毕业论文（设计）-基于android平台的移动保健系统的研究与应用37858.pdf

学校代号：1 0 5 3 2 学 密 号：s 0 9 2 4 1 0 5 1 级：普通 湖南大学工程硕士学位论文 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的 研究与应用 堂僮由请厶丝名；进直驻 昱咂丝刍壁盟整；垫咝亟副麴援隧匮直缒至猩垣 埴羞里僮!信星抖堂皇王程堂院 童些名整； 筮i 生王猩 迨窒提童旦期；2 q12 生垒旦15 日 诠文筌趱旦期；2 q12 生5 旦2 垒日 筌彗委虽会圭压； 垂翅蕉塾援 1iilii iii i iii iui iiii y 2 1 7 2 0 7 0 t h er e s e a r c h a n da p p l i c a t i o no ft h em o b i l eh e a l t hc a r es y s t e mb a s e do na n d r o i dp l a t f o r m b y x i ey u t u o b e ( h u n a nc i t yu n i v e r s i t y ) 2 0 0 9 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g s o f t w a r ee n g i n e e r i n g i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f h u n a nu n i v e r si t y s u p e r v i s o r a s s o c i a t ep r o f e s s o rb i a nn a i z h e n g s e n i o re n g i n e e rc h e nz h a n m a y ，2 0 1 2 基于a n d r o i d 、f 俞的移动保健系统的研究与应用 摘要 近年来，随着科学技术的发展与人们生活水平的提高，人们对保健方面的问 题也越来越关切，一种实时、灵活、智能及人性化的保健服务或工具成为当今社 会的迫切需要，伴随着基于a n d r o i d 及其它平台的移动智能设备在人们的生活中 的普及，传感器技术及无线通讯技术的发展，给面向移动终端的保健系统带来了 前所未有的发展机遇，运用先进的无线通信技术及智能终端设备摆脱了以往保健 服务的定点、定时及数据采集难等缺点。本文围绕基于a n d r o i d 平台的保健系统 的研究、设计与实现，主要工作如下： 首先，研究基于a n d r o i d 移动终端对运动量信息的采集和处理的问题，针对 一直困扰着人们对运动量检测的问题，本文提出基于移动终端的重力传感器、方 位传感器及g p r s 定位系统对用户运动量进行实时检测与跟踪算法，实验表明， 该运动量检测算法相比计步器及其他运动量检测软件数据更加准确，适用的运动 类型也更多。 其次，针对传统的保健服务对保健信息处理的定时和定点等问题，提出了以 a n d r o i d 平台为基础的新型移动保健系统的解决方案，通过移动终端实现日常保 健信息的采集、处理与提醒功能，而在远程保健中心主要实现保健信息持久存储、 急救j 监控及保健计划制定等功能。本文选择了蓝牙、w i f i 和g p r s 等通讯方式实 现保健信息的实时跟踪与提醒，从而满足人们对自身保健信息的实时检测与存储 等功能。 最后，结合以上研究工作，实现了一款基于a n d r o i d 移动智能终端的保健系统。 系统有效地将用户与用户，用户与保健机构紧密联系起来，综合实现了疾病预防、 同常保健、老幼群体的监护及康复保健等保健活动管理方式。通过对移动智能终 端实现的保健系统的研究，对保健理论的发展、未来人类保健模式的进步及健康 水平的提升都具有着一定的研究意义和应用价值。 关键词：移动计算；a n d r o i d ；保健系统；传感器应用；运动量检测 t 程硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n t y e a r s ，w i t h t h e d e v e l o p m e n to f s c i e n c ea n d t e c h n o l o g y a n d i m p r o v e m e n to fp e o p l e sl i f e ，p e o p l e sh e a l t hc o n c e r n sa r ea l s og r o w i n g ar e a l t i m e ， f l e x i b l e ，i n t e l l i g e n ta n dh u m a n eh e a l t hc a