一种基于蓝牙技术的无线U盘设计第1期

摘要：针对传统的数据采集器存在线路布置复杂，开发周期长等问题，本设计利用大容量U盘来存储温度传感器所检测到的数据，同时用微处理器来读写U盘，将数据在无线U盘与移动终端之间进行通信，从而达到存储单片机系统采集到的数据的目的，实现对所需数据的快速分析和管理。利用无线U 盘作为中间存储介质，既克服了对计算机的依赖，同时可以上传到互联网，方便人们随时随地获取数据分享数据。关键词：蓝牙U 盘 传感器 无线传输传统的数据采集器是以有线的方式连接采集端和控制端的，PC上一般都安装数据分析处理软件来分析处理数据，这样就需要较为复杂的线路，而且开发起来时间也比较长。随着信息化时代的发展，对数据进行采集和分析的主要采取分布式数据采集形式，这种方式不仅体现了数据采集在智能化、集中化上的趋势，而且在网络化、分布化上面有越来越显著的发展趋势。在信息化日新月异的今天，微处理器和单片机的应用与研究蓬勃发展，我们的日常生活与其已经密不可分，处处都能看到他的缩影。为了更加高效快捷的采集到我们所需要的数据，并且能够实时的与移动终端进行通信，基于此本文提出了将无线U盘和蓝牙技术相结合的一种新型的数据采集器。本设计整体可分为三部分，硬件设备(U盘将通过蓝牙设备发送数据)、ANDROID APP(接收蓝牙数据并通过WIFI与AP建立连接)和服务器(PC)。这样，我们对U盘中的数据就有了多渠道处理方式，同时传感器的加入给U盘中的数据赋予了很大的意义，可以应用在医疗、农业等方面发挥巨大作用。同时，低成本也是本设计的特色之处，性价比高，可以很方便，快速的应用于各个领域。一、技术方案如图1所示，本系统由温度传感器、主控单元、USB 接口芯片和U 盘和计算机、蓝牙模块等6部分组成。本系统要做的是在普通U 盘上集成蓝牙模块，以实现U盘与其他蓝牙设备的数据传输和无线通信。二、硬件设计2.1 蓝牙模块本设计的U盘读写模块采用的沁恒公司的CH375模块，USB 接口芯片采用CH375B。CH375为C语言子程序库提供了USB存储设备的文件级接口，这些应用层接口API包含了常用的文件级操作，可以移植并嵌入到各种常用的单片机程序中。对于USB存储设备的应用，CH375直接提供了数据块的读写接口，以512b的物理扇区为基本读写单位，从而将USB存储设备简化为一种外部数据存储器，单片机可以自由读写USB存储设备中的数据，也可以自由定义其数据结构。本设计中U盘是在主机方式下运行，通常使用的USB全速设备也可以得以支持，外部单片机可以通过CH375按照相应的USB 协议与USB 设备通讯，CH375 还内置了处理Mass-Storage 海量存储设备的专用通讯协议的固件，外部单片机可以直接以扇区为基本单位读写U盘数据。2.2 温度传感器如图1 所示，微控制器与温度传感器采用单总线总线通信，温度传感器采用DALLAS(达拉斯)公司生产的DS18B20温度传感器，利用DS18B20对测量对象进行数据采集，然后利用USB接口芯片在U盘和微控制器之间进行数据的传输，从而可以把采集到的数据存储到U盘中。然后将U盘与计算机进行连接，就可以在计算机上对数据进行管理或直接将手机与蓝牙模块进行连接，读取到其中数据，移动终端的软件平台如图3所示。如图3所示，本设计的软件框架主要由蓝牙核心协议、会话层协议以及上层应用程序构成。蓝牙的核心系统协议为最低的4个Layer，再加上应用层profile SDP，包括：基带，链路管理，逻辑链路控制与适应协议和服务搜索协议，SDP。蓝牙核心协议对蓝牙数据进行控制和处理。