王發(fā)分 殷思凡 欒泓葳 李子彥

摘 要：以安全為主打的基于APP Invertor的安全智能手環(huán)，是在傳統(tǒng)智能手環(huán)的基礎(chǔ)上增加GPS模塊、傳感器模塊、拍攝模塊和語(yǔ)音模塊，可通過(guò)藍(lán)牙連接到手機(jī)，可以對(duì)位置進(jìn)行導(dǎo)航，也可以添加關(guān)聯(lián)人，在出現(xiàn)意外時(shí)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)信息給關(guān)聯(lián)人并報(bào)警，能有效預(yù)防老人小孩等發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：智能手環(huán);安全

1.研究背景

網(wǎng)上預(yù)約是隨著社會(huì)發(fā)展所帶來(lái)的一種新的交通方式。它的發(fā)展給人們的出行帶來(lái)了便利，但是在這個(gè)過(guò)程中同樣也存在著一些安全隱患。

現(xiàn)代的人對(duì)智能手環(huán)并不陌生，智能手環(huán)一般為手表的形式被使用，并且便于攜帶，俗稱手環(huán)。目前為止，大部分智能手環(huán)可以實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，如運(yùn)動(dòng)、睡眠和日常生活中的一些食物攝入量，這一些數(shù)據(jù)可以與手機(jī)電腦同步，并且通過(guò)這一些數(shù)據(jù)可以分析身體情況，從而引導(dǎo)健康的生活。市場(chǎng)上的智能手環(huán)雖然都具有不同的功能，但是其中大部分是用于跟蹤健康數(shù)據(jù)。

SW安全智能手環(huán)就是為安全而生，順應(yīng)時(shí)代的潮流，操作簡(jiǎn)單，與手機(jī)聯(lián)系到一起，無(wú)論是老人或者小孩皆可以進(jìn)行操作，穿戴后在一定程度上增加安全保障。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

2.1 系統(tǒng)總體描述

整個(gè)系統(tǒng)由手機(jī)APP和安全智能手環(huán)兩部分組成，手機(jī)APP由App Inventor開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)而成，安全智能手環(huán)外形則是如傳統(tǒng)的智能手環(huán)一般，具有顯示屏幕，內(nèi)部安裝GPS定位等裝置，利用藍(lán)牙通信技術(shù)，將手機(jī)APP與手環(huán)相連接，可以通過(guò)手機(jī)APP對(duì)手環(huán)進(jìn)行操控，同時(shí)也可以用手環(huán)通過(guò)手機(jī)APP操控手機(jī)進(jìn)行報(bào)警。

2.2 手機(jī)APP設(shè)計(jì)

2.2.1 APP Inventor開(kāi)發(fā)平臺(tái)介紹

App Inventor是一款采用拖拽的可是化編程工具，主要用于構(gòu)建運(yùn)行在安卓平臺(tái)上的移動(dòng)應(yīng)用。App Inventor提供了基于Web的圖形用戶界面設(shè)計(jì)工具，可以用它設(shè)計(jì)應(yīng)用的外觀，然后像拼圖一樣將“塊”程序代碼拼起來(lái)應(yīng)用。

App Inventor 的官方服務(wù)器地址為：http：//ai2.appinventor.mit.edu。

2.2.2 手機(jī)APP界面設(shè)計(jì)介紹

組件設(shè)計(jì)模塊主要是設(shè)計(jì)App可視界面，組件面板、組件列表、組件屬性和素材都為工作面板服務(wù)。根據(jù)安全智能手環(huán)設(shè)計(jì)的功能需求，就是用戶和手機(jī)用組件設(shè)計(jì)器把開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件需要的設(shè)計(jì)功能組件擺放到手機(jī)設(shè)計(jì)界面上，本設(shè)計(jì)所需要的設(shè)計(jì)功能組件有在屏幕1中，使用界面布局4次，分別為水平布局3次、垂直布局1次;使用用戶界面15次，分別為14次按鈕、2次標(biāo)簽、2次列表選擇框。 其中非可視組件有：電話撥號(hào)器1、藍(lán)牙客戶端1、計(jì)時(shí)器1、位置傳感器1、方向傳感器1、距離傳感器1、攝像機(jī)1、語(yǔ)音識(shí)別器1、文本語(yǔ)音轉(zhuǎn)換器1、短信收發(fā)器1、音效1、錄音機(jī)1等各功能設(shè)計(jì)組件按照項(xiàng)目需求設(shè)置相應(yīng)的功能屬性和界面位置。

2.2.3 手機(jī)APP邏輯設(shè)計(jì)

邏輯設(shè)計(jì)模塊主要是設(shè)計(jì)App使用程序，模塊和素材都為工作面板服務(wù)。

手機(jī)APP首先選擇手環(huán)進(jìn)行連接，連接之后可以在APP中看到手環(huán)的基本狀態(tài)，包括電量、連接情況、有無(wú)信號(hào)等情況，也可以選擇對(duì)于手環(huán)和手機(jī)APP的連接狀態(tài)進(jìn)行切換，切換后可以對(duì)手環(huán)的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，也可以在手機(jī)APP中可以對(duì)關(guān)聯(lián)人進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后一旦出現(xiàn)緊急情況，可以在最短時(shí)間里撥通其聯(lián)系電話或發(fā)送信息。同樣，可以在手機(jī)APP中進(jìn)行報(bào)警。