r es e r v i c e sa r eb e c o m i n gt h eu r g e n tn e e d so f t h es o c i e t y t h ep o p u l i z a t i o no fm o b i l es m a r td e v i c e sb a s e do na n d r o i da n do t h e r p l a t f o r m s ，a n ds e n s o rt e c h n o l o g ya n dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y ，b r o u g h t u n p r e c e d e n t e do p p o r t u n i t i e s f o rd e v e l o p m e n to fh e a l t hc a r es y s t e m t h eu s eo f a d v a n c e dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ya n dt h ei n t e l l i g e n tt e r m i n a le q u i p m e n t f r e ed a t ac o l l e c t i o nf r o mt h el o c a t i o na n dt i m i n g ，w h i c ha r es h o r t c o m e so ft r a d i t i o n a l h e a l t hc a r es e r v i c e t h i sp a p e rf o c u s e so nt h er e s e a r c h ，d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no f h e a l t hc a r es y s t e mb a s e do nt h ea n d r o i dp l a t f o r m f i r s t ，t h i sp a p e rp r o p o s e st od e v e l o pa na l g o r i t h mt h a tc o l l e c t sa n dp r o c e s s e sd a t a f r o mi n t e g r a t e sg r a v i t ys e n s o r ，p o s i t i o ns e n s o r sw i t hg p r st oc a l c u l a t ee x e r c i s e i n f o r m a t i o ni nar e a l t i m ew a y t h ee x p e r i m e n t ss h o wt h a tt h ed e t e c t i o na l g o t i t h mi s m o r ea c c u r a t ea n dm o r ea p p l i c a b l et ot h et y p eo fm o v e m e n tc o m p a r e dw i t hp e d o m e t e r a n do t h e rp h y s i c a la c t i v i t y d e t e c t i o ns o f t w a r et h a td a t a s e c o n d ，i no r d e rt os o l v et h et i m i n ga n df i x e dl o c a l t i o np r o b l e m so ft r a d i t i o n a l h e a l t hs e r v i c e s ，t h i sp a p e rp r o p o s e san e wm o d e lo fh e a l t hc a r es o l u t i o nb a s e do nt h e a n d r o i dp l a t f o r m i td e a l sw i t ht h er o u t i n eh e a l t hi n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ，p r o c e s s i n g a n da l e r t sv i am o b i l et e r m i n a l s i tp r o c e s sp e r s i s t e n ts t o r a g eo fh e a l t hi n f o r m a t i