基于Android系統的智能手環健康檢測系統關鍵技術

陳春謀

(陜西財經職業技術學院 管理學院, 咸陽 712000)

0 引言

我國已逐漸步入老齡化社會，老年人在日常生活中易出現血壓、血糖、心率等身體異常情況，老年人的健康監護需求不斷提升，隨著網絡技術的發展及智能手機的普及應用，為老年人健康監測系統提供了支撐，無需額外的設備和投入，通過結合使用智能手環等便攜式設備能夠對老年人日常健康狀況進行更好的監測，有效應對老年人突發癥狀使其能夠及時得到救治，緩解醫療資源不足的狀況，為更好的滿足老年人健康需求。

1 需求分析

目前心血管疾病已成為風險最高的健康殺手，老年人在日常生活中易出現血壓、血糖、心率等身體異常情況，老年人的健康監護需求不斷提升，設計并實現高效的健康監測系統財務研究的重點之一，檢測心腦血管的表征時，主要包括血壓和脈搏兩個檢測指標；對于突發的血壓升高、心率加快或變慢等老年人常見的突發安全問題，需能夠做到及時及時檢測及時產生報警信息，并能夠對使用者基本信息進行保存，從而能夠對不同使用者完成不同監測指標的確定，同時確保產生的報警信息及使用者位置信息能夠通過軟件會向親屬號碼及時發送，即需軟件具備定位功能，本文結合使用手機軟件和智能手環完成了基于Android系統的智能手環健康檢測系統的設計，該智能手環充分應用了安卓手機的定位功能，主要實現了檢測人體心率、血壓及加速度實時數據等功能，介紹了藍牙、定位、信號采集與處理功能的實現過程，能夠進行個性化的監護參數設置，更好的滿足老年人的健康監護需求[1、2]。

2 健康監測系統設計

在我國安卓系統的市場占有率已達到四分之三左右，為方便老年人使用，基于安卓平臺的健康監測系統便于產品落地及用戶使用，Android軟件開發過程相比IOS更加簡單快捷，具體開發時可使用兩種 PC 系統(windows、IOS)，集成開發環境 Android Studio實現了在一個軟件中融入UI界面設計與組件設置，同時有大量的代碼和源程序可供使用，簡化設計過程本文結合使用手機軟件和智能手環完成了基于Android系統的智能手環健康檢測系統的設計，簡化使用者健康監護過程，能夠進行個性化的監護參數設置，提高對不同老人的適用度，隨時監測健康狀態，提高健康生活質量。

2.1 軟件系統功能架構設計

本文所設計的基于Android系統的智能手環健康檢測系統的功能架構如圖1所示。

圖1 老年人健康檢測系統框圖

在Android智能手機上完成監測軟件的下載后，對個人信息等數據進行配置，通過為老年人佩戴智能手環檢測設備，一旦出現心率過高或摔倒等緊急突發情況即將相關數據傳輸給硬件設備，硬件設備據此會及時會發送意外情況報警信息，結合地圖定位信息，將老年人具體位置和危險警告信息發送至監護人手機。該健康監測系統具備心率和跌倒的監測和計算功能、一鍵呼救及定位功能，以便快速實施救護措施，老年人信息通過系統設置模塊進行設置，檔案模塊(存放在數據庫中)負責對老年人病史、身體狀況等基本信息進行記錄(包括監護人的電話)，據此可實現不同監護措施的制定及個性化設置[3-4]。

2.2 數據庫及藍牙設計

采用數據庫SQLite(安卓內置)進行系統數據庫開發，數據庫SQLite3的分析及數據庫結構的設計以老年人實際健康需求為依據，當用戶需查看或下載數據庫中的數據信息時，通過登錄數據庫并完成安全驗證后即可訪問數據庫。

藍牙在大多數安卓手機中屬于已配置好的功能模塊，本文需設置對手機藍牙模塊的調用，通過將 2.45 GHZ的藍牙模塊嵌入智能手環硬件設備中實現了相關數據在軟硬件間的實時傳輸過程，具體通過藍牙模塊對硬件藍牙進行搜索、連接，硬件采樣計算后的數據通過藍牙模塊完成到軟件系統的傳送，通過在 Manifest 中對藍牙權限進行配置實現對藍牙的調用，同時軟件中一鍵呼救的功能能夠被硬件藍牙模塊調用，出現跌倒情況時直接進行呼救。通過onReceive()方法實現藍牙的搜索、顯示及連接功能(在activity 文件中)[5、6]。

2.3 心率、血壓監測

硬件的傳感器系統負責對心率和血壓檢測值進行采集，在完成相應計算后發送給軟件系統(通過藍牙模塊)，系統預先對監測閾值進行設置(根據正常人血壓、心率范圍)例如血壓正常范圍在 90/60—139/89 mmHg、心率正常范圍在每分鐘 40 次—160 次，并據此對人體健康狀況進行相應的分析計算。通常不同的體質會表現出心率和血壓的正常值也不盡相同，因此系統會以長期監測的歷史數據為依據生成比較適用于使用者的監測閾值。如若使用者心率在長時間監測內皆表現出偏低，則設置的心率監測閾值會低于正常值，若長時間血壓偏高相應減少該使用者測試血壓的時間間隔，同時提高血壓低壓閾值[7、8]。

