基于Android的人體健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

蘇興龍

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基于Android的人體健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

蘇興龍

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，咸陽，712000）

針對當(dāng)前人體健康的信息化需求，設(shè)計了一款基于Android終端的在線健康監(jiān)測客戶端軟件。對Android系統(tǒng)架構(gòu)及其特征進(jìn)行分析，為后續(xù)的系統(tǒng)開發(fā)奠定基礎(chǔ)；從C/S模式、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度，對系統(tǒng)整體架構(gòu)、系統(tǒng)功能等進(jìn)行詳細(xì)的開發(fā)與設(shè)計，從而用戶通過手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對身體不同指標(biāo)參數(shù)的監(jiān)控。

健康監(jiān)測；Android體系；C/S模式；服務(wù)器端；客戶端

0 引言

隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，智能化成為當(dāng)前社會發(fā)展的重要趨勢和方向。作為智能化重要基礎(chǔ)的傳感器，也在智能化的浪潮中快速發(fā)展，為智能化提供更為精準(zhǔn)和可靠的數(shù)據(jù)支撐。而隨著人們在運(yùn)動健身和健康方面的重視，智能醫(yī)療成為時代的新寵。通過對人運(yùn)動數(shù)據(jù)和基本身體參數(shù)的采集,實(shí)現(xiàn)對人的24小時實(shí)時監(jiān)控[1]。但通過對現(xiàn)有研究成果的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，大部分的健康監(jiān)測集中在單項健康指標(biāo)上，也不能很好的對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，對數(shù)據(jù)的二次利用效率也非常低。同時，隨著現(xiàn)代智能手機(jī)的普及，Android操作系統(tǒng)成為當(dāng)前最大的用戶群體，并改變了以往的生活和工作方式[2]。對此，本文結(jié)合現(xiàn)有的Android 終端，提出一種基于Android系統(tǒng)的健康監(jiān)測系統(tǒng)，并對其實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 Android體系架構(gòu)及特點(diǎn)

1.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)

Android是以Linux系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上建立起來的，包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、界面、中間件等四個不同部分，主要采用軟件疊層的方式進(jìn)行構(gòu)建。通過這種疊層的方式，可對不同層的功能進(jìn)行定義。

與傳統(tǒng)的Linux版本來講，Android系統(tǒng)并不是其翻版，也不是相關(guān)可重用組件的集成，而是在Linux內(nèi)核基礎(chǔ)上所開發(fā)出來的一款軟件平臺和操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以被分為四層[3-5]：應(yīng)用層、框架層、運(yùn)行庫層、Linux內(nèi)核層，支持用戶根據(jù)自身需求自由開發(fā)。而Android架構(gòu)主要分為應(yīng)用程序?qū)樱ˋpplication）、應(yīng)用程序框架層（Application Framework）、函數(shù)庫（Libraries Android）、Linux內(nèi)核（Linux Kernel）4個部分，具體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 Android系統(tǒng)架構(gòu)

通過圖1看出，應(yīng)用程序?qū)又饕獮橄到y(tǒng)本身或者用戶自定義安裝的相關(guān)應(yīng)用程序，這兩者都可通過訪問系統(tǒng)提供的各類API接口[6]；應(yīng)用程序框架主要為應(yīng)用程序提供的API；函數(shù)庫主要提供應(yīng)用程序開發(fā)的C /C + +庫[7]；Linux內(nèi)核主要提供各種安全機(jī)制、顯示驅(qū)動等核心服務(wù)。

1.2 Android特點(diǎn)

開放性

Android作為美國谷歌公司所研發(fā)的一款當(dāng)前最為流行的手機(jī)操作系統(tǒng)，自問世以來，該系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的開源性，受到用戶和開發(fā)者的歡迎。如在該系統(tǒng)發(fā)布后，就受到廣大各大手機(jī)制造商的青睞，并結(jié)合Android系統(tǒng)開發(fā)了各種不同的應(yīng)用程序，促進(jìn)了應(yīng)用平臺在用戶中的推廣和使用。

移動性

Android平臺用戶只需要通過手機(jī)即可上網(wǎng)，并通過無線WIFI、移動網(wǎng)絡(luò)等方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。

兼容性

基于Android手機(jī)開發(fā)的應(yīng)用程序很多，這些應(yīng)用程序擁有不同的功能，但不會影響不同應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)傳輸，由此使得其擁有很強(qiáng)的兼容性。

基于上述的幾個特點(diǎn)，本文則在Android框架上開發(fā)了一款健康監(jiān)測的應(yīng)用程序軟件。

2 B/S模式

B/S模式是建立在C/S模式基礎(chǔ)上。C/S模式是主要為分布式的兩層架構(gòu)體系[8]，該體系的優(yōu)點(diǎn)是客戶端和服務(wù)器端的交互性比較強(qiáng)，同時在數(shù)據(jù)傳輸、響應(yīng)速度和對數(shù)據(jù)的處理能力方面，都有著其自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)。通過該模式，可以將任務(wù)合理的分配給兩端，從而減少了三層或四層架構(gòu)模式帶來的通信開銷，成為當(dāng)前手機(jī)應(yīng)用程序軟件開發(fā)的一種主流技術(shù)。具體如圖2所示。

圖2 C/S架構(gòu)