o n ， e m e r g e n c ym o n i t o r i n ga n dc a r ep l a n n i n gf u n c t i o n si n t h er e m o t eh e a l t hc e n t e r w e s e l e c t e das h o r td i s t a n c ea n dl o n gd i s t a n c ew i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nw i t hb l u e t o o t h ， w i f i ；a n dg p r sc o m m u n i c a t i o n ，t oe n s u r er e a l t i m eh e a l t ht r a c k i n ga n dr e m i n d e r s ，t o m e e tp e o p l ef o rt h e i ro w nh e a l t hi n f o r m a t i o n ，r e a l t i m ed e t e c t i o na n dt i m i n gs t o r a g e f i n a l l y ，ah e a l t hc a r es y s t e mb a s e do nt h ea n d r o i dm o b i l ei n t e l li g e n tt e r m i n a li s i m p l e m e n t e d i nt h i ss y s t e m ，u s e ra n dh e a l t hc a r ei n s t i t u t i o n sa r ec l o s e l yl i n k e d i t i n t e g r a t e dd i s e a s ep r e v e n t i o n ，r o u t i n eh e a l t hc a r e ，c u s t o d ya n dr e h a b i l i t a t i o no fh e a l t h c a r e ；a n do t h e rh e a l t hc a r ea c t i v i t i e so ft h ey o u n ga n do l dg r o u pm a n a g e m e n t m e t h e d t h i sr e s u l th a sa ni m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ea n da p p l i c a t i o nv a l u et oh u m a n h e a l t hc a r em o d e l k e yw o r d s ：m o b i l ec o m p u t i n g ；a n d r o i d ；h e a l t hc a r es y s t e m ；a p p l i c a t i o no fs e n s o r ； p h y s i c a la c t i v i t yd e t e c t i o n 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的研究与应用 目录 学位论文原创性声明和学位论文版权使用授权书i 摘要i i a b s t r a c t i i i 插图索引v i 附表索引v i i 第1 章绪论1 】1 研究背景及意义1 1 1 1 问题的提出2 1 1 2 研究意义2 1 2 国内外研究现状3 1 2 1 国外移动保健系统的发展概况3 1 2 2 国内移动保健系统的发展概况4 1 3 本文的主要研究内容5 1 4 论文结构5 第2 章系统相关技术介绍8 三! 1a n d r o i d 平台简介8 2 1 1a n d r o i d 系统架构8 2 1 2a n d r o i d 的a p l 9 2 1 3a n d r o i d 特性分析1 0 2 1 4a n d r o i d 应用程序核心组件l o 2 1 5a n d r o i d 的主要通讯技术12 互2 传感器技术及p d a 设备简介1 2 2 2 1 传感器的概述12 2 2 2 传感器的分类1 3 2 2 3 传感器实现保健参数监测的原理简介1 3 2 2 4 本系统内传感器的基本特性14 2 2 5p d a 设备简介1 5 2 3 无线通讯技术及多网融合技术介绍15 2 4 本章小结1 6 第3 章基于a n d r o i d 平台的运动量检测17 3 1 运动量检测概述17 t 程硕士学位论文 = ；2 真实加速度获取算法分析1 