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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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艾鍗學院-健康照護手環

  1. 1. 智慧型醫療電子產品開發人才養成班 專案名稱: 健康照護手環 專案組員: 08號蔡0芳 12號黃0輝 15號王0昌 25號林0聖 27號王0傑 30號黃0翔 2014/9/23
  2. 2. 簡報流程  專案開發動機  系統說明  關鍵零件電路設計驗證  演算法  硬體設計  軟、韌體設計  任務分配  成果展示 2014/9/23
  3. 3. 專案開發 動機: 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。 目的: 「健康手環」透過感測器紀錄睡眠資訊、運動資訊 及脈搏等資訊來做健康管理的依據, 進而培養個人隨身健康管理習慣。 2014/9/23
  4. 4. 系統規劃說明 2014/9/23
  5. 5. 健康手環主要功能 睡眠 資訊 健康 手環 運動 資訊 緊急 通知 跌倒 通知 心跳 次數 用藥 通知 2014/9/23
  6. 6. 系統規格(方塊圖) 2014/9/23 智慧型手機 G-SENSOR LIS3DH 通訊 HC-05 光電 CNY70 INPUT SW MCU EM78F644 OUTPUT Motor 電源 DC 3.6V
  7. 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. 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
  9. 9. 關鍵零件電路驗證說明 2014/9/23
  10. 10. CNY70 心跳偵測電路驗證 2014/9/23
  11. 11. CNY70 量測波形 2014/9/23
  12. 12. 硬體設計說明 2014/9/23
  13. 13. (電路設計)EM78F644 2014/9/23
  14. 14. (電路設計)PIC18F46J50 2014/9/23
  15. 15. PCB Layout 2014/9/23
  16. 16. PCB 2014/9/23
  17. 17. EM78F644 PCB 成品 2014/9/23
  18. 18. PICF46J50 PCB 成品 2014/9/23
  19. 19. 機構 2014/9/23
  20. 20. 機構設計 2014/9/23
  21. 21. 演算法說明 2014/9/23 健康手環 演算法簡介
  22. 22. 軟、韌體設計說明 2014/9/23
  23. 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
  24. 24. I2C 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
  25. 25. G-SENSOR I2C 時序圖 運用USBee邏輯分析儀監測 2014/9/23
  26. 26. GPIO 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
  27. 27. 通訊協定 Protocol 手環端 脈搏0XF1 0X?? check sum ??=脈搏速度 運動0XF2 0X02 check sum 睡眠0XF3 0X?? check sum 翻動狀況 跌倒0XF4 0X04 check sum 長按兩秒發送 緊急呼叫0XF5 0X05 check sum 連續按兩次 解除0XFF 0X0F check sum 2014/9/23 Protocol 手機端 心跳模式0XF9 0X09 check sum 令手環開啟心跳模式 運動模式0XFA 0X0A check sum 令手環開啟運動模式 睡眠模式0XFB 0X0B check sum 令手環開啟睡眠模式
  28. 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. 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
  30. 30. APP GUI (選擇已配對藍芽裝置) 2014/9/23
  31. 31. APP GUI (主畫面) 2014/9/23
  32. 32. APP GUI (心跳次數) 2014/9/23
  33. 33. APP GUI (主畫面) 2014/9/23
  34. 34. APP GUI (運動) 2014/9/23
  35. 35. APP GUI (運動) 2014/9/23
  36. 36. APP GUI (主畫面) 2014/9/23
  37. 37. APP GUI (睡眠) 2014/9/23
  38. 38. APP GUI (睡眠) 2014/9/23
  39. 39. APP GUI (主畫面) 2014/9/23
  40. 40. APP GUI (設定) 2014/9/23
  41. 41. APP GUI (設定) 2014/9/23
  42. 42. APP GUI (主畫面) 2014/9/23
  43. 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. 44. 成果展示 2014/9/23
  45. 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. 46. The END 簡報完畢 2014/9/23 http://180.176.128.177/ring/
  47. 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. 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. 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
  50. 50. 手機選擇已配對藍芽裝置 2014/9/23
  51. 51. 通訊協定暨流程 2014/9/23
  52. 52. 心跳模式 2014/9/23
  53. 53. 睡眠模式 2014/9/23
  54. 54. APP GUI 2014/9/23
  55. 55. Android App GUI 2014/9/23
  56. 56. APP GUI (選擇心跳功能) 2014/9/23
  57. 57. APP GUI (離開模式) 2014/9/23
  58. 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. 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. 60. G-Sensor 3軸實測(C# 程式) 2014/9/23
  61. 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. 62. 手工成品 2014/9/23

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