可穿戴设备健康数据服务平台的设计与实现
这是一篇关于远程监护,海量数据,低功耗蓝牙,跨平台开发的论文, 主要内容为心血管疾病是一种能够对人们身体造成严重危害的疾病,此类疾病患病后在日常生活中难以察觉,又极易突然发病,且致死率较高,病情发作后的最佳救治时间十分有限。若依赖于传统方式,前往医院使用特定的医疗器械进行一段时间的监测后,再对数据进行人工诊断与分析,实时性差且成本较高。当前可穿戴设备能够为人们提供近乎无感的生理数据采集服务,互联网技术的进步推动了远距离人体健康监护系统的不断发展,研发能够满足生理参数远程实时监测的健康数据服务平台具有重要的意义。本文研究了国内外健康数据服务平台领域的发展现状,针对目前健康数据服务平台的实际需求,研究了针对海量健康数据的存储方案,完成了平台所包含的健康数据管理系统以及移动客户端的开发测试及部署工作。论文的主要工作和成果如下:1.研究了健康数据服务平台的系统架构,设计了健康数据服务系统的主要功能模块及其实现架构。本文采用B/S模式搭建健康数据服务管理系统,基于需求分析设计并实现了用户管理、权限控制、活动管理、设备数据、设备地图、设备告警、日志监测等多个系统模块,实现了登录鉴权、数据范围设置、健康数据的可视化、健康状况异常告警等功能,方便对于用户的生理指标进行集中监护,能够及时地对于用户的异常健康状态进行告警和及时处置。2.研究了海量数据存储技术,设计了关系型数据库与时序数据库混合存储方案。针对健康数据服务平台具有系统处理实时性要求高、用户规模庞大等特点,本文将海量健康数据存储至时序数据库中,使可穿戴设备采集到的数据得到妥善存储,提高了健康数据的实时存储、检索能力,使系统的健康数据实时处理得以实现。3.研究了实时消息推送技术,实现了实时的数据采集和传输。研究了可穿戴设备的数据传输协议,基于跨平台技术进行移动客户端部分的开发,利用蓝牙对设备采集到的数据进行实时获取,并通过HTTP传输至服务器端,实现了数据从短距离到远程的中继传输。4.完成了可穿戴设备的健康数据服务平台的开发,并对系统进行了测试优化和部署。本文搭建的基于可穿戴设备的健康数据服务平台能够为多个场景下的日常监测及健康保健需求提供技术支撑。经测试,健康数据服务平台具有功能完备、可靠性高、安全性强、时延低、故障率低、平台无关性等优良的性能。
住院医护移动监护系统的开发
这是一篇关于多参监护仪,远程监护,医疗APP,房颤检测的论文, 主要内容为多参数床旁监护仪能监测患者各项生命体征变化,为临床诊断提供客观有效的真实依据,因而作为各级医院的基本设备配置被广泛应用。但对收治于医院普通病房的患者,床旁监护仪无法实现远程集中监测,只能依赖医护人员进入患者所在病房,手动记录患者的生理参数信息。工作效率低下,不能做到实时性、连续性的观察,且监护仪报警阈值一般设置较低,过多的错误及无意义报警,使得医护人员在不同病房间来回奔走,身心疲累。同时多参监护仪动态心电监护作为目前无症状房颤患者筛查的有效手段,却只能通过主治医生阅读存储于监护仪内数量庞大的心电图片段,根据心电信号的形态和节律特征进行房颤诊断,工作量大并诊断结果与临床医师个人经验密切相关。鉴于此现状,为了降低医疗监测成本,缓解我国医护资源压力,减轻医护人员的工作负荷,本文设计开发了应用于医院普通病房的住院医护移动监护系统。系统分为两部分,一部分是基于B/S模式的后台监护系统,利用动态网页实现患者生理信号的远程实时监测,并植入房颤检测算法,将疑似房颤片段高效筛出,减少医生心电图片段阅读量,提高房颤诊断效率及准确率。另一部分是基于Android平台的住院医护移动监护信息APP,适用移动智能设备,以弥补PC端不便携带的不足。两种监测模式功能互补,分别适用于不同使用场景。医护人员可通过PC端网页或移动端APP实现对多个房间、不同床位患者的生命体征参数全时程不间断看护,接收并有选择的处理监护仪报警信息,及时对患者病情作出正确判断。