7 = ；3 运动加速度对时问的积分与运动量的计算19 = ；4 运动量检测实验数据的对比与分析一2 1 = ；5 本章小结一2 2 第4 章基于a n d r o i d 平台的移动保健系统分析与实现2 3 4 1 系统概述2 3 4 1 1 系统的目标概述一2 3 4 1 2 系统设计与架构一2 4 4 1 3 系统的功能概述一2 5 乱2 数据库设计2 7 4 2 1 a n d r o i d 移动智能终端s q l i t e 数据库设计2 7 4 2 2 保健中心m y s q l 数据库设计2 9 乱3 基于a n d r o i d 平台移动保健系统实现3 2 4 3 1 保健信息实时监测与提醒3 4 4 3 2 保健信息上传与查看3 7 4 3 3 保健计划导入与跟踪监测3 8 4 3 4 保健信息管理中心模块的实现3 9 4 4 本章小结4 0 结论与展望4 2 参考：乏献4 5 致谢4 9 附录a 攻读硕士期间发表的论文目录51 笨于a n d r o i d 、f ，台的移动保健系统的研究锄逝用 插图索引 图1 1 论文组织结构图6 图2 1a n d r o i d 架构图8 图2 2 传感器的一般结构1 2 图3 1 类大地坐标( 左) 、手机坐标( 右) 及加速度关系图18 图3 2 运动量检测算法流程图2 1 图3 3 运动量检测数据对比图2 2 图4 1 基于a n d r o i d 平台的保健系统2 4 图4 2 基于a n d r o i d 平台的保健系统功能结构图2 6 图4 3a n d r o i d 终端程序肩动登录界面3 3 图4 4 基本生理信息检测功能模块基本结构图3 5 图4 5 保健信息实时监测主界面3 6 图4 6 保健信息查看与上传3 8 图4 7 保健中心登录界面3 9 图4 8 保健中心信息管理主页面4 0 t 程硕l 学位论文 附表索引 表4 1 用户表( p e r s o n l n f o ) 2 7 表4 2 最近一周运动信息表( s p o r t s i n f o ) 2 7 表4 3 保健信息表( p h y s i o l o g i c a l i n f o r m a t i o n i n f o ) 2 8 表4 4 移动端保健计划表( h e a l t h c a r e _ p l a n ) 2 8 表4 5 保健指标信息表( p h y s i o l o g i c a l i n d i c a t o r s ) 2 9 表4 6 保健提醒信息表( w a r ni n f ) 2 9 表4 r 用户表( u s e r l n f o ) 2 9 表4 8 角色表( r o l e l n f o ) 3 0 表4 9 运动信息表( s p o r t s i n f o ) 3 0 表4 10 文本信息表( n e w s i n f o ) 3 0 表4 11 保健计划表( h e a l t h c a r e a g l a n ) 3 1 表4 12 保健指标信息表( p h y s i o l o g i c a l i n d i c a t o r s ) 31 表4 13 基本生理参数信息对比表3 7 v 1 1 工程硕l 学位论文 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着人们生活水平的提高和医疗卫生条件的改善，人类开始进入老龄化时代， 一些发达国家已进入或即将进入老龄时代，据2 0 0 9 年的一项老龄人k i 调查的老龄 人口已超过1 6 亿人，同样证明中国也正在向老龄化社会走近。随着老年人的 人口【：匕例明显增加，医疗资源的不足，以及各类医疗机构将面临的压力也将逐渐 增大。而且随着部分疑难杂症及传染病得到控制或治疗，人类的死亡谱和疾病谱 也会跟随着发生变化 2j 。越来越多的慢性非传染性疾病成为人类健康的主要敌人。 近年来，各类保健及预防医学得到了人们的注意和重视，各类疾病控制和治疗逐 渐由单一的的治疗方式转变为治疗和保健等多方式来提高人们身体素质的方式， 其中以疾病的预报、有针对性的疾病保健预防及康复保健等新型保健学科的发展 显得：e 为突出1 3j 。针对这种类型的预防与预报，往往需要通过对人体各类数据进 行连续的记录和观测，因而，获得人们h 常健康的实时信息变得尤为重要【4 j 。未 来理想的检查就应发展为信息采集连续，并可在同常生活中随时随地都可进行的 方式，逐渐让单纯依赖医疗诊治，转变到治疗、预防、保健和提高身体素质相结 合，而且满足保健体系在整个医疗体系中发挥越来越重要的作用”j 。因而需要某 种工具承担同常保健活动的检测任务，而且这种工具必须满足用户随时随地的对 病人某些数据的跟踪与检测，这些都构成了发展和实现基于智能移动终端的保健 系统的迫切需要。 