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基于可穿戴计算技术的保暖服监控系统设计

2015-07-14 15:26
老猫
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  摘要:可穿戴计算技术是一种将计算机穿戴在人体上进行各种应用的国际性前沿计算机技术,是智能环境的一个主要研究课题。可穿戴计算技术并非是简单地把计算机微小化后直接穿戴在人们身上,它需要解决很多关键性的技术才能真正发展起来,以满足人们的应用需求。其中最重要的四项技术为人机交互技术、嵌入式控制系统技术、无线连接技术和高效能源技术。若将可穿戴计算技术应用于智能服装,可为人们提供一个舒适的智能环境。因此,可以用Android智能手机作为上位机,AVR单片机作为微控制器,采用蓝牙无线通信方式,大容量锂离子电池作为能源,为运动受限的病人设计一款智能保暖服装,为他们提供一个舒适的生活环境。

  0引言

  可穿戴计算技术是探索和创造能直接穿在身上或是整合进用户衣服或配件的设备的科学技术。其最核心的理念是让人们能够更便捷地使用智能化的设备而感觉不到它的特殊存在。可穿戴健康设备是把可穿戴技术应用于健康领域,对用于检测身体情况、统计运动数据及改善健康状况的设备的统称。可穿戴计算是随着新的通信技术、计算机技术、微电子技术不断发展而产生的。可穿戴设备是目前市场热点,要设计、生产该类电子设备,选择高性能、高可靠性的专用集成电路是其关键因素。可穿戴计算系统是一个人与计算机密不可分的集合体,因此,人机交互技术是可穿戴计算机系统中的关键技术,它解决了人与计算机之间的交互问题,人通过这种交互提高了对环境感知的能力。而Android智能手机已实现人机交互,通过自带的蓝牙设备即可实现与智能服装的交互式通信。因此,将“智能化保暖”引入医疗装备行业,用Android智能手机通过蓝牙无线通信方式实时监控保暖服温度。该系统能够根据用户需求设定温度,实现保暖服的自动保暖功能,为其提供智能保暖,为研制新型医用智能服装奠定软硬件基础。

  1系统构成与试验方法

  1.1系统硬件构成及功能

  本系统的硬件部分由Android智能手机、蓝牙通信模块、主控模块组成。其中主控模块集成了以ATmega16芯片为核心的主控板、DS18B20温度检测电路、BQ27210电量检测电路、加热电路。硬件系统整体框架如图1所示。

基于可穿戴计算技术的保暖服监控系统设计

  图1硬件系统整体框架

  目前,在短距离无线通信中所使用的技术主要有无线局域网(IEEE802.11)、HomeRF和蓝牙,它们均工作在2.4GHz频段,除此之外还有红外技术。考虑到手机控制终端和远程温度控制器之间的距离一般不会超过10m,而且用在开放的环境中,还要降低成本,所以选择手机蓝牙无线通信方式。

  把手机作为人机交互的终端,主要用于保暖服监控系统的温度设置、保暖服实时温度的显示、环境温度的显示、供电电源剩余电量的显示等。另外手机端还控制着主控模块加热电路的开启和停止。手机屏上的自动温控系统软件图标如图2所示。

基于可穿戴计算技术的保暖服监控系统设计

  图2自动温控系统软件图标

  点击自动温控系统图标进入图3所示的手机控制页面。

基于可穿戴计算技术的保暖服监控系统设计

  图3手机控制页面

  点击“连接设备”,手机自动搜索附近蓝牙设备,该系统默认蓝牙名称为HC-07,连接到该蓝牙设备需输入密码,默认密码为1234,蓝牙名称和配对密码可以通过蓝牙串口助手修改,但为了安全起见,不允许用户修改。

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