智能手环设计研究

李俊霖 刘 欢 李星星

（沈阳化工大学，沈阳 110142）

引 言

近年来，随着人口老龄化程度日益明显，健康需求、保健意识与日俱增，可穿戴医疗技术强势兴起，可穿戴医疗设备层出不穷。目前可穿戴设备更多的开发和使用于健康监测方面，例如测量监测血压、心率、血糖以及监测睡眠时间等，能够有效地帮助人们随时随地监测自身的健康状况，对于慢性病的预防和疾病预后效果都有一定的促进作用。研究显示，2016 年智能手环占整个可穿戴装置市场的57.8%。与国外可穿戴技术的研究相比，我国起步相对较晚，但发展很快。美国的一项研究指出，有大约16%的人使用包括智能手环在内的可穿戴设备，且今后会不断增长。中国是世界盲人最多的国家，截至2010 年末，视残者数量增至1 263 万人，占残疾人总数的15%（该数据来自中国残疾人联合会）。随着人口的膨胀，视残者数量还将继续增加。而盲道，作为“盲人的专属通道”，是盲人参与社会生活的主要途径。但是据调查，在辽宁寒地城市盲道使用率非常低，过半的人很少见过盲人使用盲道，38%的人从未见过，仅有11%的人多次见过。视残者很少单独外出并使用盲道，大部分盲人外出须全程陪伴，且出行频率较低，距离较近。本文主要是介绍智能手环的设计，研究其血压监测功能方面的精准性，为该类智能手环在健康监测中的应用提供依据。如图1 和图2所示。

图2 智能手环

一、手环设计与实现

通过考虑到辽宁省寒地城市的气候特点，以及解决盲道积水路滑问题，并配套开发语音导航手环，让盲人可以自由独立出行，更好的到社会中来，感受智慧城市的温暖，大大提升盲道的使用率，使得盲道成为智慧城市的一大靓丽风景线。

设计分为两个部分，一部分是配套的智能语音导航手环，在具有磁性透水性能地砖上敷设永强磁磁块结合由单片机、磁性传感器和蓝牙模块构成的智能语音导航手环进行路面探测。一部分是对盲道材质进行了升级改造，成为磁性透水的盲道地砖，磁性透水性能地砖用于解决普通盲道地砖通水性能差，引起透水孔堵塞以及在冰雪天造成沟槽积水造成盲道路滑难以行走等问题。该手环具有GPS 定位、实时路况导航、精准预测红绿灯、检测灵敏度、提示音量可调节等优点。还可以通过磁性手环上的蜂鸣器提示盲人是否行走在盲道内。盲人在出行时，通过智能磁性手环对磁场的感应就可以检测到盲人步行道，当盲人行走在磁性盲道内，手环蜂鸣器无声音，当超出磁场范围时，手环发出声音，从而提示和引导盲人行走在正确的盲道上，还可以根据语音导航系统实时定位，使得盲人掌握实时路况信息，当盲人通过交通岗时语音提示红绿灯情况，力保盲人的出行安全。

二、系统测试与总结

本系统测试人员共5 人，佩戴手环左右手随机，分别测试走路、跑步状态下计步，测试数据得出本系统有效稳定，精确度高。本文介绍了一种新型防积水盲道与智能磁性手环相结合的设计策略，该系统结构简单，成本低，使用方便，能极大地提高盲人出行的便利性。该系统结合辽宁省寒地城市的气候特点，解决盲道积水路滑问题，并配套开发语音导航手环，让盲人可以自由独自出行成为可能。经过实际测试，导航模式有效且较为可靠，且手环结构简单、实用性强，具有很好的推广运用前应用蓝牙通信技术等。