本方案的核心技术是实现基于对象交换协议(OBEX)(完成两蓝牙设备间的数据对象通信)的文件单点传送，而它是文件多点传送的基础。三、软件设计3.1 软件平台Arduino是源自意大利的一个开放源代码的硬件项目平台，该平台包括一块具备简单I/O功能的电路板以及一套类似于 Java 和 C 语言的 IDE 集成开发环境。Arduino用户通过 USB接口直接进行编程和通信，可以用来开发交互产品，比如它可以读取大量的开关盒传感器信号，并且可以控制电灯、电机和其他各式各样的物理设备;Arduino也可以开发出和PC相连的周边装置，能在运行时与PC上的软件进行通讯。Arduino的硬件电路板可以自行焊接组装，也可以购买已经组装好的模块，而程序开发环境的软件则可以从网上免费下载和使用。蓝牙通用应用框架如图4所示。Android系统提供了蓝牙开发的API，供开发者调用。 Android平台包括蓝牙网络协议栈，允许蓝牙设备之间进行数据的无线交换。应用程序框架提供了通过Android蓝牙API的访问蓝牙功能。这些API允许应用程序以无线方式连接至其他蓝牙设备，可实现点对点和多点无线功能。在Android平台上，蓝牙设备之间的通信主要包括了四个步骤：对蓝牙设备进行设置、在局域网内寻找有可能进行匹配的蓝牙设备、对设备进行连接和在设备之间进行通信。3.2 服务器配置从客户端给的数据是有一定格式的，首先客户端必须把文件名告诉服务器，然后，把文件中的数据传输过去。具体来说，如图5所示，先在服务器端开一个端口为422，用来监听是否有客户端接入，一旦有客户端接入，便获取客户端的socket，紧接着就是获取客户端的流了，在接受流的时候，存在一个问题就是不知道接受的数据哪部分是文件名，哪部分是文件本身的数据信息，本文解决的方法是：把第一批来的数据转化为字符串，获取以.txt结束之前的那部分，这样便可获知文件名是什么。在接下来便是在服务器端创建同名文件，把流中余下的数据写入到同名文件中，保存在特定的服务器文件夹下。3.3 模块初始化流程四、结语通过将U 盘连接到蓝牙模块中，并对数据采集模块再设计，使得数据采集模块具备了与所有具有蓝牙模块的电子产品进行数据无线传输的功能，具有即时性、便捷性。同时，我们在芯片周围提供丰富接口，可连接多种接口传感器，并将实时采集的数据记录在U盘，可直接被电脑读取，或间接被手机读取。在手机端，有独立开发的ANDROID APP，具有读取U盘数据，保存到本地，或者上传的服务器的功能，只要将移动设备连接到AP，就可以将数据同步到服务器，以便随时随地的访问数据。将U盘、手机、互联网、传感器四者结合到了一起。实现了数据的实时读取和采集。参考文献：1陈会，张喜验，周扬 等.基于CH375控制芯片的U盘读写系统J.山东科学，2006.10.2赵智聪.基于PDA 手机的移动监护通讯技术研究D.华南理工大学硕士论文，2010.04.27.3沈沛鸿，王孟良.基于蓝牙技术的新型U盘J.软件，2012年第33卷第5期4 陈会，张喜验，周扬.基于CH375控制芯片的U盘读写系统J.山东科学，2006，19(5)：56-58.5 赵晓顺，于华丽，王希望.双模式USB接口芯片CH375在温湿度测试仪中的应用J.农机化研究，2007(10)：171-173.6 郭宏志.Andriod开发应用详解M.北京：电子工业出版社，2010：1-7.7余志龙，陈昱勋，郑名杰.Google Andriod SDK开发范例大全M.北京：人民邮电出版社，2009.8王红艳，朱全银，严云洋，丁甜甜.SOA系统中手机信息与Web服务的数据同步J.桂林理工大学学报，2011(4).9王莹.