智能手环的设计毕业论文

随着一股智能穿戴式设备的旋风刮过IT业，谷歌眼镜和智能手表拥有了持续的曝光和高关注度，智能手环似乎也火了起来。很多人肯定有疑问，看到市面上卖的这些智能手表、智能手环，说可以通过蓝牙检测运动状态、检测睡眠情况，它的工作原理是什么?是怎么实现的功能呢?下面我就详细为您介绍。

一、智能手环的原理

智能手环运动监测功能通过重力加速传感器实现。重力传感器已是一种很成熟的技术，手机也早有应用，比如现在智能手机的屏幕翻转功能，就是通过传感器来实现的。传感器通过判断人运动的动作得到一些基础数据，再结合用户之前输入的个人身体体征的基本信息，根据一些特定算法，得到针对个人的个性化监测数据，诸如运动步数、距离以及消耗的卡路里等，从而判断运动的频率和强度。由于每个人运动随个人身体体征的不同而产生不同的效果，因而用户在使用手环进行监测前需要在APP中录入自己的性别、年龄、身高、体重等信息，信息自动同步到手环中，通过传感器监测运动动作，经过特定算法最终实现运动监测的功能。

睡眠监测也通过相同的传感器技术实现。人的睡眠按照脑电波信号可分为五个阶段：入睡期、浅睡期、熟睡期、深睡期、快速动眼期(REM)。在不同的阶段人的脑电波可以迅速改变，有意思的是，重力加速传感器并不具备直接探测脑电波的功能，所以它是将人在睡眠中动作的幅度和频率作为衡量睡眠的标准，来判断睡眠处于哪个阶段，手环的智能闹钟功能，会在快速动眼期将用户唤醒，“因为在快速动眼期睡眠者会出现与清醒时相似的高频低幅的脑波，比较容易唤醒，如果此时唤醒，睡眠者会感到神清气爽，有一个很好的睡眠效果。”

二、智能手环的工作原理是什么

心率:用两个电极片(心电原理)，你网上查查有现成的方案;

呼吸率:可以用三维加速度传感器(震动原理)，不过没什么现成方案，需要自己动手做模型，震动杂波很多，要有较好的'滤波算法，做好了挺有前途的;

血压，用这么简单的方式我还不知道有什么办法。

难点：但这个产品的难点在于，如何实现用一个简单的产品实现多种数据的采集而不干扰到用户?这里的数据涉及到血压、血糖、血氧、脉搏等数据。这些数据我们正常的测量过程是抽血测血糖血氧含量、含温度计测量体温、压迫血脉测量血压。

这个难题实际上是现在很多智能设备面临的难题，运动手环还停留在通过陀螺仪获取位置信息变化分析从运动到睡眠等各种复杂人体状态的功能，数据的准确性有限。

设想：

1、通过反射原理，检测人体红细胞的含氧量。

2、通过检测脉搏传导速率的方法，计算心电检测和脉搏检测的时间差来得到血压信息。

3、通过内外两侧的温度感应获得更加准确的人体温度值。

4、通过代谢热整合法，检测到代谢长生的热量，血氧饱和度、血流速之后，计算出血糖浓度值。

这个原理的最大突破是实现了体征数据得到的无创，对人的干扰小。血压、血糖、体温变化值分别对高血压患者、糖尿病患者、孕妇这几类人群检测自己的身体数据会很有帮助。 郭辉讲，这个原理已经通过了理论认证正在计划硬件设计，当然他也希望有跟多投资进来推进项目发展。现在智能设备大部分瓶颈在信息获取，如果郭辉团队能够将这个设想实现，其实做手环、手表也不在话下。

