張凱
摘要:低功耗藍(lán)牙無線通信協(xié)議繼承了傳統(tǒng)藍(lán)牙組網(wǎng)簡單、通信穩(wěn)定等特點(diǎn),具有低功耗、低成本、傳輸效率高等特點(diǎn)。中國目前的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級階段。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和市場逐漸成熟。該文研究并實(shí)現(xiàn)了一個可以幫助用戶管理自己的日常飲食和健身活動, 使健康狀態(tài)達(dá)到自身的期望水平并得到保持和優(yōu)化的健身管理應(yīng)用。 系統(tǒng)根據(jù)用戶目標(biāo)制定一個日常飲食的建議和體育鍛煉的計(jì)劃,幫助用戶調(diào)節(jié)生活節(jié)奏。系統(tǒng)采用“低功耗藍(lán)牙”技術(shù)對傳統(tǒng)的運(yùn)動器材進(jìn)行改造,利用傳感器獲取各種健身數(shù)據(jù),通過藍(lán)牙連接與手機(jī)端APP進(jìn)行同步和存儲。以APP應(yīng)用形式運(yùn)行,搭載手機(jī)、平板電腦等移動終端上,具有便攜性、易用性等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:藍(lán)牙;健身;低功耗;傳感器
中圖分類號:TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)33-0101-02
低功耗藍(lán)牙無線通信協(xié)議,即Blurtooth v4.0,在繼承了傳統(tǒng)藍(lán)牙組網(wǎng)簡單、通信穩(wěn)定等特點(diǎn)基礎(chǔ)之上,其協(xié)議得到了進(jìn)一步簡化。技術(shù)特點(diǎn)有如下幾點(diǎn):低峰值;低功耗,一節(jié)紐扣電池即可維持設(shè)備正常工作數(shù)年之久;低成本,但傳輸效率高(最高可達(dá)2Mbit/s);支持不同廠商設(shè)備間的互操作;傳輸范圍進(jìn)一步增強(qiáng)。物聯(lián)網(wǎng)概念的前身是傳感網(wǎng),從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看,中國目前的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍處于初級階段。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和市場逐漸成熟,預(yù)計(jì)到2020年末將達(dá)到萬億級規(guī)模。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):傳感器技術(shù):這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)技術(shù):是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。基于這兩項(xiàng)技術(shù)背景,越來越多基于藍(lán)牙設(shè)備的APP產(chǎn)品開始廣泛誕生,也為人們的生活帶來了便利。本系統(tǒng)即是基于這些技術(shù)的運(yùn)動健身APP產(chǎn)品,在物聯(lián)網(wǎng)有無限未來的時代,本系統(tǒng)具有巨大的實(shí)用價值。
本系統(tǒng)是一個可以 “幫助用戶管理自己的日常飲食和健身活動, 使健康狀態(tài)達(dá)到自身的期望水平并得到保持和優(yōu)化” 的健身管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用“低功耗藍(lán)牙”技術(shù)對傳統(tǒng)的運(yùn)動器材進(jìn)行改造,利用傳感器獲取各種健身數(shù)據(jù),通過藍(lán)牙連接與手機(jī)端 App 進(jìn)行同步和存儲。手機(jī)端 App 還可以采集用戶輸入的信息,比如體重和飲食數(shù)據(jù)等。手機(jī)端 App 將用戶健康的所有數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)端進(jìn)行處理,系統(tǒng)會幫助用戶進(jìn)一步優(yōu)化完善飲食和健身計(jì)劃。希望用戶在本軟件的幫助下能養(yǎng)成一個健康科學(xué)的生活習(xí)慣,保持健康的體魄,從而為日常工作生活打好基礎(chǔ)。
1 需求分析
本系統(tǒng)主要用戶為關(guān)注個人健康,并希望在日常生活中對運(yùn)動情況和個人身體狀況進(jìn)行監(jiān)控的人群。該類用戶通過手機(jī)APP完成相關(guān)個性化設(shè)置,在實(shí)際生活及運(yùn)動過程中采集數(shù)據(jù),利用系統(tǒng)完成對運(yùn)動軌跡的記錄,并分析形成相關(guān)報告。具體系統(tǒng)需求包括:
系統(tǒng)核心用戶只有一類,即安裝并使用該APP系統(tǒng)的用戶。但在系統(tǒng)使用過程中,因?yàn)橛脩艨赡苡玫揭恍┒〞r提醒功能,因此系統(tǒng)也需要與操作系統(tǒng)交互獲取系統(tǒng)時間,觸發(fā)一系列功能。系統(tǒng)核心功能包括:
1)注冊及登錄:用戶通過注冊記錄相關(guān)基本信息,并登錄到系統(tǒng)。
2)運(yùn)動設(shè)置及記錄:用戶根據(jù)個人喜好設(shè)置相關(guān)功能,包括音樂提醒、震動提醒等,在運(yùn)動過程中完成數(shù)據(jù)記錄,系統(tǒng)自動生成報告等。
3)運(yùn)動交流及排行:APP系統(tǒng)具有類似微信朋友圈的功能,可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動數(shù)據(jù)排行,用戶通過登錄、運(yùn)動記錄數(shù)據(jù)等方式獲取積分提升排名,獲取運(yùn)動勛章等,并可通過運(yùn)動“圈子”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布和共享,實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的交互。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
1) 手機(jī)端通過http網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與服務(wù)端進(jìn)行連接。手機(jī)端可以將數(shù)據(jù)上存,實(shí)現(xiàn)本地數(shù)據(jù)的保存和備份;服務(wù)端會將由眾多手機(jī)端上存的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理,得出周運(yùn)動量、運(yùn)動排行等信息,再根據(jù)手機(jī)端發(fā)出的請求,將這些信息下發(fā)到手機(jī)端,反饋給用戶。
2)手機(jī)端通過開發(fā)組擬定的“藍(lán)牙通信協(xié)議”與運(yùn)動器材端進(jìn)行連接。根據(jù)“藍(lán)牙通信協(xié)議”的擬定內(nèi)容,可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)端對運(yùn)動器材端的控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)顯示等功能。
2.2 手機(jī)端架構(gòu)設(shè)計(jì)
手機(jī)端應(yīng)用共包括數(shù)據(jù)層、網(wǎng)絡(luò)層、控制層、顯示層等四個層次,四個層次共同協(xié)作完成系統(tǒng)功能。具體內(nèi)容包括:
1)顯示層:主要功能是為了和使用者進(jìn)行交互,顯示應(yīng)用界面和反饋一些控制層的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。
2)控制層:又稱業(yè)務(wù)邏輯層,進(jìn)行系統(tǒng)邏輯處理的主要模塊,控制層會按邏輯處理的需求調(diào)用數(shù)據(jù)層和網(wǎng)絡(luò)層。
3)數(shù)據(jù)層:用于本地儲存一些輕量級的數(shù)據(jù),例如應(yīng)用的基本配置、用戶的個人信息等。
4)網(wǎng)絡(luò)層:App通過網(wǎng)絡(luò)層與服務(wù)器進(jìn)行連接,獲取在線得數(shù)據(jù),并支持使用一下在線功能,如登陸、查看排行榜等。
3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
3.1 主要技術(shù)
1) 使用“低功耗藍(lán)牙技術(shù)”,而非以往的舊式藍(lán)牙技術(shù)。具有節(jié)省能耗,更高的傳輸速度,更廣的覆蓋面積等優(yōu)點(diǎn);通過設(shè)計(jì)與器材的藍(lán)牙通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)了對個人運(yùn)動數(shù)據(jù)的采集和整理。
2)創(chuàng)新的真正屬于個人的健康管理系統(tǒng)?,F(xiàn)存健康管理系統(tǒng)多數(shù)是醫(yī)療用的,其監(jiān)測到的數(shù)據(jù)會提交到醫(yī)院、養(yǎng)老院等具體設(shè)施,主要對治療進(jìn)度、疾病走向等進(jìn)行檢測;而本項(xiàng)目著重分析使用個人的健康狀況,獲取的數(shù)據(jù)只保存在服務(wù)器,不會外泄也不作其他用途,能有效保護(hù)用戶的隱私,體現(xiàn)屬于“個人”的理念,在同是管理健康的系統(tǒng)中算是獨(dú)辟蹊徑。
3.2 器材連接處理邏輯
4 結(jié)束語
本項(xiàng)目的“健康管理”主要體現(xiàn)在協(xié)助使用者了解自身健康狀況,幫助使用者養(yǎng)成體育鍛煉,合理飲食等良好習(xí)慣,而不是強(qiáng)制地約束。也就是說,這是一個“幫助”系統(tǒng),是廣義上的“管理”,而不是常識中狹義上的“管理”;以App應(yīng)用形式運(yùn)行,搭載手機(jī)、平板電腦等移動終端上。而目前的健康管理系統(tǒng)基本都是運(yùn)行在Windows電腦上,而依賴于服務(wù)器。相比之下,本項(xiàng)目具有便攜性、易用性等特點(diǎn),并且可以在一定程度下脫離服務(wù)器獨(dú)立使用的特點(diǎn)。
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