2.4 一鍵定位和一鍵呼救功能

本系統通過使用由百度地圖提供的 API(具備的定位及導航等功能強大、種類多) 實現定位功能，提供了便捷強大的庫文件支持功能。通過安卓系統中撥號器界面的調用，即可將號碼設置為緊急呼救號碼，實現一鍵呼救功能，迅速完成緊急呼叫。

3 系統功能模塊實現

首先下載Android Studio 客戶端(Android Studio官網)，根據提示完成軟件的安裝，選擇Dircula主題的UI 界面(可保護眼睛)；接下來完成 Android SDK的下載，選擇所需 Android SDK 版本，通常選擇最新版本的SDK，本文開發過程基于 Android5.0(API23)；下載Genymotion虛擬機，Android Studio提供虛擬機運行速度等性能較差，首先需完成虛擬機管理器(Virtual Box)及Geny-motion軟件的下載，接下來點擊Configure/plugins/Browse Repositories(在Android Studio中，首次使用時需選擇此安裝路徑)，搜索并下載Genymotion。

3.1 地圖定位功能的實現

百度地圖API采用統一的AK驗證，據此可享受百度地圖資源輔助系統開發，(1)建立一個安卓工程及簽名文件，打上簽名并完成打包后，獲取SHA1的值[9-10]。(2)登陸百度地圖 API 官網后完成新應用的創建，輸入上述包名及SHA1 值申請 AK(應用名稱沒有具體要求)，根據實際情況選擇應用所需功能，輸入安全碼(自動生成)點擊提交即可獲取AK，在根據應用需要完成相關地圖資源包的下載(勾選所需功能)，點擊下載開發包同時保留 AK。(3)根據開發文檔(由百度地圖提供)，在安卓工程導入資源包引入libs文件，具體通過在build.gradle中添加如下代碼，然后對APP實現定位功能所需權限、設備信息等進行配置[11-12]。

sourceSets{

Main{

jniLibs.sreDir“libs”

}

}

(4)通過將地圖組件加入到layout中，實現地圖與定位模塊功能，代碼如下。

Android:id=“@+id/bmapView”

Android:layout_height=“fill_parent”

Android:layout_widht=“fill_parent”

Android:clickable=“true”/>

完成地圖對象配置(在Activity文件中)，顯示地圖并實現定位，代碼如下。

Pubic void oncreate(bundle savedInstancestate){

Super.oncreate(savedInstancestate);

SDKInitializer.initialize(getApplicationContext());

Setcontentview(R.layout.activity_4):

//獲取百度地圖控件

mapview=(mapview)findviewbyId(R.id.hmapview);

//獲取百度地圖對象

Baidumap=mapview.getmap();

//開啟定位圖層

Baidumap。setmylocationEnabled(true);

//聲明定位SDK何欣類

locationClient=new locationClient(this);

//注冊監聽

locationClient.registerlocationlistener(mylistener);

//定位配置信息

locationClientOptionoption=new locationclientoption();

Option.setopengps(true)://打開gps

Option.setcoorType(“bd0911”)://設置坐標類型

Option.setscanspan(1000)://定位請求時間間隔

locationClient.setsetlocoption(option);

//開啟定位

locationClient.start();

3.2 緊急呼救功能實現

使用者按下緊急按鈕后，系統自動撥打求救電話，包括子女、配偶或110等緊急救助電話，在layout中添加一個按鈕，再為其添加方法(具體在activity文件中)，完成安卓系統撥號器的調用，自動撥打預設電話號碼，緊急呼救號碼設置為 110，實現代碼如下[13、14]。

Button button5=(Button)findviewbyId(R.id.btn_5);

button5.setonclickListener(new view.onclicklistener())

{

@override

Public void onclick(view)

{

If(contextcompat.checkselfpermission(mainactivity.this,mainfest.permission.call_phone)!

=packagemanager.permission_granied){

Activicompat.requestpermissions(mainactivity.this,newstring[]{

manifest.permission.call_phone},1);

}

Intent intent=new intent (intent.action_call);

Intent.setdata(Uri.parse(“tel:”+110));

Startactivity(intent);

4 總結

老年人健康監護需求隨著我國逐漸進入老齡化社會不斷擴大，為提高老年人健康監護水平，本文完成了基于Android系統的智能手環健康檢測系統的設計，該系統的開發軟件采用了開源軟件Android Studio(谷歌公司)，該智能手環充分應用了安卓手機的定位功能，主要實現了檢測人體心率、血壓及加速度實時數據等功能，并據此對人體健康狀況進行相應的分析計算，發生緊急意外情況時能夠將緊急求助信息發送至聯系人手機，介紹了藍牙、定位、信號采集與處理功能的實現過程，為老年人健康監測系統的開發和完善提供參考[15]。