本文的主要研究内容如下:(1)研究并分析监护仪信号采集和报警原理,结合目前各级医院普通监护病房的工作现状,对系统功能进行需求分析,完成系统总体功能结构的设计。(2)设计基于RR间期特征识别的房颤检测算法,算法涵盖两个方面,分别为采用自适应阈值的差分算法定位R波及心电信号房颤片段的判定与筛查。并将其转化成Java语言,植入后台监护系统。(3)采用组件化编程思想,结合HTML和CSS技术设计Web前端交互页面,搭建Web应用服务器和数据库服务器。采用MVC架构开发模式组织程序代码,实现基于B/S模式后台监护系统的用户登录、患者基本信息展示、生理参数动态实时监测、报警信息展示、房颤信号检测识别、异常波形片段及数据自动存储功能。(4)基于医护人员需随时了解被监测患者生命体征状况的需求,设计住院医护移动监护信息APP,实现在移动终端设备对患者监测数据实时查询、报警信息推送、保存等功能。本系统的研发在医护人员与普通病房被监护患者之间建立起了一种全新的医疗模式,为提升医疗监护质量,减轻医护工作者劳动复杂性,提高工作效率提供了新的方法。
基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统设计与实现
这是一篇关于智慧盒系统,语音交互,插件机制,远程监护的论文, 主要内容为随着我国的老龄化群体日渐增多,人口老龄化情况也越来越严重,因此老人空巢成为当下社会亟待解决的问题,日常陪伴老人是缓解空巢问题的重要方式。随着计算机技术和智能产品的蓬勃发展,空巢老人的问题也受到了相关领域的热切关注,市场上也涌现了很多的智能化产品。但是在目前推出的智能产品中,存在着用户界限区分不明显、产品使用门槛较高、缺少监护人模块等缺点,导致现有智能产品很难直接应用于老年人群体。针对上述问题,本文基于语音交互设计并实现了特有的面向老年群体的老人陪伴智慧盒系统,针对老人需求设计各项功能模块,旨在解决当前老人空巢问题的社会困境。本文的主要研究内容如下所述。(1)基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统实现。本文采用树莓派、UPS电池板、摄像头、声卡、存储卡等硬件构建智慧盒系统的硬件设施,并设计系统金属外壳,完善系统的硬件基础。利用语音唤醒、语音识别、语音合成、语义理解接口实现语音交互逻辑和系统的人机交互,构建系统的软件基础结构。(2)基于自定义语音协议的插件机制的实现。本文使用插件机制来实现用户通过语音协议来操作系统功能。通过分析系统各个功能的特点自定义语音操作协议,并设计实现插件管理类来管理系统插件和语音协议轮询,完善系统功能模块与语音交互模块之间的调度。(3)系统功能模块的实现。考虑到老人和监护人特有的需求,针对需求进行分析提出系统的功能模块,并研究深度森林、领域知识图谱、知识库等相关关键技术进行实现。功能模块包括:娱乐模块、生活服务模块、检测工具模块、远程监护模块等,满足老人和监护人的使用需求,提高系统的应用价值。最后,本文依照软件测试原理对系统进行测试验证,测试结果表明本文设计的老人陪伴智慧盒系统可以满足老人和监护人的需求,能够缓解当前社会的老人空巢问题,同时在语音交互模式下,降低了系统使用门槛,优化了用户的体验。
基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统设计与实现