浅谈蓝牙技术应用及其发展展望J.黑龙江科技信息，2011(14).10贾瑞.基于ArduinoMega2560的无线监控小车设计J.数字技术与应用，2013(10).在以经济效益为主要导向的市场经济大环境下，传统工艺美术的传承与创新遇到了很大的困扰。虽然国家为传统工艺美术的传承与发展提供了多方面的支持，但在具体方法和实现途径上，仍然有很多值得研究的地方。三维数字化技术作为互联网时代的新产物，有自己的独特优势，能够为传统工艺美术的传承与创新提供助力。一、三维数字化技术在信息记录、处理与传播上的高效率，能够弥补传统工艺美术传承周期长、传播慢的不足以湖南传统的醴陵釉下五彩为例。釉下五彩是湖南独有的陶瓷品种，其传统的制作工艺比较复杂，从器型制作到彩绘，再到上釉、烧制，是一个很长的周期。每个环节中，从用料到工艺都有要求，如调制颜料时各部分的比例、调制的具体手法等。在这种情况下，一方面，一个熟练的师傅制作一件较为完整、相对复杂的釉下五彩陶瓷作品，需要一周甚至更长的时间;另一方面，初学者要掌握其中的技巧至少要一年以上，跟在师傅身边学习。在这种情况下，三维数字化技术可以发挥的优势就非常明显。主要表现在以下三个方面：(1)借助数字化技术，可以将复杂的工艺流程以数字化的形式进行记录，将原本只能师徒相授的传承过程，简化到以数字化形式进行记录。学习者可以在师傅不在的情况下随时随地学习，对学习过程在时间和空间两个维度上进行了拓宽，提高了技艺传承的效率。数字化记录还可以采用灵活的形式，提高技艺传承的趣味性，使学习者能够更主动地学习。例如，将釉下五彩某些制作的关键工作以三维动画的形式进行展现，对现代的青年人会产生更大的吸引力。借助数字化技术，信息的传播效率也会大大提高，传统工艺可以更快地传播到对其有兴趣和学习热情的学习者那里。同时，从业者也可以更好地获取信息、交流信息。(2)运用数字化技术可以将原本只有整套工艺完成后才能看到，具有一定不可预见性的最后艺术效果，在计算机上提前实现，提高创新效率。例如，釉下五彩的陶瓷成品，可以借助计算机绘制其效果图。借助现代技术甚至可以模拟不同温度下，窑变的效果从而使人们可以提前预知其效果，对不满意的地方进行及时地改进和变化。湘绣同样如此，一幅绣稿，在画纸上的效果与最后绣出来的效果是不同的，借助三维数字化技术，可以讲效果提前在计算机中实现，对不尽如人意的地方及时做出色彩或针法上的调整。(3)三维数字化技术可以在很多濒危的传统工艺美术的传承中发挥作用。例如，记录珍贵作品的影像资料;以三维形式模拟关键的工艺流程等。三维数字化技术一方面可以高效的记录大量的信息;另一方面可以以更加细致入微，更加“特写化”的形式，展现工艺特征，使之得到更好的传承。二、针对青年人普遍不愿学习传统手工艺，而更愿意接触现代技术的现状，三维数字化技术可以成为连接传统工艺与青年人学习兴趣的一座桥梁由于市场经济的发展，青年一代多认为传统工艺学习过程漫长，经济效益不明显而不愿意学习。以湖南工艺美术职业学院的湘瓷和湘绣两个专业为例，该学院的这两个专业实际就业情况非常好，教学条件优越，师资队伍精良。但是由于观念的影响，很多学生对传统工艺不感兴趣，认为只有和现代技术结合的专业才是好的。三维数字化技术恰好可以契合二者，成为沟通的桥梁。将部分现代三维数字化的技术纳入高校传统工艺类专业的课程体系中，使学生在掌握传统工艺技能的同时，掌握部分现代计算机技术，一方面大大提升了学生的学习兴趣;另一方面也使学生掌握了一门技能。掌握了一定数字技术的学生，必然会给传统工艺美术的传承和创新带来新鲜的空气。