定接口 25
5.6.5 消息推送接口 25
第六章 系统测试 26
6.1 测试计划与内容 26
6.1.1 医疗监护手环硬件测试要点 26
6.1.2 服务端测试内容 26
6.1.3 APP客户端测试内容 27
6.2 测试案例及预测结果 28
6.2.1 硬件测试方案及预测结果 28
6.2.2 服务端测试方案及预测结果 28
6.2.3 APP客户端测试方案及预测结果 29
6.3 测试结果 30
6.3.1 硬件测试结果 30
6.3.2 服务端测试结果 31
6.3.3 APP客户端测试结果 33
6.4 测试分析 35
总结 36
致谢 37
参考文献 38
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
对于长期需要医疗监护的特殊人群，尤其是老年人、伤残人士，在遇到特殊情况，如突然发病倒地时，如果监护人没有及时发现则很有可能造成不测。因此，利用物联网实现，能够在佩戴者发生意外情况时及时通知监护人并加以警报的医疗监护手环无疑是一种必然趋势。医疗监护手环作为一种可穿戴设备同样也拥有不引人注意和非侵入性的特点，使其更容易被佩戴者所接受。也更利于数据的时刻收集、监控。
在本文中，医疗监护手环的主要功能为主动监护和被动监护，其中主动监护即当被监护人（手环佩戴者）在自身感知到身体不适、遭遇突发情况时，主动使用手环报警功能；被动监护主要功能则是通过三轴加速度传感器通过算法计算人体姿态。在本文中所用到的人体跌倒检测算法是一种基于加速度数据，使用卡尔曼算法过滤不良信息的算法，算法中对采集到的加速度数据做好处理，获取三个方向的加速度数据，并以加速度数据作为人体姿态的判断标准，从而判断用户是否处于跌倒状态。
而拥有主动监护、被动监护两大功能的医用监护手环，对于拥有需求的人群来说有以下特殊意义：
1.对于手环使用者而言，一次及时的报警完全可以最大限度的消除诸如摔倒、突发急性病等意外情况的影响，从而避免可能发生的不测。
2.对于老年人、伤残人士等特殊人群的监护者而言，医疗监护手环能够最大限度地解放他们，使监护者没有后顾之忧，将精力更多的放在社会生活、工作学习之上。
3.最后，在社会意义上，医疗监护手环同样能够解放社会资源，避免诸如额外的出警、急救一类社会资源的浪费。[18]
1.2 国内外发展现状
伴随着材料、通信和电子等各项技术的迅猛发展，可穿戴医疗监护系统的发展现出了越来越多的可能性，同时也成为了国内外产商、研究人员的热点。
网络日益发达的现在，如小米手环、Google Glass等不同形态的可穿戴设备已从各个角度闯入了我们的生活，而医疗作为人类生活中不可缺失的一部分也备受瞩目。但在中国，对于医疗监护在可穿戴设备的研究文献并不多，而在物质生活逐渐丰富的现在，各种慢性病患者数量也越来越多，可以预见，医疗监护类可穿戴设备在未来无疑会更多的融入到人们的生活中。
目录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究目标与内容 2
1.4 研究方法 2
1.5 论文组织结构 3
第二章 相关技术简介 4
2.1 C语言简介 4
2.2 JAVA语言简介 4
2.3 HTML5+ 5
第三章 需求分析和可行性分析 7
3.1 需求分析 7
3.1.1 硬件功能需求 7
3.1.2 PC端服务端模块功能需求 7
3.1.3 APP客户端模块功能需求 8
3.2 可行性分析 8
3.2.1 技术可行性 8
3.2.2 操作可行性 9
3.2.3 经济可行性 9
3.3.运行环境需求分析 9
3.3.1 医疗监护手环 9
3.3.2 服务端 9
3.3.3 APP客户端 10
第四章 系统总体设计 11
4.1硬件部分设计 11
