可穿戴智能设备体系结构的两个应用

穿戴式智能设备体系结构/10/10/10/10可穿戴智能设备体系结构的两个应用第1页穿戴式智能设备体系结构医学上-----穿戴式移动监控系统军事上---人机合一之无敌勇士可穿戴智能技术可穿戴智能设备体系结构的两个应用第2页可穿戴计算技术1.SystemonChip体系结构设计技术

2.微小计算机多端口、高性能I/O设计技术

3.无线自组网络技术

4.嵌入式操作系统技术

5.移动数据库技术

6.人机交互技术7.基于蓝牙无线连接技术8.外部设备选择与设计技术可穿戴智能设备体系结构的两个应用第3页可穿戴计算技术SystemonChip体系结构设计技术该设计技术可把计算机主机硬件集成到一个芯片里。这么，计算机就能够做得很小，而且有利于降低功耗，提升速度，尤其是能够降低成本，缩短生产周期。比如，EpsonCardio芯片就具备了PC586性能，而且已经产品化。微小计算机多端口、高性能I/O设计技术可穿戴计算机主机是微小型，但却要与多达十几台外部设备相连。所以，要求微小型计算机应具备足够数量接口，而且要含有很高I/O处理能力。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第4页可穿戴计算技术无线自组网络技术可穿戴计算机系统要伴随人活动并作为一个移动节点随时上网，多个这么节点将组成一个特殊网络，称之为自组网。这类网络没有固定路由器，各节点以任意方式移动并动态连接，每个节点都能够充当路由器，且所含有自动重组功效还能够提升网络抗毁能力。有些人把自组网概括为“移动分布式多跳无线网络”。这类网络有以下特点：动态改变拓扑结构；接入节点随意性；受限且经常改变带宽；可能出现非对称连接；终端受限操作；分布式控制网络。嵌入式操作系统技术嵌入式操作系统技术现存微机操作系统能够用于可穿戴计算机系统，但因为可穿戴计算机体积和存放空间十分有限，所以，操作系统应尽可能压缩到“专用”程度，并提升实时性。所以，需要使用嵌入式操作系统，这类系统经常是实时和微内核，并含有极强处理多外设能力。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第5页可穿戴计算技术移动数据库技术可穿戴计算机系统在移动中上网、移动中访问数据库，这类移动式数据库管理技术将有别于固定数据库管理。移动数据库需满足以下四个目标：可用性与可伸缩性；可移动性——移动中访问或移动中更新；可串行性——支持可串行并发事务执行；收敛性——系统总能收敛到一致状态人机交互技术可穿戴计算机系统实际上既是一个实时信息处理系统，又是一个“人机结合，以人为本”集合体，人机关系更加自然和谐。所以，人机交互技术是可穿戴计算机系统中关键技术，它应解决人与计算机之间交互问题以及人经过这种交互而提升环境感知能力可穿戴智能设备体系结构的两个应用第6页可穿戴计算技术基于蓝牙无线连接技术能够想象，当多达十几个模块同时分布于人体之上，它们之间连线将是十分沉重负担，而且是一个不可靠原因。而利用蓝牙近距离无线通信，可逐步替换这些连线。外部设备选择与设计技术可穿戴计算机系统除了主机之外就是大量外部设备，设备选择与设计至关主要。其中主要包含输入类设备、输出类设备、电源等。对这些设备要求是“含有高性能指标：小体积、低功耗；符合人体特征，有利于健康；安全可靠。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第7页人机合一之无敌勇士美国国防部“陆地勇士”