伴随着现代通讯与移动计算技术的发展为智能移动终端的保健系统带来了新 的发展机遇，i p h o n e 、a n d r o i d 等平台的智能移动终端技术的发展，让许多新型的 应用在移动终端上实现并应用，由于移动终端的方便、快捷等诸多特点，特别对 于a n d r o i d 这样一种开源平台，为各类应用软件及嵌入式设备在移动终端的实现 开拓了应用空间1 6 1 ，特别在最新的的3 g 、w i f i 、g p r s 及蓝牙等移动通信技术的 推动下，通过移动终端实现用户与用户、用户与保健机构间的保健信息的移动交 互，移动保健教育与交流等再移动智能终端的业务实现，通过搭建一个基于移动 终端的保健系统，能让人们的日常保健活动与医疗保健设备、网络端保健系统及 各种医疗保健系统的无缝结合【7j 。因而基于移动终端实施日常保健活动的监护与 指导等多位一体的全新保健模式，这种新的移动保健模式也有效地降低现有医疗 与保健资源的消耗，提高了保健活动管理的灵活性，方便用户与医院及其它保健 机构问的保健信息的共享与交互，同时为大量疾病的治疗及保健理论等方面的研 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的研究与应用 究收集了大量的案例数据，促进保健科学的发展及各类疑难杂症的预防、治疗， 让大众化的保健真正走进社会、走进人们的生活，最终提高人们的整体身体素质。 1 1 1 问题的提出 本文通过大量文献研究，对保健系统的数据检测、诊断及提醒等功能进行了 详细了解，如基于移动终端的运动量检测技术的研究，当前各类检测设备与工具， 都是基于传统的统计方法获得，检测数据受环境因素影响较大等缺点，而且无法 联系人体具体的属性，如体重和性别等信息，运动量作为保健系统中的重要检测 参数，必须找到某种实时和可靠的检测方法。另外，通过实际了解了现有保健服 务或系统的应用场景，这些保健服务都只能适应于固定时间及具体封闭的环境， 使用的各种工具也是只能让用户在固定场所或时间段内进行，且对于大多数保健 参数缺乏可靠的数据采集工具，而且很难将大量历史保健信息进行存储及分析峭j ， 因而不能实现针对个人保健信息的实时跟踪与存储，也就无法产生可靠的保健计 划表及有效的保健信息监控。如目前城市内各种健身房、保健医疗机构及某些运 动检测设备等，而随着人们对保健信息的关注度越来越强，针对一种让大部分人 都能及时获取和提交自身保健信息，随时随地了解自身保健信息以及将保健信息 准确的数字化等问题都急待我们的解决，非常有必要针对该应用领域，在抽取方 便、高效的保健信息处理机制基础上，结合最新的保健学的相关研究成果，有效 指导人们合理及高效的参与保健活动，同时为当前医疗保健提供更科学准确的保 健数据统计，最终满足人们对健康需求的转变及提高大众身体健康水平，因而更 有必要基于某些移动终端的保健系统做进一步研究，充分考虑这类保健系统的实 用性、准确性及实时性 9 1 。针对以上方面提出的问题，本文做了有益的探讨。 1 1 2 研究意义 随着人们生活水平的提高，医疗卫生条件的改善，世界人口老龄化的问题越 来越严重，许多国家已进入或即将进入老龄社会，通过基于a n d r o i d 移动终端的 保健系统的研究与开发，将满足人们对健康需求的转变及提高大众身体健康水平， 顺应时代发展的需要，进一步完善和丰富了当前保健研究方面的内容，促进保健 学方面的发展。充分利用现有的医疗保健资源，收集大量医学与保健信息，为分 析并预测用户身体健康状况，提醒用户按时、按量的参与相关保健活动。确保用 户合理管理自身保健运动，同时，为医疗诊断提供准确的历史保健参数信息、有 效地提升人们的健康水平，拓展保健系统在移动领域的应用，让其成为移动保健 方面的一个崭新而重要的应用。 工程硕二仁学位论文 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外移动保健系统的发展概况 移动保健作为移动医疗的一种重要的分支，而且伴随着医疗技术及人们的生 活水平的提升，将会起到越来越重要的作用，5 0 年代末，美国首先将双向电视系 统用二f 医疗。此后，伴随着通讯和电子等技术不断被工作者利用到医学活动中， 美国最早提出移动医疗的概念，同时，建立了远程医学试验台，通过近年来的积 极研究与探索，取得了良好的效果。而日本、墨西哥及欧盟诸国等也都先后进行 了移动医疗与保健方面的研究与应用0 1 ，19 8 8 年美国提出移动保健学系统，即将 保健系统划分为保健信号采集，保健信息传输，保健信息分析与保健提醒模块1 。 1 9 9 4 年3 月，国际远程通讯联盟远程通讯发展局在b u e n o s a i r e s 举行的世界远程 通讯发展会议上首次提出了移动保健的问题1 1 2 1 。2 0 0 3 年，苏黎世e t h 大学研发 了a m o n ，该系统是一个专为有心脏病和呼吸疾病的病人设计的可穿带式的医疗 监控报警系统。