设课 程 设 计 报 告设计题目 老人智能腕带设计 课程名称 学生姓名 所在学院 指导老师 应用背景：可穿戴设备是指人体可穿戴的微型电子产品，通常与现有配饰（如手表）集成或者取而代之。在物联网技术的支持下，该细分市场正迅猛进展，因此对于更小型化、更直观的设备的需求也在快速提升。可穿戴健康设备刚刚崭露头角，未来机遇和影响或许不可限量。基于可穿戴设备在医疗行业上应用的巨大潜力，我们有所思考：老人摔倒不用扶，及时做出应答？把医院“搬”回家，病人在家如同住院？本设计希望能够通过智能腕带实时监测老人的生理状态，将老人健康状况数据实时发送到云端，进行大数据计算分析，同时给医护人员监测观察。一、预期功能1.实时检测老人的体温、心率、睡眠等生理状态并发送到云端分析，同时基于大数据预测老人的身体状况或病情进展，达到未雨绸缪的效果；2.老人摔倒或睡眠出现异常等较轻症状时发送警报到子女手机上；3.老人出现突发重大疾病时将数据发送到医院，抢救人员通过 GPS 定位前去抢救。二、系统整体框架设计可穿戴装置的关键技术有四：传感技术、计算技术、电源技术和通信技术。智能腕带即为一个嵌入式系统。本系统的层次结构如图 1 所示，分为三个层次：硬件层、操作系统层和应用软件层。硬件层的具体模块功能见图 2，主要包括嵌入式处理器或控制器、存储器、I/O 接口、高效的电源管理系统等。这里采纳微控制器(MCU)作为核心部件，根据采纳的 MCU可以在芯片中集成更多的外设功能。嵌入式微控制器由早期的单片机(Single Chip Computer)进展而来，在芯片内部集成了处理器、RAM、ROM、I/O、定时器/计数器、A/D、D/A 等功能部件。所需的 MCU 应具备以下几个特点：尺寸小，集成度高；具有强的实时多任务支持能力；图 1Software(APP)Lightweight APIsDriverAppFrameworkDriver & Middleware & ProtocolEmbedded OS(Lightweight RTOS)Wi-Fi + BTGPSMCUOSHardware具有很强的存储区保护能力；具有较低功耗。MCU 按性能从低到高分有 Cortex-M0 到 Cortex-M4，且 ARM 后续还推出较 Cortex-M0 更低功耗更高性能的 Cortex-M0+。这里选用 Cortex-M0+(图 3)。电源管理模块分为电池、充电装置和电池校准器。由于可穿戴设备的电容容量一图 2DisplaySPII2CSerial Flash3-axis gyroscope/accelerometer/magnetometerGPSWi-Fi / Bluetooth 4.0Embedded ControllerLEDs,Buzzer,Vibrating...