核心是3轴重力加速度感应器，通过算法将其输出的值换算成活动量，基本原理就是计算克服重力和惯性做功的量，所以需要带入体重这个量参与计算，现在而今眼目下所有的手环啊tracker啊什么的，不管品牌型号都是同步的时候外部传入的用户自己设定的体重。公式什么的可以参考运动专业的一些论文。另外手环有个特殊的地方是只能待在单侧的手上，所以算法比普通的预设用户会佩戴再人体重心处的tracker会有所不通，需要经过特殊算法来纠正，算法的具体就是商业秘密不可说了。

基本上就是一个三轴加速计，再通过算法去判断人的步数，算法是核心，所以不可以告诉你。

一、智能手环的简介

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等实时数据，并将这些数据与iOS或者Android设备同步，起到通过数据指导健康生活的作用 。受关注的智能手环主要有Nike+ Fuelband、Fitbit Flex、Jawbone Up 2以及几款跟进的国产品牌产品。

“Google Glass”还未开售，“智能手环”来了。当传统电商还在为某款家电的价格孰高孰低“较真”时，腾讯电商旗下易迅网另辟蹊径，将重心转移到高科技产品的联合开发和引进上。昨起在国内独家开售智能手环“Jawbone up”，成为国内首家正式进军互联网“穿戴式智能设备”市场的电商企业[。

据悉，该网首发的“Jawbone up”智能手环是市面上非常流行的一款穿戴式智能设备。受到了白领消费者的广泛热捧。

二、智能手环的构造

智能手环主体一般采用医用橡胶材质 ，记忆橡胶材质。

天然无毒，外观设计高档时尚、大方，不仅具有运动健康秘书的功能，还具有时尚配件的功能，外观有流线花环，颜色多样。

两端则设有银色涂层金属帽，非常适合佩戴，这也让其有别于带有卡锁或者纽扣的传统手环。

智能手环内部内置了一颗续航时间可达10天的锂电池，一个震动马达和一个动作感应加速计。手环末端小尺寸的银帽则是用于更改设置的按键，另外一段则是一个用于和手机连接的3.5毫米插头。

三、智能手环的功能

智能手环这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具有诱惑力。更重要的是，手环的设计风格堪称百搭。而且，别看小小手环个头不大，其功能还是比较强大的，比如它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步，测量距离、卡路里、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能。

其内置的电池可以坚持10天，振动马达非常实用，简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。

以睡觉为例，在睡前将Jawbone up设置为睡眠模式，第二天起床后将它与iPhone设备同步，便可看到你的睡着时间、清醒时间、深睡/浅睡、整体的睡眠质量等信息。而对于减肥和健身的人来说，“Jawbone UP”智能手环是一个负责的私人教练，可以告诉你每天的运动路径、消耗卡路里和摄入热量。还可以设置运动目标，比如要走多少步，消耗多少卡路里等等，还会实时的显示运动的完成率，运动减肥都可以量化，对于不能坚持的人来说是一大福音。智能手环具有高档防水功能，可以戴着手环在10米以内的浅海或者河里游泳，克服了传统计步器无法跟踪游泳运动的缺陷，使用也更加广泛。

智能手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定Facebook或者Twitter进行分享。对于老年人来说，它还是一位保护神。通过内置的GPS连接器，它可以随时将身体状况及位置随时知会相关医院或家人。

四、智能手环的工作原理

由一米深防水的橡胶材质覆盖全身，据说质感亲肤，戴起来非常舒服。提供多种颜色可选，S、M、L三种尺寸也满足不同了人群的需要。3.5毫米的耳机插孔不仅可用于充电，还能与手机同步数据。充满一次电可用10天，两段银色涂层的金属帽加上Jawbone的logo，伴随着不同状态下呼吸灯的闪烁，让整个手环看起来非常时尚精致。

专门配置的手机应用，通过连接iPhone，你可以轻松查看自己每天的运动数据(包括运动时间、步行的公里数和步数、燃烧的卡路里数等)以及睡眠数据(总睡眠时间、清醒时间、夜间醒来的次数等)，饮食数据也可以通过手机输入，手环会根据食物的种类给出营养信息，以供用户参照并调整饮食习惯。