艾鍗學院-健康照護手環
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身體健康亮紅燈，令人開始關注個人健康管理。如何幫助每個人做好智能健康管理，是本專案---「健康手環」開發的動機。「健康手環」透過感測器紀錄睡眠資訊、行動資訊及緊急通知等來做健康管理。進而培養個人隨身健康管理習慣。 本專題實現一個穿戴式行動醫療照護裝置--「健康手環」，結合智慧型手機APP完成了量測心跳、監測睡眠品質、運動數據(計算步數、測量運動距離)、跌倒通知、用藥提醒、緊急發報通知等六大功能。同時我們還為「健康手環」的進行機構設計，以穿戴舒適為主要訴求。 http://www.ittraining.com.tw/ittraining/index.php/activity?id=370
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- 7. 系統規格(關鍵零件) MCU : 8 位元微控制器，EM78F644 或PIC18F46J50 SENSOR : G-SENSOR(LIS3DH)，I2C Reflective Optical Sensor(CNY70)，A/D convert 通訊: BT V2.0(HC-05)，UART INPUT : Panic Button，GPIO OUTPUT : 震動馬達(Vibration Motor)，GPIO 電源: 電池，DC 3.6V 2014/9/23
- 8. 主要功能流程圖 手環手機 心跳模式 運動模式 睡眠模式 事件提示 心跳模式 運動模式 睡眠模式 振動 緊急呼叫 跌倒 振動 / 聲響 振動 / 聲響 Polling Interrupt 2014/9/23
- 12. 硬體設計說明 2014/9/23
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- 23. ADC 模組 手環手機 心跳模式 運動模式 睡眠模式 事件提示 心跳模式 運動模式 睡眠模式 振動 緊急呼叫 跌倒 振動 / 聲響 振動 / 聲響 Polling Interrupt 2014/9/23
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- 28. 心跳模式流程圖 心跳模式手環手機 (藍芽接通) 開啟心跳模式0xF9 0x09 列出完成實驗所使用的所有步(0x12) 驟。 切記要為步驟加編偵號測。 心跳 IR Detector 添加實驗照片。 取樣/演算 0xF1 0x?? (0x??) 脈博資料 1. 顯示心跳數字 2. 顯示脈博圖 傳輸 停止 退出模式 1. 按鍵退出 主動退出 停止接收 退回主畫面 0XFF 0X0F (0x1E) 2014/9/23
- 29. App GUI 藍芽選配 主畫面 心跳 運動 睡眠 設定 http://180.176.128.177/ring/ 2014/9/23
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- 43. 任務分配 組員姓名工作項目組員姓名工作項目 蔡0 芳 硬體設計負責人、 電路設計、 PCB Layout、 PCB驗證 林0 聖 硬體設計、 PCB驗證、 韌體設計 黃0 輝 專案管理、 韌體設計、 整合測試 王0 傑 PCB驗證、 韌體設計、 整合測試 王0 昌 軟體設計負責人、 Android GUI設計、 系統整合 黃0 翔 演算法、 韌體設計、 整合測試 2014/9/23
- 44. 成果展示 2014/9/23
- 45. 回顧與總結 第一週 •專案小組成立、 •選擇專案主題 第二週 •技術需求分析、關鍵零件規格 •工作任務分配、硬體電路設計 •Bluetooth HC-05驗證、IR電路設計驗證 第三週 •藍芽模組通訊測試 •軟體通訊協定規劃設計 第四週 •MiniPIC PCB製作 •UART & I2C 程式試作 •Sensor PCB Layout完成 第五週 •Sensor PCB 樣板送件 •軟體功能流程圖 第六週 •Sensor PCB交貨 •Sensor PCB與MiniPIC 腳位對應圖 2014/9/23 第七週 •Sensor PCB上件試作 •Sensor PCB 驗證 第八週 •IR及G-Sensor測試驗證 •藍芽模組HC-05與MiniPIC通訊測試 第九週 •Sensor PCB上件驗證 •記錄分析CNY70 Raw data(心跳演算法) •I2C驅動程式寫作 第十週 •APP GUI 程式寫作 •系統整合 第十一週 •成果展示文件製作 •系統整合、測試 第十二週 •系統整合完成 •成果發表
- 46. The END 簡報完畢 2014/9/23 http://180.176.128.177/ring/
- 47. 運動模式功能流程圖 走跑模式手環手機 (藍芽接通) 開啟運動模式0xFA 0x0A 將資料放到表或圖形中將更容易瞭解資料。在Microsoft 偵測步數 (0x14) 1. 輸入步距(走/跑) Excel 中創建一個圖形，然後在此處導入它。 G sensor 確保清楚地標記了所有資料。 取樣/演算 0xF2 0x?? (0x??) 距離/運動相關 1. 顯示步數、距離 2. 顯示卡路里… 傳輸 停止 退出模式 1. 按鍵退出 主動退出 停止接收 按鍵 退回主畫面 0xFF 0x0F (0x1E) 2014/9/23
- 48. 睡眠模式功能流程圖 睡眠模式手環手機 (藍芽接通) 開啟睡眠模式0xFB 0x0B (0x16) 在此處鍵入根據實驗結果發現的內容的簡短摘要。您需要指示 偵測翻動次數 資料是否支援假設並解釋支援或不支援的原因。 G sensor 取樣/演算 0xF3 0x?? (0x??) 睡眠相關 1. 顯示翻動狀況 2. 顯示睡眠品質圖 傳輸 主動退出 停止停止接收 退回主畫面 0XFF 0x0F (0x1E) 按鍵 退出模式 1. 按鍵退出 2014/9/23
- 49. 緊急呼叫功能流程圖 事件提示手環手機 (藍芽接通) 事件提示鈕0xFC 0x0C (0x16) 傳輸 1. 鬧鐘、喚醒 確保振包動含馬印達 刷和電子作品 2. 提示用藥… 依秒數決定緊急性 來源並按字母順序放置它們。 緊急呼叫手環 (藍芽接通) 手機 持續震動/聲響 緊急傳送鈕 0xF5 0x05 (0x0A) 傳輸 1. 長按2秒 停止震動/聲響 A. 再按1次 0xF5 0x05 (0x0A) 跌倒手環 (藍芽接通) 手機 跌倒偵測0xF4 0x04 (0x08) 持續震動/聲響 傳輸 1. 演算 (G-sensor) 2. 發出中斷 2014/9/23
- 52. 心跳模式 2014/9/23
- 53. 睡眠模式 2014/9/23
- 55. Android App GUI 2014/9/23
- 56. APP GUI (選擇心跳功能) 2014/9/23
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- 58. 每分鐘心跳次數演算法 Heart Rate = 60 sec. / (time per pulse) 2014/9/23 = 72 1 2 3 4 5 6 … n-1 n 1 2 3 4 t m / loop loop count time per pulse = t x n ...