4.2 服务端软件设计 11
4.3 APP客户端软件设计 12
4.4 数据库设计 12
4.4.1 用户表的设计 13
4.4.2 用户绑定表 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
4.4.3 三轴加速度表 14
4.4.4 用户状态表 14
4.4.5 用户状态信息表 15
第五章 系统详细设计与实现 17
5.1 用户注册 17
5.2 用户登陆 18
5.2 监护手环绑定 19
5.2.1 手动输入序列号绑定 19
5.2.2 扫码绑定 20
5.3 主动监护 21
5.5 被动监护 22
5.6服务端接口发布 24
5.6.1数据上传接口 24
5.6.2 APP登陆接口 24
5.6.3 APP注册接口 24
5.6.4 手环绑定接口 25
5.6.5 消息推送接口 25
第六章 系统测试 26
6.1 测试计划与内容 26
6.1.1 医疗监护手环硬件测试要点 26
6.1.2 服务端测试内容 26
6.1.3 APP客户端测试内容 27
6.2 测试案例及预测结果 28
6.2.1 硬件测试方案及预测结果 28
6.2.2 服务端测试方案及预测结果 28
6.2.3 APP客户端测试方案及预测结果 29
6.3 测试结果 30
6.3.1 硬件测试结果 30
6.3.2 服务端测试结果 31
6.3.3 APP客户端测试结果 33
6.4 测试分析 35
总结 36
致谢 37
参考文献 38
第一章 绪论
1.1 选题背景和意义
对于长期需要医疗监护的特殊人群，尤其是老年人、伤残人士，在遇到特殊情况，如突然发病倒地时，如果监护人没有及时发现则很有可能造成不测。因此，利用物联网实现，能够在佩戴者发生意外情况时及时通知监护人并加以警报的医疗监护手环无疑是一种必然趋势。医疗监护手环作为一种可穿戴设备同样也拥有不引人注意和非侵入性的特点，使其更容易被佩戴者所接受。也更利于数据的时刻收集、监控。
在本文中，医疗监护手环的主要功能为主动监护和被动监护，其中主动监护即当被监护人（手环佩戴者）在自身感知到身体不适、遭遇突发情况时，主动使用手环报警功能；被动监护主要功能则是通过三轴加速度传感器通过算法计算人体姿态。在本文中所用到的人体跌倒检测算法是一种基于加速度数据，使用卡尔曼算法过滤不良信息的算法，算法中对采集到的加速度数据做好处理，获取三个方向的加速度数据，并以加速度数据作为人体姿态的判断标准，从而判断用户是否处于跌倒状态。
而拥有主动监护、被动监护两大功能的医用监护手环，对于拥有需求的人群来说有以下特殊意义：
1.对于手环使用者而言，一次及时的报警完全可以最大限度的消除诸如摔倒、突发急性病等意外情况的影响，从而避免可能发生的不测。
2.对于老年人、伤残人士等特殊人群的监护者而言，医疗监护手环能够最大限度地解放他们，使监护者没有后顾之忧，将精力更多的放在社会生活、工作学习之上。
3.最后，在社会意义上，医疗监护手环同样能够解放社会资源，避免诸如额外的出警、急救一类社会资源的浪费。[18]
1.2 国内外发展现状
伴随着材料、通信和电子等各项技术的迅猛发展，可穿戴医疗监护系统的发展现出了越来越多的可能性，同时也成为了国内外产商、研究人员的热点。
网络日益发达的现在，如小米手环、Google Glass等不同形态的可穿戴设备已从各个角度闯入了我们的生活，而医疗作为人类生活中不可缺失的一部分也备受瞩目。但在中国，对于医疗监护在可穿戴设备的研究文献并不多，而在物质生活逐渐丰富的现在，各种慢性病患者数量也越来越多，可以预见，医疗监护类可穿戴设备在未来无疑会更多的融入到人们的生活中。
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