这是一篇关于智慧盒系统,语音交互,插件机制,远程监护的论文, 主要内容为随着我国的老龄化群体日渐增多,人口老龄化情况也越来越严重,因此老人空巢成为当下社会亟待解决的问题,日常陪伴老人是缓解空巢问题的重要方式。随着计算机技术和智能产品的蓬勃发展,空巢老人的问题也受到了相关领域的热切关注,市场上也涌现了很多的智能化产品。但是在目前推出的智能产品中,存在着用户界限区分不明显、产品使用门槛较高、缺少监护人模块等缺点,导致现有智能产品很难直接应用于老年人群体。针对上述问题,本文基于语音交互设计并实现了特有的面向老年群体的老人陪伴智慧盒系统,针对老人需求设计各项功能模块,旨在解决当前老人空巢问题的社会困境。本文的主要研究内容如下所述。(1)基于语音交互的老人陪伴智慧盒系统实现。本文采用树莓派、UPS电池板、摄像头、声卡、存储卡等硬件构建智慧盒系统的硬件设施,并设计系统金属外壳,完善系统的硬件基础。利用语音唤醒、语音识别、语音合成、语义理解接口实现语音交互逻辑和系统的人机交互,构建系统的软件基础结构。(2)基于自定义语音协议的插件机制的实现。本文使用插件机制来实现用户通过语音协议来操作系统功能。通过分析系统各个功能的特点自定义语音操作协议,并设计实现插件管理类来管理系统插件和语音协议轮询,完善系统功能模块与语音交互模块之间的调度。(3)系统功能模块的实现。考虑到老人和监护人特有的需求,针对需求进行分析提出系统的功能模块,并研究深度森林、领域知识图谱、知识库等相关关键技术进行实现。功能模块包括:娱乐模块、生活服务模块、检测工具模块、远程监护模块等,满足老人和监护人的使用需求,提高系统的应用价值。最后,本文依照软件测试原理对系统进行测试验证,测试结果表明本文设计的老人陪伴智慧盒系统可以满足老人和监护人的需求,能够缓解当前社会的老人空巢问题,同时在语音交互模式下,降低了系统使用门槛,优化了用户的体验。
基于GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统的设计与实现
这是一篇关于家庭医疗,远程监护,生理参数,uC/OS-Ⅱ的论文, 主要内容为随着社会的进步和科技的发展,医疗观念已逐步从传统的疾病治疗转向疾病预防和保健护理,家庭医疗应运而生。家庭医疗提倡医疗进入家庭,在配备先进适宜的医疗设备的条件下,使病人在家中实施自我监护、诊断、治疗、康复和保健。另一方面,远程医疗系统也随着网络科技的发展逐步成为医疗领域的新趋势,它能远距离传送医疗信息,使专家和医生能远距离对患者进行病情诊断、处理、治疗,乃至手术和紧急救助。 本文提出了一种基于嵌入式uC/OS-II和GPRS的家庭多参数远程医疗监护系统设计的方法,并着重从硬件设计、软件开发和软硬件协同工作等方面来展开介绍。本文主要完成的工作有以下几方面： (1)在深入调查与分析的基础上,结合家庭医疗的研究现状,本文提出了家庭远程监护系统的总体设计及其构建目标,并对监测系统的构建目标进行了详细的方案论证,得出基于ARM嵌入式处理平台STM32和嵌入式实时操作系统uC/OS-II的较为适合系统设计的方案。 (2)采用NTC热敏电阻作为温度传感器进行体温模块的设计。通过标定实验得到拟合数据并利用最小二乘法对解决了NTC热敏电阻阻值-温度特性曲线的拟合问题,最后采用医用体温计与拟合校正得到的温度数据完成体温测量对比实验,得到体温模块的测量精度在±0.2℃,符合体温测量的精度标准。 (3)通过设计相关的获取电路实现了心电模块的研制,解决了心电噪声的干扰问题。结合课题组关于心电信号的数字滤波方法的前期研究,心电模块实现了心电信号提取、放大和滤波功能,而且能较好地得到不同导联的心电波形。 (4)结合课题组前期自主研发的血氧与血压模块,通过设计相应的采集算法,实现了血氧与血压的数据解析,并得到正确的血氧与血压测量值。 (5)软件设计方面,研究了基于嵌入式实时操作系统uC/OS-II的软件开发,根据软件的设计思想,对操作系统的总体框架以及功能模块进行了开发,并设计与实现了基于GPRS的远程通讯协议。经过试验与测试,结果显示系统软件实现了生理参数采集,存储以及远程传输等功能,达到了本课题对监护系统软件设计要求。
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