该项目意在形成这么一个战斗力量：将小型武器与高科技设备紧密集成，能够大赢二十一世纪地面战争军事力量。计划预计花费二十亿美元，装备45000套，期望于形成战斗力。

基于最新通讯、传感、计算和材料技术，“陆地勇士”将彻底革新传统单兵作战概念。该项目包含以下几个子系统：武器子系统、综合头盔子系统、计算机/无线电子系统、软件子系统和防护服与单兵设备子系统。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第8页武器子系统武器子系统设计和制造基于M-16/M-4步枪。武器子系统包含主要电力相关光学部件，如弹道计算器、光电瞄准器、摄像机和激光测距仪/数字罗盘(LRF/DC)。LRF/DC提供距离和方向信息给士兵。士兵从全球定位系统(GPS)联结自己位置，当需要间接火力和战斗识别呼叫时，士兵有准确目标位置。这一个系统将会允许步兵在全部天气类型下和在夜间操作。连同其它组件，一个士兵能使自己不暴露在敌人火力下。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第9页综合头盔子系统综合头盔集合子系统(IHAS)使用先进材料，含有较轻重量同时提供胜于美军当前头盔壳体弹道防护。完整综合头盔集合子系统比现有头盔更轻和更舒适。IHAS头盔安装了计算机和传感器显示装置，是对其它子系统到数字化战场士兵界面。经过“头盔安装显示器”，士兵能观看计算机发出图解数据、数字化地图、情报资料、部队位置，还包含安装在武器上热成像武器瞄准器(TWS)和摄像机成像。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第10页计算机/无线电子系统步兵将会把计算机/无线电子系统(CRS)附装在他背包“负荷-支撑框架”上。背包上面部分是无线电装置，下面部分包含计算机信息处理机和全球定位系统(GPS)模块。用于单兵设备，计算机信息处理机与无线电装置和全球定位系统(GPS)定位器融合在一起集成到CRS内，合并分开显示装置、控制器和安装框体，所以减轻重量而且降低电源需要量。全球定位系统和无线电装置天线嵌入到负载框架内。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第11页软件子系统“陆地勇士”软件子系统引导士兵关键战场职能，显示处理、任务设备和电源管理。软件子系统包含战术和任务辅助模块；地图和战术覆盖图；搜集和显示视频图像；也包含一个电源管理模块。“陆地勇士”将会在数字化战场上可共同操作。设计人员设置系统，能被更新和技术改进，模块体系结构允许直接插入/替换用于技术升级。对于士兵任务需求和参数选择，软件子系统允许士兵自己编制系统菜单和功效操作。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第12页防护服与单兵设备子系统