相比與C/S模式，B/S模式只需要用戶通過瀏覽器即可實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的訪問，并且將傳統(tǒng)C/S模式中的客戶機(jī)負(fù)載全部放到服務(wù)器端，大大簡化和提高了用戶訪問效率。而作為健身軟件來講，不可能讓每個用戶都安裝客戶端軟件，同時還需要花費(fèi)大量的時間和成本去維護(hù)。對此，結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際，本文引入B/S模式，只需要通過點(diǎn)擊WEB頁面即可訪問系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

結(jié)合B/S模式的特點(diǎn)，本文將該系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器端兩個主要部分，其中客戶端主要為用戶提供相關(guān)的健康監(jiān)測功能，而服務(wù)器端主要系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)和指令的封裝處理。具體架構(gòu)設(shè)計如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計

通過圖3看出，將用戶的請求進(jìn)行封裝，并與后臺的服務(wù)器端進(jìn)行交互，最后將查詢到的結(jié)果反饋給客戶端，實(shí)現(xiàn)對人體健康的存儲、監(jiān)測等。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

通過結(jié)構(gòu)圖對系統(tǒng)不同模塊功能的描述，其目的就是在保障系統(tǒng)邏輯運(yùn)行的的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)系統(tǒng)的一致性、可靠性、完整性和簡單性。本文結(jié)合健身監(jiān)測的需求，將系統(tǒng)功能設(shè)計為如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)功能設(shè)計

圖4中，根據(jù)C/S架構(gòu)模式將功能分為客戶端和服務(wù)器端，其中客戶端用戶可登陸、注冊和查詢自己的健康狀況，并可與健康醫(yī)生進(jìn)行互動和網(wǎng)上預(yù)約；健康醫(yī)生則可以與群體進(jìn)行交流，并給予相關(guān)的健康建議，同時處理相關(guān)的健康預(yù)約。服務(wù)器端主要對系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行維護(hù)，并對不同的角色權(quán)限進(jìn)行分配。

3.3 系統(tǒng)通信設(shè)計

人體健康監(jiān)測平臺設(shè)計的一個重要問題就是解決客戶端和移動端之間的通信。對此，在本系統(tǒng)的客戶端與服務(wù)器端的通信中，引入接口服務(wù)器?？蛻舳耸紫认蚪涌诜?wù)器發(fā)送通信請求，再經(jīng)接口服務(wù)器向應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送通信請求，通過應(yīng)用服務(wù)器對數(shù)據(jù)的處理，將結(jié)果返回給接口服務(wù)器，最后通過接口服務(wù)器返回給健康監(jiān)測系統(tǒng)客戶端。由此，通過接口服務(wù)器的方式，分擔(dān)了傳統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載，使得系統(tǒng)在響應(yīng)速度和時間方面都具有優(yōu)勢，讓用戶很快登錄到健康檢測系統(tǒng)。具體響應(yīng)流程如圖5所示。

圖5 客戶端與服務(wù)器端通信設(shè)計

3.4 系統(tǒng)流程設(shè)計

系統(tǒng)流程作為對系統(tǒng)使用的一種物理描述，其清晰的表達(dá)出在系統(tǒng)內(nèi)部各個不同部件之間的流動關(guān)系。本文結(jié)合健康監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能，并根據(jù)其三個不同的就是，將整體流程設(shè)計為如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)主流程設(shè)計

用戶在輸入用戶名和密碼之后，會直接登錄到相應(yīng)的登錄界面。如用戶為首次登錄，則需要注冊，在注冊成功后，頁面會自動跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的登錄界面。在完成對不同功能使用后，最后退出，并結(jié)束程序應(yīng)用。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 登錄界面實(shí)現(xiàn)

對首頁登錄界面的開發(fā)中，采用eclipse作為開發(fā)工具，以jquery對網(wǎng)頁布局進(jìn)行設(shè)計，從而實(shí)現(xiàn)的登錄界面，如圖7所示。

圖7 登錄界面

4.2 我的健康狀況界面實(shí)現(xiàn)

作為人體健康監(jiān)測的重要指標(biāo)，體溫、血壓、心率和血糖是其主要監(jiān)控的指標(biāo)。本文則將其主界面設(shè)計為如圖8所示。

圖8我的健康監(jiān)測界面

5 總結(jié)

本文應(yīng)用Android組件和B/S模式設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一款可用于人體日常生理指標(biāo)監(jiān)測的系統(tǒng)，用戶在借助相關(guān)可穿戴設(shè)備的情況下，只需要通過點(diǎn)擊網(wǎng)站，并在輸入相關(guān)的信息后，即可對自身生理數(shù)據(jù)進(jìn)行24小時實(shí)時監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與健康的融合，促進(jìn)信息技術(shù)的普及。

[1] 黃永健,王偉,謝廣明,等.物聯(lián)網(wǎng)家庭健康監(jiān)護(hù)系統(tǒng)[J].兵工自動化,2013(11):87-90.

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Design and Implementation of Human Health Monitoring System Based on Android

Su Xinglong

(Shaanxi Polytechnic Institute, Xianyang 712000, China)

According to the information needs of the current perple health, an online health monitoring client software based on Android terminal is designed. Firstly, the Android system architecture and its characteristics are analyzed, so as to lay a foundation for further system development. Secondly with the viewpoint of C / S mode, system design and system realization, the overall system architecture and system function are developed and designed, so that the users can realize the monitoring of physical parameters by their mobile phone.

Health monitoring; Android system; C/S model; Server; Client

1007-757X(2016)12-0044-03

TP311

A

蘇興龍（1983-）男，陜西咸陽人，講師，碩士，研究方向：計算機(jī)方向，咸陽 712000

（2016.06.24）