系统通过对病人的基本生理信息进行监控，如对病人的体温、血 压、脉搏、血液含氧量进行监控，并将采集后的信号通过蓝牙、w i f i 等无线方式 传输到电脑或其它可穿戴式的设备上，然后通过蜂窝网络( g s m g p r s ) 传输到医 疗总控中心，并对这些实时采集到的信号进行分析和处理，最终达到病人基本生 理及病况的实施实时监控3 | 。 另外，美国的哈佛大学在2 0 0 2 年启动了c o d e b l u e 研究项目，通过该项目的 研究，最终实现对紧急救助或灾难事件下的现场医疗监控。研究人员设计并开发 了便携式的医疗检查设备，医疗救助人员可以通过这些便携式移动医疗设备，能 轻松的获取到实时检测信息。并结合了流行的无线通讯协议，实现救护现场与远 程医疗机构信息的实时交互，救护人员将检测信息转发到远程医疗机构，而医疗 机构收到相关信息，并通过智能化的系统对其进行处理，最终协助灾难现场的搜 救行动，按照病人的危急情况，分类对病人进行优先救助行动，另外，通过现场 收集的相关检测数据，监控救护中心通过这些信息合理的分配施救任务，为救助 工作的下一步实施提供各类有效信息，方便医疗人员做好充分的救助准备 1 4 1 。 u n i v e ：r s i t yo fa r h u s 在2 0 0 6 年开发研制了一套医疗系统，名为a w a r e 系统，系 统实现医生与病人的多对一的医疗诊治平台，医生可以在医院的任意地方获得病 人的基本信息，实现了病人的基本医疗检查信息的最大共享1 15 1 ，同年，世界卫 生组织提出随着现代社会的进步，老龄化社会的到来，各种慢性疾病对医疗及健 康护理资源的需求越来越大，医疗资源短缺成为当今各界非常关注的问题【j6 | 。因 此，为了解决未来社会的这种资源的短缺，一种高效的医疗与监护服务或工具成 为当今社会的迫切需要。 探寻高效的医疗监护工具成为各学科的研究热点，各类智能化工具和平台的 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的研究与应用 研究在近几年得到了各国政府的重视，而移动医疗与保健方面的研究与应用就作 为最突出的研究领域，其中美国国际商用机器公司( i b m ) 于2 0 0 2 年设计并实现了 一款专为心脏病人发送求救信息的新型手机求救系统。该系统主要分为两大部分， 其中智能移动终端作为系统的核心部件，并通过蓝牙无线通讯技术实现检测设备 与手机之间的自由通信，从而实现便携式心跳监测仪和手机的结合到一起。其基 本任务为为采集心脏病患者的心率情况，并在发现用户的心跳处于危险状态，手 机将自动实现基本的求助功能，及通过求救系统预先设置的手机号码拨打电话或 其他求救方式1 1 7 。同年，英国也于推出了一种新型手机移动医疗监控系统，该系 统同样实现用户通过一些简单的操作就可向外界发送求救信息，并且，该系统利 用最新的g p r s 定位技术，利用标准的g s m 网络，让外界准确及时的获取用户 的位置信息，从而保证施救任务的及时有效的执行【i 引。另外各类医疗保健机构也 在积极研究各类医疗监护系统，目前出现了一些比较优秀的医疗监护系统，如美 国密歇根大学附属医院就研究了一套医疗监护系统，通过该系统实现重症病人的 实时监护1 1 9 1 。除此之外，美国佛罗里达医院也尝试通过远程医疗监护系统为2 8 0 0 个床位进行实时监护的实验，并证实这种系统将提高医院监护活动的有效性，有 利医院监护成本的消耗【2 。不仅仅这些大型企业、科研机构或医疗机构对移动医 疗保健的研究，很多世界著名的通讯、电子及其他产品的生产商也丌始投入远程 医疗与保健监控系统的研发。通过这些研究，为人们通过简单有效的方式对个人 健康情况充分了解和实时掌控，最终整体提升人们的健康水平和生活质量。 1 2 2 国内移动保健系统的发展概况 在我国，移动医疗与保健系统的研究在近年来得到了很好的发展，我国远程 医疗保健方面的研究活动起始于8 0 年代。8 0 年代晚期，我国的解放军总医院曾 和德国的一家医院在神经外科理论方面的探索与交流，后面还探讨了通过电子邮 件方式与其它医院进行互动远程会诊。而9 0 年代中后期我国各类基于电话及互联 网实现的一些远程医疗会诊案例，具体通过电子邮件及可视电话等为主要技术手 段实现远程医疗诊疗，如1 9 9 5 年上海教育科研网与上海医大成立了远程医疗研究 室，试探实现多家医院之问联合会诊，该系统采用当前互联网技术，将各类医疗 图文文件进行交互【2 1 | 。而1 9 9 7 年，解放军总医院成立了“远程医疗中心”，卫生 部开通了中国金卫医疗网以及国际医学中国互联网委员会( i m n c ) 成立。通过这些 组织与研究机构的处理和建设，实现将我国医疗技术及远程医疗走向国际前列， 并由此服务全国与全球，整体提升人们的身体素质1 2 2 。 