智能手環(huán)設(shè)計(jì)研究

李俊霖 劉 歡 李星星

（沈陽化工大學(xué)，沈陽 110142）

引 言

近年來，隨著人口老齡化程度日益明顯，健康需求、保健意識與日俱增，可穿戴醫(yī)療技術(shù)強(qiáng)勢興起，可穿戴醫(yī)療設(shè)備層出不窮。目前可穿戴設(shè)備更多的開發(fā)和使用于健康監(jiān)測方面，例如測量監(jiān)測血壓、心率、血糖以及監(jiān)測睡眠時(shí)間等，能夠有效地幫助人們隨時(shí)隨地監(jiān)測自身的健康狀況，對于慢性病的預(yù)防和疾病預(yù)后效果都有一定的促進(jìn)作用。研究顯示，2016 年智能手環(huán)占整個(gè)可穿戴裝置市場的57.8%。與國外可穿戴技術(shù)的研究相比，我國起步相對較晚，但發(fā)展很快。美國的一項(xiàng)研究指出，有大約16%的人使用包括智能手環(huán)在內(nèi)的可穿戴設(shè)備，且今后會(huì)不斷增長。中國是世界盲人最多的國家，截至2010 年末，視殘者數(shù)量增至1 263 萬人，占?xì)埣踩丝倲?shù)的15%（該數(shù)據(jù)來自中國殘疾人聯(lián)合會(huì)）。隨著人口的膨脹，視殘者數(shù)量還將繼續(xù)增加。而盲道，作為“盲人的專屬通道”，是盲人參與社會(huì)生活的主要途徑。但是據(jù)調(diào)查，在遼寧寒地城市盲道使用率非常低，過半的人很少見過盲人使用盲道，38%的人從未見過，僅有11%的人多次見過。視殘者很少單獨(dú)外出并使用盲道，大部分盲人外出須全程陪伴，且出行頻率較低，距離較近。本文主要是介紹智能手環(huán)的設(shè)計(jì)，研究其血壓監(jiān)測功能方面的精準(zhǔn)性，為該類智能手環(huán)在健康監(jiān)測中的應(yīng)用提供依據(jù)。如圖1 和圖2所示。

圖2 智能手環(huán)

一、手環(huán)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通過考慮到遼寧省寒地城市的氣候特點(diǎn)，以及解決盲道積水路滑問題，并配套開發(fā)語音導(dǎo)航手環(huán)，讓盲人可以自由獨(dú)立出行，更好的到社會(huì)中來，感受智慧城市的溫暖，大大提升盲道的使用率，使得盲道成為智慧城市的一大靚麗風(fēng)景線。

設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，一部分是配套的智能語音導(dǎo)航手環(huán)，在具有磁性透水性能地磚上敷設(shè)永強(qiáng)磁磁塊結(jié)合由單片機(jī)、磁性傳感器和藍(lán)牙模塊構(gòu)成的智能語音導(dǎo)航手環(huán)進(jìn)行路面探測。一部分是對盲道材質(zhì)進(jìn)行了升級改造，成為磁性透水的盲道地磚，磁性透水性能地磚用于解決普通盲道地磚通水性能差，引起透水孔堵塞以及在冰雪天造成溝槽積水造成盲道路滑難以行走等問題。該手環(huán)具有GPS 定位、實(shí)時(shí)路況導(dǎo)航、精準(zhǔn)預(yù)測紅綠燈、檢測靈敏度、提示音量可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。還可以通過磁性手環(huán)上的蜂鳴器提示盲人是否行走在盲道內(nèi)。盲人在出行時(shí)，通過智能磁性手環(huán)對磁場的感應(yīng)就可以檢測到盲人步行道，當(dāng)盲人行走在磁性盲道內(nèi)，手環(huán)蜂鳴器無聲音，當(dāng)超出磁場范圍時(shí)，手環(huán)發(fā)出聲音，從而提示和引導(dǎo)盲人行走在正確的盲道上，還可以根據(jù)語音導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位，使得盲人掌握實(shí)時(shí)路況信息，當(dāng)盲人通過交通崗時(shí)語音提示紅綠燈情況，力保盲人的出行安全。

二、系統(tǒng)測試與總結(jié)

本系統(tǒng)測試人員共5 人，佩戴手環(huán)左右手隨機(jī)，分別測試走路、跑步狀態(tài)下計(jì)步，測試數(shù)據(jù)得出本系統(tǒng)有效穩(wěn)定，精確度高。本文介紹了一種新型防積水盲道與智能磁性手環(huán)相結(jié)合的設(shè)計(jì)策略，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用方便，能極大地提高盲人出行的便利性。該系統(tǒng)結(jié)合遼寧省寒地城市的氣候特點(diǎn)，解決盲道積水路滑問題，并配套開發(fā)語音導(dǎo)航手環(huán)，讓盲人可以自由獨(dú)自出行成為可能。經(jīng)過實(shí)際測試，導(dǎo)航模式有效且較為可靠，且手環(huán)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，具有很好的推廣運(yùn)用前應(yīng)用藍(lán)牙通信技術(shù)等。