即使有部分学生不从事传统工艺美术方面的工作，也可以多一门技能，从事其他工作也很大有帮助。在互联网时代，传统工艺美术需要跟随时代步伐，融入现代的技术和设计理念。具有高校学习背景，一定程度上掌握了三维数字化技术新的学习者，无疑成为现代社会传统工艺美术传承与发展的生力军和新鲜血液。三、数字化技术会在设计理念上影响传统工艺美术的创新，使之在保持传统工艺美术特色的基础上，在设计理念上与时俱进湘绣、竹艺、陶瓷等传统工艺美术，在工艺上非常高超，制作的艺术品非常精美，所缺乏的是现代的设计理念。由于三维数字化技术在很多现代设计领域，如环艺、工业、建筑等都已经是常规化的设计手段之一。在传统工艺美术中引入三维数字化技术，不仅在设计的手段上可以带来巨大的便利，势必在设计的理念上也会带来新的思考。很多时候设计的手段直接影响到设计的风格和理念，手段与风格是相互影响的两个方面。现代的设计手段，使传统工艺美术在设计上有了更多的选择，会潜移默化的影响到理念，使之更快、更好地融入到现代设计的潮流，影响现代设计的发展。三维数字化技术在传统工艺美术的传承与创新中具有巨大的优势。三维数字化技术在信息记录、处理、传播上的优势，使传统工艺美术的传承与创新更高效;其现代技术的优势还可以更好地吸引青年一代学习传统工艺。作为新的设计手段，三维数字化技术还影响到创痛工艺美术审美理念的发展，使之更好地融入现代艺术的潮流，引入现代设计理念，反过来影响现代设计。踝关节由胫腓骨下端与距骨组成。其骨折、脱位是骨科常见的损伤，多由间接暴力引起踝部扭伤后发生。根据暴力方向、大小及受伤时足的位置的不同可引起各种不同类型的骨折。目前临床常用分类方法是Lange-Hansen分类法、Davis-Weber分类法和AO分类法。Lange-Hansen分类法于1950年提出，根据足在受伤时的位置和暴力的方向将骨折分为旋后/内收型、旋后/外旋型、旋前/外展型和旋前/外旋型四类，每一类又根据骨折程度及是否伴有韧带软组织损伤而分为不同的亚类。该分类对于踝关节不稳定骨折的闭合复位有指导意义。Davis-Weber分类法根据外踝骨折的位置，把踝关节骨折分为A、B、C三型，该分类以下胫腓联合为界将骨折分为下胫腓联合水平以下的损伤(A型)、经下胫腓联合的腓骨骨折(B型)以及下胫腓联合以上损伤(C型)，较简单，使用方便，但却不能说明整个踝关节各种复杂改变。国际创伤学会(AO)进一步细化了Davis-Weber分类法，提出了AO分类法。摘要：目的观察对踝关节骨折患者围手术期进行护理干预的临床效果。方法对184例踝关节骨折患者围手术期采取加强心理护理、注重疼痛护理、限制踝关节活动、合理冷敷、完善术前检查、术后观察术区伤口情况、饮食指导、功能锻炼。观察其护理效果。结果经采取上述精心护理，184例患者手术均获成功，术后随访624个月，效果满意。结论踝关节骨折术前、术后采取相应的护理干预能促进伤口愈合及踝关节功能恢复。关键词：踝关节骨折;护理;围手术期踝关节骨折是指胫腓骨远端内外踝骨折，是人体最常见的关节内骨折之一1，由于踝关节承受全身重量，需要有良好的稳定性和灵活性，如得不到正确及时的治疗与护理，会严重影响踝关节功能。而踝关节功能的良好恢复，不仅取决于关节面的解剖复位，也取决于手术后的科学护理。本科2010年5月2015年5月针对184例踝关节骨折患者进行踝关节骨折切开复位内固定术，并加强围手术期护理，具体报告如下。一、资料与方法1.1一般资料选取2010年5月2015年5月本院收治的184例踝关节骨折患者为研究对象，男162例，女22例，年龄1666岁。致伤原因：运动伤98例，高处坠落伤52例，机械伤34伤。