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銀髮幼童健康定位手環

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以SIM5320E 實現GPS定位與心跳測量(SEN-11574)並且合Google map 應用。

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銀髮幼童健康定位手環

  1. 1. 銀髮幼兒健康定位手環 組長:林0成 組員:楊0睿、鄔0妤、何0安 專題指導老師:Joseph 105 艾鍗科技嵌入式Linux系統工程師人才養成班
  2. 2. 簡報流程 專案開發動機 系統流程說明 1) 系統規格 2) 系統介面 主要功能 硬體設計說明 1) 電路說明 2) 電路驗證 軟、韌體設計說明 成果展示說明 結論與未來展望
  3. 3. 3 專案開發動機 動機 1)台灣步入老人化社會,如何讓親人能夠隨時追蹤老人的去向 2)社會治安不好,兒童放學去蹤如何 3)並即時做健康管理,為我們專題主要的初衷 能夠透過感測計紀錄相關健康資訊,來做健康管理的依據,並登錄 在雲端上,隨時能讓親人追蹤,達到”即時性”的健康管家
  4. 4. 4 主要功能 目標 GPS定位 心跳 OLED顯示 SOS緊急求救簡訊 網站及手機觀看資訊
  5. 5. 系統流程
  6. 6. 6 健康定位手環解決方案: SIM5320E SIM5320E具備了多種溝通介面和功能,體積小,剛好符合穿戴 式裝置的應用 溝通介面: UART 、 USB2.0 、 SPI 、 I2C 、 Keypad 、 PCM 、 GPIO、SIM card、ADC、Mic/Receiver 、RTC、PCM 功能:內嵌LUA 劇本描述語言、 3G(WCDMA)、 TCP/UDP/FTP/FTPS/HTTP/HTTPS/SMTP/POP3 and MMS
  7. 7. 7 Demonstration of hardware design 硬體設計說明
  8. 8. 8 健康定位手環硬體架構 8 SIM5320E-EVB Sensor: 1)心跳Sensor(SEN-11574)—ADC 2)顯示器 Oled –I2C SIM5320E-EVB 心跳Sensor 3GGPS ADC OLED顯示器 I2C SIM Access Profile SEN-11574 GPIO 緊急按鈕
  9. 9. 9 SEN-11574 Circuit
  10. 10. 10 SEN-11574類比訊號截取
  11. 11. 11 如何計算心率 原始方式 • 透過此程式讀取電壓值 • 當回傳電壓值T2>T1,並且在下次回傳電 壓值T3>T2,則判斷為第一個波峰,並記 COUNT • 偵測一分鐘即為每分鐘心跳速率 問題: SIM5320E取樣頻率過低 ADC read function回傳電壓值的時間太慢,取樣點間距時間 過長容易造成誤判;進而造成每分鐘取樣過少,也會影響 準確性 X X Xt1 t2 t3
  12. 12. 解決方法: (1)外加一個頻率更高的ADC模組 (2)使用另外的心跳模組 (3)使用電壓比較器
  13. 13. 加入LM339的心跳模組 心跳偵測 1. 將心跳感測器類比數據傳入電壓比較器(LM339)中 2. 透過可變電阻決定參考電壓(V-)準位 3. 電壓比較器的輸出電壓 a) 當v+(Sensor)<v- ,輸出為0V, GPIO42偵測為low b) 當v+(Sensor)>v-,輸出為開路, GPIO42偵測 high Vcc
  14. 14. 14 前後訊號比較 Before After
  15. 15. 修改後電路 加入一個LM339
  16. 16. 16 Demonstration of software -SIN5320E開發 -伺服器開發design 軟、韌體設計說明
  17. 17. 17 韌體實作 1. GPS資料抓取 2. 3G 3. SIM Card 4. SMS簡訊寄送(中文簡訊) 5. 心跳資料抓取 6. 緊急按鈕設置 7. OLED顯示
  18. 18. 心跳演算法 Figure2.數位訊號 Step1: 偵測到一個方波開始計時,儲存變數 為“開始時間” Step2: 偵測到五個方波後,儲存變數為”結束 時間” Step3: 結束時間減開始時間除5就是 每個方波所花費的秒數 Step4: 60除這個時間就是,預估你一分鐘心 跳跳的次數 Start End
  19. 19. 19 • GPS NMEA-0183經緯度格式 2502.504000,N,12130.803801,E,180216,044950.7,39.5,1.4,83.1 Google Map經緯度是採用 Degress * 100 + minutes GPS座標格式轉換: NMEA-->Google Map 緯度: =25度+02.504000分 =25度+(02.504000/60)度 =25.041733度 經度: =121度+30.803801分 =121度+(30.803801/60)度 =121.513397度 2502.504000 12130.803801
  20. 20. 20 SOS簡訊流程圖 SOS簡訊 網站(伺服器) 手環 手機 傳輸 啟動SOS按鈕 緊急聯絡人資料 1. 姓名 2. 電話號碼 [PHONE]相對應IMEI資料檔 傳送配對資料檔 未找到配對資料檔 [對話框]緊急訊息 1. 內容 2. GPS對應網址 寄送簡訊 [GPS]相對應IMEI資料檔 傳送GPS位置 連上網頁
  21. 21. SIM5320E 韌體開發-使用Lua
  22. 22. 25 SIM5320E 韌體開發-OLED 顯示內容 3G網路功能正常運作心律顯示 經緯度顯示 時間顯示
  23. 23. 26 網頁端伺服器流程 3G FTP 輸入緊急聯絡人資訊 聯絡資訊存入IMEA檔至FTP空間 GPS 心律 時間 數據 PHP讀檔存入MySQL SIM5320E FTP讀IMEA檔 心律 時間 數據 PHP 連接 MySQL 取出 心律時間 數據 PHP 開啟GPS數據檔帶入API
  24. 24. MySQL
  25. 25. 28 GPS定位頁面 PHP開啟GPS檔 帶入轉換公式 就是Google Map API 所需要的經緯度 JavaScript 將轉換過的數據 帶入Google Map API 每五秒動態更新
  26. 26. 29 心跳頁面 PHP 連接 MySQL 取出前十筆最新 心跳時間數據 JavaScript 帶入數據 給JQuery畫出折線圖 每5秒UpDate一次 PHP 連接 MySQL 搜尋年月日時刻 取出心跳時間數據 一行一行帶入 PHP 表格
  27. 27. DEMO
  28. 28. 結論與未來展望 從專題開始到現在,經歷了很多問題, 也都一一的解決,現今即可自動化運作所有功能, 但仍缺乏獨立的隨身電源供應,未來能調整簡化板子大小,使 成品更像穿戴型裝置,並加裝溫度感測器、電話功能(撥打、 接聽)等相關功能和優化心跳感測,使能更正確偵測心跳 變化(例如:運動手環) 。 謝謝這段期間老師的教導跟同學的幫助,謝謝各位的聆聽。
  29. 29. Thanks for your listening

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