紧急救助作为我国社会基础建设中的一部分，而伴随着近几年随着手机的广 泛普及和通信技术的不断改进，人们通过移动设备实现各种求助与报警的需求也 日益增大，特别对于聋哑人士等特殊群体。2 0 0 9 年1 月，我国公安部门与相关部 工程硕士学位论文 门确定将“12110 ”作为全国公安机关统一的公益性短信报警号码，且“1 10 ”短 信报警求救服务也在部分城市开展运行。安徽省社会应急中心在2 0 0 6 年就已经开 始有关“行人定位安全服务系统”项目的研究1 23 1 ，该项目的主要研究思路是通过 在用户手机中置入一种特殊的芯片，使手机具备类似汽车的g p s 定位导航服务功 能。用户在遇到危险时，只需要按下预先设定的求救键，便可将求救信号发送至 救援中心，工作人员则可通过电子地图来查看用户目前所在的具体位置，然后向 警方反映情况。从近两年的国内外各类手机端都具备s o s 功能的，人们通过按下 s o s 功能快捷键，立即可以实现给预先指定的联系人发送求救短信【2 4 1 。 总体而言，不论是国内还是国外，各国都越来越重视医疗与保健服务的进步， 目前，出现了许多先进的远程医疗与保健监护系统。而基于无线设备端的医疗与 保健监护系统是在以往的研究基础上的一个提升，它融合了传感器技术、嵌入式 技术、移动通信技术、医疗保健学知识及远程服务理念，是作为一门综合学科的 应用科学。目前，基于无线设备端的保健监护系统总体来说还处于探索研究阶段。 1 3 本文的主要研究内容 本文的在研究旨在把a n d r o i d 智能终端技术、无线通信技术及保健学等综合 学科应用到基于移动终端的保健系统，设计出能够进行保健信息的实时监护、诊 断，智能化的保健信息管理与提醒等功能为一体的综合移动保健系统。本课题主 要研究内容包括以下几个方面： ( 1 ) 系统的架构问题：系统设计包括服务器端和客户端设计，数据库的选择， 同步j 可式的实现，具体开发工具和语言的选择等，对最终实现系统功能和未来的 功能扩展都有长远影响。 ( 2 ) 研究各类传感器的基本特性及熟悉a n d r o i d 平台及开发详细，分析其对保 健系统的各种数据检测的实现原理，从而通过a n d r o i d 平台下的移动终端的运动 量检测及其他生理信息监测设备实现保健信息的实时跟踪与检测等功能。 ( 3 ) 终端设备选择问题：无线医疗信息系统的终端设备的选择在整个系统架构 过程中是重要一环，目前主流的行业应用p d a 的操作系统主要有a n d r o i d ， w i n d o w s m o b i l e ，s y m b i a n 等。选择一种合适的操作系统平台对开发该系统有重大 影响。 ( 4 ) 软件系统的总体设计：软件系统的设计取决于最终用户的需求，其功能和 界面的设计对整个系统有着不言而喻的重要性。 1 4 ：沦文结构 本文主要分为5 部分。具体论文结构如图1 1 所示： 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的研究与应用 第1 章绪论 第2 章系统相关研究介绍 上 第3 章基于a n d r o i d 平台的运动量检测 土 第4 章綦于a n d r o i d ，f 台的移动保健系统的设计! - 5 实现 j 结论o j 展望 图1 1 论文组织结构图 第一章为绪论。首先描述了问题提出的背景和意义，并着重介绍了当前国内 外对基于移动终端的保健系统中涉及的各项关键技术以及保健系统建设的研究进 展和成果，并对研究现状进行了必要的介绍和解释说明，并以此为基础，展开下 文具体模型建立和实验数据操作的阐述。 第二章详细介绍了本文研究的几项关键技术，即a n d r o i d 智能终端技术、传 感器技术及网下通讯技术。首先详细介绍了a n d r o i d 平台架构、组成、核心a p i 、 应用现状。比较流行的移动智能操作系统，由a n d r o i d 平台的各项特性，为下面 的模型建立和实验打好理论基础，其次，详细介绍了传感器技术的详细内容，通 过对传感器的定义，分类及保健系统可能应用的检测功能，说明这种基于移动终 端及其他可穿戴的检测终端，可以实现用户的保健信息的实时跟踪与检测，为本 文通过智能终端获取保健信息及保健信息的交互提供了可靠的理论依据。 第三章为基于a n d r o i d 平台的运动量检测。本章重点描述保健系统的一种数 据采集方式，通过对当前基于移动终端的运动量检测技术进行研究，分析基于 a n d r o i d 平台下的运动量量检测的模型，分别提出了基于a n d r o i d 平台下嵌入的重 力传感器实时加速度运算算法及加速度对时间的积分算法，最终通过生物力学对 运动量检测原理进行剖析，从而获得用户的实时加速度。 