防护服和单兵设备子系统由建立在使用巧妙“自动控制不稳状态技术”一个革命性背包框架设计所组成，用于士兵自然身体活动弯曲。背包带使用快速脱扣器，使用士兵正确、快速脱掉背包。士兵计算机/无线电联结必需电缆集成到框架内。在活动时候士兵能调整他背包结构，从他肩部到他臀部调整负载分布。一个简单调整，然而它允许士兵更有效管理和携带他战斗负荷而且含有较小疲劳感。新“陆地勇士”防具，比如头盔，减轻重量提供改良冲击防护。“陆地勇士”防弹衣包含一个模块化可升级防护块保护士兵免于轻武器威胁。防护服和单兵设备子系统结合模块化防弹衣和可升级防护块能挡住轻武器射击子弹冲击。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第13页军事科技“陆地勇士”视频可穿戴智能设备体系结构的两个应用第14页/10/10伴随生理信号检测技术进步，以及人们保健需求日益提升，用户对生理参数监测系统舒适性和移动性要求越来越高。伴随计算机嵌入式技术发展，蓝牙和智能手机在我们日常生活中已经变得越来越普及，基于手机应用日益多样化，智能手机已逐步成为一个移动应用开发平台。智能手机是指含有开放操作系统，并能支持第三方软件安装及应用手机。因为内嵌开放操作系统，使得应用程序开发能够脱离底层详细微处理器以及硬件结构，直接面向操作系统编程，大大降低了开发难度，而Java、C#等编程语言开发应用程序又含有很好跨平台特征，很大程度上推进了基于手机应用程序开发和使用。智能手机都标配有蓝牙模块，所以，推进了基于手机短距离无线应用发展。国内外基于手机和蓝牙技术医用系统一直是一个研究热点，近年来因为智能手机技术推广应用，这一领域引发众多医疗厂家和研究机构关注，有各种形式设计问世。本文提出基于智能手机穿戴式医用生理参数监测系统，融合了可穿戴技术、蓝牙技术以及智能手机平台技术，其中可穿戴技术处理了信号低负荷提取（即舒适性）问题，而蓝牙技术和智能手机则处理了移动监测技术问题，上述融合代表了该类技术发展方向。穿戴式移动监控系统可穿戴智能设备体系结构的两个应用第15页/10/10穿戴式移动监控系统整个系统按功效可分为3个部分：穿戴式生理参数传感系统，信号采集和传输系统，智能手机系统。从系统组成角度看，可分为2个部分：可穿戴系统和智能手机系统，其中生理信号传感、采集与无线传输为一体化设计，集成在可穿戴系统内，可穿系统与智能手机系统之间经过蓝牙建立无线连接。系统结构设计可穿戴智能设备体系结构的两个应用第16页/10/10经过该系统可实现心电、胸呼吸、腹呼吸、体温以及体位/体动等多个参数负荷获取。胸腹呼吸运动经过标定后，可实现通气量无创连续测量。穿戴式移动监控系统穿戴式生理参数传感系统可穿戴智能设备体系结构的两个应用第17页/10/10信号采集和传输系统穿戴式移动监控系统本系统采取微处理器为ARM7TDMI系列LPC2132，内部集成了10bitADC，用于生理信号采集，经过串口连接蓝牙模块，实现数据无线传输。为了兼容各种类型生理参数采集和传输，该系统架构设计上借鉴了“适配器”概念，它与其它生理信号模拟电路板采取统一规范接口标准，采取插件式结构，依据需要使用对应生理信号传感器及其模拟电路板。该系统经过电源电路产生两组电源，分别为模拟电路和数字电路供电，从而防止了数字电路部分对模拟信号干扰。该系统关键任务就是依据配置要求采集模拟信号，并经过蓝牙模块无线传输。为了提升移动监护系统灵活性，可经过智能手机平台动态设置配置信息并发送给信号采集和传输系统。配置信息包含采样通道、采样率、串口波特率、数据格式等。可穿戴智能设备体系结构的两个应用第18页/10/10蓝牙天线及通讯接口穿戴式移动监控系统智能手机应用程序功效框图可穿戴智能设备体系结构的两个应用第19页/10/10本系统初步实现了生理参数无线传输以及基于智能手机应用程序开发。因为采取蓝牙无线传输，数据传输方面还有很多测试工作要做；智能手机本身含有多任务特征，所以，软件设计上还需考虑多任务（如语音通讯、短信等）模式下怎样确保数据传输可靠性、实时性等问题，系统整体设计上还需考虑怎样降低系统功耗，怎样在功耗与动态、实时性之间取得平衡等问题。穿戴式移动监控系统本系统设计实物图可穿戴智能设备体系结构的两个应用第20页第二部分结束/10/10可穿戴智能设备体系结构的两个应用第21页1、不是井里没有水，而是你挖不够深。不是成功来得慢，而是你努力不够多。

2、孤独一人时间使自己变得优异，给来人一个惊喜，也给自己一个好交代。

3、命运给你一个比他人低起点是想告诉你，让你用你一生去奋斗出一个绝地还击故事，所以有什么理由不努力!

4、心中没有过分贪求，自然苦就少。口里不说多出话，自然祸就少。腹内食物能降低，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪，一样大悟无言。缘来尽可能要惜，缘尽就放。人生原来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来尘埃!

5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何须自寻烦恼，过好每一个当下，一万个漂亮未来抵不过一个温暖现在。

6、不论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。

7、生命漂亮，永远展现在她进取之中;就像大树漂亮，是展现在它负势向上高耸入云蓬勃生机中;像雄鹰漂亮，是展现在它搏风击雨如苍天之魂翱翔中;像江河漂亮，是展现在它波涛汹涌一泻千里奔流中。

8、有些事，不可防止地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接收;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它轨迹。

9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己心，做好自己事，比什么都强。人生无完美，波折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一个拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你风景就在下一个拐弯处。

10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有些人同情你，那又怎样，最终收拾残局还是要靠你自己。

11、人生一些障碍，你是逃不掉。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生高点。

12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量埋怨。寻求抚慰也无济于事，还徒增了他人烦恼。

13、认识到我们所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。

14、梦想总是跑在我前面。努力追寻它们，为了那一瞬间同时，这就是感人生命奇迹。

15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中降低你收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你结果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!