在點(diǎn)擊導(dǎo)航時(shí)，屏幕1會(huì)切換到屏幕2，在輸入欄中輸?shù)刂?，活?dòng)啟動(dòng)器將打開(kāi)谷歌地圖并搜素選中位置的地圖。

2.3 安全智能手環(huán)設(shè)計(jì)

2.3.1 安全智能手環(huán)總體設(shè)計(jì)

當(dāng)智能手環(huán)通過(guò)藍(lán)牙連接手機(jī)時(shí)，可以在手機(jī)或電腦上添加“關(guān)聯(lián)人”以及其手機(jī)號(hào)，手環(huán)內(nèi)加入了GPS和語(yǔ)音提醒系統(tǒng)，出行時(shí)可以利用手機(jī)設(shè)置到達(dá)地點(diǎn)以及出行路線，一旦偏離路線三分鐘，手環(huán)語(yǔ)音提醒，可以關(guān)閉語(yǔ)音，若是持續(xù)振動(dòng)一分鐘沒(méi)有關(guān)閉，則會(huì)自動(dòng)發(fā)送消息和你所在的地點(diǎn)給你的關(guān)聯(lián)人，關(guān)聯(lián)人可通過(guò)打電話確認(rèn)安全。若是手環(huán)一直沒(méi)有關(guān)閉，則每隔一分鐘發(fā)送定位信息給關(guān)聯(lián)人。

在路邊打車或者網(wǎng)上約車時(shí)，可在上車時(shí)通過(guò)手環(huán)對(duì)司機(jī)和車牌進(jìn)行拍照，上車后可以設(shè)置路線，若是與設(shè)置路線偏離三分鐘，手環(huán)語(yǔ)音提醒，若是一分鐘內(nèi)沒(méi)有關(guān)閉語(yǔ)音，就會(huì)發(fā)信息給關(guān)聯(lián)人，發(fā)送的信息包括手環(huán)持有者的信息，出現(xiàn)何種問(wèn)題，目前所處位置以及司機(jī)和車牌號(hào)相片。若是手環(huán)一直沒(méi)有關(guān)閉，則每隔一分鐘發(fā)送定位信息給關(guān)聯(lián)人。

2.3.2 安全智能手環(huán)硬件選擇

一般的智能手環(huán)最小系統(tǒng)一般包括：控制模塊、充電電源模塊、藍(lán)牙模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和加速度模塊。安全智能手環(huán)是在原來(lái)的基礎(chǔ)之上外加了新的傳感器模塊、拍攝模塊和語(yǔ)音模塊。

安全智能手環(huán)是采用醫(yī)用橡膠材質(zhì)，為了控制手環(huán)的體積厚度，所以使用了IC中的TI MSP430F5528的微控制器，并采用180 mAh的鋰電池為手環(huán)供電。藍(lán)牙模塊我們采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)，應(yīng)用TI CC2541 藍(lán)牙4.0芯片與手機(jī)進(jìn)行連接，同步更新數(shù)據(jù)。顯示屏采用彎曲的1.5英寸Super AMOLDE彩色顯示屏，使其看起來(lái)更加的美觀。存儲(chǔ)模塊采用隨機(jī)存儲(chǔ)器中的StaticRAM靜態(tài)儲(chǔ)存器，可以隨時(shí)讀出、寫(xiě)入或者修改數(shù)據(jù)，并且儲(chǔ)存和讀取的速度極快。

傳感器模塊包括加速傳感器、陀螺儀和GPS。

加速度傳感器采用Bosch BMA222EF三軸加速度傳感器。陀螺儀采用MEMS硅微電陀螺儀.MEMS是集機(jī)械元件、微傳感器、微執(zhí)行器、信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整的微機(jī)電系統(tǒng)。

GPS定位手環(huán)結(jié)合了軟件硬件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了完整的軌跡監(jiān)控。并且能夠在手機(jī)和手環(huán)配對(duì)后，關(guān)聯(lián)人也可以隨時(shí)關(guān)注用戶的位置。

拍攝模塊使用Smart Smart Bracelet的攝像頭可用作標(biāo)準(zhǔn)PC攝像頭，需要安裝隨附的驅(qū)動(dòng)程序。連接到手機(jī)，在一定程度上可代替手機(jī)拍照功能。

3.藍(lán)牙通信實(shí)現(xiàn)過(guò)程

兩個(gè)通信工具之間的通信通過(guò)手機(jī)APP調(diào)用手機(jī)藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)。手機(jī)客戶端可以在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的條件下實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙連接、消息的發(fā)送和接收。藍(lán)牙設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，用戶通過(guò)應(yīng)用選擇充當(dāng)藍(lán)牙服務(wù)器的一端和客戶機(jī)，選擇需要連接的藍(lán)牙設(shè)備。

4.結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)在縱觀整個(gè)智能手環(huán)市場(chǎng)，智能手環(huán)在可穿戴領(lǐng)域的關(guān)注度很高，特別是受到老年人和年輕人喜愛(ài)，而且每一年的銷量也在逐步上升。雖然智能手環(huán)現(xiàn)在還處于發(fā)展階段，不能像智能手機(jī)那樣成為生活的必需品，但隨著行業(yè)的快速發(fā)展，智能手環(huán)最終會(huì)出現(xiàn)革命性的產(chǎn)品來(lái)改變行業(yè)。

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（此文章為沈陽(yáng)城市建設(shè)學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目結(jié)題使用）