第四章为系统详细设计与实现，通过前面几章的分析和总结，本章提出了基 于a n d r o i d 平台下的保健信息系统的设计方案，详细介绍了保健系统的数据采集、 保健提醒及计划管理等系统功能模块，具体提出了通过可穿戴式医疗检查p d a 设 备对用户的实时保健信息进行监测，手机端通过蓝牙方式获得这些保健信息后对 丁程硕士学位论文 其进；，亍实时分析与提醒，同时对检测到的实时信息进行储存，最后通过具体的实 验对：系统的功能性及非功能性进行测试，山此证明系统实现的相关测试的准确性 及可靠性。 论文最后，对本文的工作进行了总结，着重阐述了本文的难点、重点和创新 点，以及对下一步工作进行了展望。 基于a n d r o i d 平台的移动保健系统的研究与应用 第2 章系统相关技术介绍 2 1 a n d r o i d 平台简介 g o o g l e 与开放手机联盟合作丌发了a n d r o i d ，a n d r o i d 是g o o g l e 开发的基于 l i n u x 平台的丌源手机操作系统。它是完全开放的，几乎能在所有硬件上运行， 充分地开放和自由，并且拥有完全的原始代码。a n d r o i d 开放手机联盟由包括中 国移动、摩托罗拉和t - m o b i l e 等多家手机生产商、通讯技术公司及国内外电信提 供商等大型企业组成【2 4 1 。跟随g o o g l e 的“随时随地为每个人提供信息”这一企 业目标，让a n d r o i d 真正成为世界上标准化、开放式的移动电话软件平台和开放 系统。自a n d r o i d 第一款手机推出以来，一直受到了业界的广泛关注。目前g o o g l e a n d r o i d 平台的s d k 已经推出了多个版，开发可以利用s d k 中所提供的工具进 行基于a n d r o i d 平台手机的应用开发，本节将着重讨论a n d r o i d 平台的架构和将 其应用于移动保健的基本方法。 2 1 1a n d r o i d 系统架构 a n d r o i d 平台的架构从上到下包含了五个部分：应用程序、应用框架、核心库、 系统运行库以及l i n u x 内核( 如图2 1 所示) 。 图2 1a n d r o i d 架构图 1 ) 应用程序：作为a n d r o i d 平台的最上层，其包含一些g o o g l e 在a n d r o i d 系 工程硕士学位论文 统中绑定的核心，其中包括e m a i l 客户端，短信程序、h 历、地图、浏览器、通 讯录等等，所有的应用程序都是由j a v a 语言完成的。 2 ) 应用程序框架：应用框架层是g o o g l e 公司开发其核心应用程序使用的a p i 框架，为了简化第三方软件开发，g o o g l e 提供了一系列的核心应用程序a p i ，这 些a p i 框架包括了一套可视化对象、资源管理器、一组通讯协议、消息管理器及 活动管理器。 3 ) 核心库：为了给应用程序框架层提供必要的服务支持，如图2 1 所示，主 要包括：l i b s 、m e d i af r a m e w o r k 、w e b k i t 、f r e e t y p e 、s q l i t e 、s g l 、o p e n g l e s 、 等。它们被用于a n d r o i d 系统的各种组件中。这些功能通过a n d r o id 应用框架展 现给开发人员。在a n d r o i ds d k ( 软件开发工具包) 包含一组系统组件，随时提供 给开发者使用。 4 ) 系统运行库：a n d r o i d 系统运行时库中还包含了一组核心库，用来提供实 现j a 、a 语言核心库的主要功能。a n d r o i d 每个应用程序都是运行在各自的d a l v i k 虚拟机之上，并且每个a n d r o i d 应用程序都拥有一个自己的进程，在l i n u x 层面 上拥有一个独立的进程空间。 5 ) l i n u x 内核：a n d r o i d 基于l i n u x 内核来提供系统的核心服务，主要有安全 机制、网络堆栈、内存管理、进程管理及驱动模型，如图2 1 所示。l i n u x 还提供 了许多和移动设备相关的驱动程序，如：显示驱动、w i f i 驱动、摄像头驱动、显 示驱动等。这些模块的应用也成了a n d r o i d 的焦点，开发者可以充分使用a n d r o i d 提供的这些摸块的接口，开发出更具有特色的应用程序。 2 1 2a n d r o i d 的a p l 在a n d r o i ds d k 中，定义了内让开发者可以完整使用与核心应用程序相同的 应用程序标准接口( a p i ) ，应用程序架构是为了要简化组件的重新利用而设计的， 应用程序可以发布功能并为其它应用程序所使用，但是，要受限于应用程序架构 的安全限制，使用者也用同样的机制用来新增、置换组件。