- 59. 每分鐘心跳次數演算法的實現(C#) 2014/9/23 即時更新心跳頻率 心跳時序
- 60. G-Sensor 3軸實測(C# 程式) 2014/9/23
- 61. 主要功能流程圖 手環手機 心跳模式 運動模式 睡眠模式 事件提示 心跳模式 運動模式 睡眠模式 振動 緊急呼叫 跌倒 振動 / 聲響 振動 / 聲響 Polling Interrupt 2014/9/23
- 62. 手工成品 2014/9/23
Editor's Notes
- 專案名稱 : 健康照護手環
- 睡眠資訊 : 睡眠品質監測 運動資訊 : 測量步數、計算運動距離、估算熱量消耗 事件通知 : 跌倒通知、用藥通知、緊急連絡
- MCU : MicroChip PIC18F46J50 & 義隆 EM78F644 Sensor : LIS3DH 、CNY70 BT : Bluetooth 2.0(HC-05)) GPIO : Button、 Vibration Motor Power : DC 3V
- *check sum=Byte1&0x7F + Byte2&0x7F` 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)
- 問題與討論 1.反射式紅外線感測器是將光發射到手指內的血管並經由骨頭反射回光檢測器，遮斷反射至光檢測器，但實際測量將因骨頭反射的靈敏度而影響準確度。如改用穿透式紅外線感測器提昇準確度。 2.人體感應週圍環境60Hz雜訊信號，將會造成誤動作。使用濾波器濾除60Hz信號。
- 工具 : Protel AD10
- 工具 : Protel AD10
- 工具 : Protel AD10
- 我們的板子耗電(3.6V)，藍牙連線前約45mA(max)，通訊中26mA，靜態11mA
- 工具 ； SolidWorks
- *check sum=Byte1&0x7F + Byte2&0x7F` 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)
- *check sum=Byte1&0x7F + Byte2&0x7F` 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)
- USBee 示波器量測 I2C : SDA SCL 時序圖 The Ultimate Electronic Test Pod - Logic Analyzer, Oscilloscope, Signal Generator and Protocol Analyzer
- *check sum=Byte1&0x7F + Byte2&0x7F` 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)
- 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)
- 選擇已配對的藍芽裝置
- 1. 電源開關 2. 心跳模式、運動模式、睡眠模式 3. G-Sensor 4. 歷史紀錄 5. 設定
- 1. 電源開關 2. 心跳模式、運動模式、睡眠模式 3. G-Sensor 4. 歷史紀錄 5. 設定
- 1. 電源開關 2. 心跳模式、運動模式、睡眠模式 3. G-Sensor 4. 歷史紀錄 5. 設定
- 1. 電源開關 2. 心跳模式、運動模式、睡眠模式 3. G-Sensor 4. 歷史紀錄 5. 設定
- 1. 電源開關 2. 心跳模式、運動模式、睡眠模式 3. G-Sensor 4. 歷史紀錄 5. 設定
- 選擇 心跳顯示來源 Pulse ADC
- 46.28 ms / loop
- 心跳演算: 監測CNY70，取峰對峰值既為一次心跳的時間 t， 則每分鐘心跳次數 = 60 / t
- *check sum=Byte1&0x7F + Byte2&0x7F` 於手機端選擇心跳模式後通知手環開始偵測心跳(可記錄最後十筆)(IR Detector) 手機端選擇走路或跑步模式 , 進入運動模式畫面並通知手還發送訊號(G-Sensor) 手機端選擇睡眠模式 , 開始記錄睡眠狀態(G-Sensor) 手機端可設定鬧鈴 , 事件提醒等 , 發送信號使手還發出震動(Tact SW) 長按手環按鍵兩秒可令手機發出聲音或震動(Tack SW) 按手環按鍵一次可解除震動 , 連續按兩次可解除手機提醒(Tact SW) 若發生疑似摔倒事故 , 手環立即發出摔到訊號至手機(G-Sensor)