左侧65例，右侧98例，双侧21例。1.2护理方法1.2.1术前护理1.2.1.1心理护理正确评估患者的心理状态2，责任护士通过与患者及家属交谈，了解并满足其心理需求，为患者创造一个轻松愉快的就医环境。告知患者麻醉及手术方式，介绍同病房成功病例，使其树立战胜疾病的信心，以最佳的心理状态接受治疗护理。1.2.1.2加强疼痛护理，给予患肢制动，防止再度损伤。患者主诉疼痛时要给予重视，加强观察，按医嘱应用止痛药物，及时评估用药后的效果。指导患者可通过听轻音乐、看报、聊天等方式分散注意力，减轻疼痛。1.2.1.3限制踝关节活动，石膏固定或支具固定。支具内垫内衬，防止局部受压。协助患者2h翻身，变换体位，以免局部长期受压，发生压疮。1.2.1.4合理冷敷给予患肢抬高，有利于静脉回流，能够缓解水肿。早期对患者患部进行冰敷，4次/d，1520min/次，使局部组织血管收缩，减少局部微小血管出血，减轻局部炎症反应，减少组织液渗出，以达到减轻早期肿胀的目的3。冰敷时注意观察局部皮肤颜色、温度，足背动脉搏动和患肢感觉等情况。加压包扎能促使渗出物、瘀血挤散到周围正常组织中，扩大了接触面积，有利于吸收，减少关节粘连及软骨变性等一系列病理变化4。患肢肿胀，如出现大的水泡可用碘伏消毒后，在水泡最低位用一次性针注射器抽吸;小的水泡可用酒精敷在患部，待踝部肿胀明显消退后再行手术治疗，否则伤口易发生感染，致皮肤坏死;还需观察、记录肿胀消退的情况。1.2.1.5完善辅助检查根据医嘱，进行各项术前影像学及实验室检查，如有阳性结果及特殊情况及时通知医生，必要时进行复查。1.2.1.6术前常规准备术前12h禁食水，指导患者进行床上排便的技巧，有效避免术后因排便姿势不适而发生的便秘、尿潴留等。术晨术区进行备皮(备皮范围：术区切口上下2025cm)充分清洁手术皮肤和毛发，保证皮肤完好。术前晚保证患者睡眠充分，必要时遵医嘱给予镇静药。1.2.2术后护理1.2.2.1一般护理密切观察生命体征变化，术后去枕平卧，禁食、禁饮6h，忌食辛辣刺激食物，禁止主被动吸烟，保持病室安静，空气新鲜，减少陪护。1.2.2.2患肢抬高30cm，保暖，忌用热水袋，防止烫伤。密切观察患肢远端运动、感觉及足趾皮肤颜色、温度、毛细血管充盈时间及足背动脉搏动等情况，发现异常及时报告医生。患者踝部肿胀减轻后，观察石膏有无松动，保持石膏清洁干燥，防止潮湿污染。1.2.2.3切口护理保持术区敷料清洁，术后密切观察患肢肿胀情况、术区敷料包扎是否过紧及切口有无活动性出血，如渗血多及时通知医生给予换药。密切观察患足皮温、颜色及感觉变化，注意有无神经损伤情况。如有感觉异常或迟钝及时通知医生。鼓励患者床上活动，防止下肢静脉血栓形成。1.2.2.4疼痛护理根据语言描述法评估患者疼痛情况5，定时观察和评估患者的疼痛部位、性质及持续时间，疼痛评分≥4分，遵医嘱应用止痛药，并评估用药后的效果，做好记录。1.2.2.5饮食护理加强饮食营养，指导患者进食高热量、高维生素、高钙、清淡易消化食物，如：鸡蛋、虾皮、瘦肉、蔬菜、水果、豆类、牛奶等。多饮水，20003000ml/d，以防便秘。1.2.2.6心理护理踝关节骨折术后疼痛、活动受限，可引起患者一系列的生理、心理应激反应。表现为恐惧、悲伤、焦虑等负面情绪，可以严重影响治疗和护理，直接导致治疗及康复失败。因此，心理护理在踝关节骨折治疗过程中显得至关重要。重视加强与患者的沟通，倾听患者的主诉，观察情绪变化，主动提供力所能及的服务，同时讲解同病房成功病例，鼓励患者之间进行交流彼此的感受和经验，相互鼓励，以积极乐观的态度配合治疗护理。1.2.