毕业论文-健康管理系统

毕业论文
廿算机软件学院
论文题目: 所属系部: 专业班级: 姓 名: 指导老师:
完成时间：20年 月
健康管理系统
摘要：随着生活水平提高，人们越来越 关注自己的身体健康，收入中相当大一 部分用于健康投资。

我国医疗方面面临的主要医疗水平有明显的区域性差别，以及 人口结构的老龄化带来的保健需求的增加等。

健康保健系统为上述问题的解决提供 了一条途径，保健系统是通过通信网络将釆集健康管理系统
计算机系
端的胜利和医学信号传送到手机或者服务器进行分析并给出的保健参考信息。

智能保健系统结合信息技术、通讯技术，生物技术，计算机技术，实现用户生理参数的测量，在移动终端的实现健康状态判断，并可通过无线网络传输参数至服务器获取更详细的保健信息和保存个人信息，以便以后査I刃。

本丈在调研国内外健康保健系统和增值服务的现状和发展趋势基础上主要做了如下的研究工作：
1. 调研了国内外健康保健系统和增值服务的现状和发展趋势，并结合目前国内健康保健的发
展，设计了基于Java技术的健康管理系统。

系统在设计中选用了移动Java技术和PIC16F877单片机，使其具有低耗能、控制方便.成本低廉、移植性强等特点、
2. 利用PIC16F877单片机实现血压和脉率的无创测量、存储与传输控制。

3. 实现了生理参数釆集终端和手机端间输出的蓝牙传输，并设计了正负5伏直流电源O
4. 手机软件采用的是SUN公司的移动Java技术.它遵循着"Write once. Run everywhere! ”宗
旨，并使用了MVC设计模式，使程序更加清晰，维护更加方便。

手机端软件主要实现了用户生理数据的测董、储存.查询以及蓝牙通信等功能。

关键词：健康保健，PIC16F877,手机，J2ME,蓝牙
一、绪论
随着人们生活水平的提高，健康越来越得到人们的重视，家庭收入中相当一部分永遇乐健康投资，随之而来的便是医疗器械，医疗电子类产品市场、保健市场的繁荣。

血压作为人类健康的重要指标之一，更是得到人们的关注，人们需要方便、快捷测量血压的工具，但更重要的是一种便捷的了解自己生理状况的健康管理系统。

二、总体方案说明
（一）、课题背景：健康是人类的永恒话题之一，从古代中国的炼丹术追求长生不老到世界如今人类基因组的研究，无一不是为了健康长寿、而现代人类更是注重健康。

世界卫生组织指出：亚健康是21世纪威胁人类健康的头号杀手。

亚健康是指人身心处于一种第一状态（健康）于第二状态（疾病）之间的只用健康低质状态。

资料统计：全球70%的人处于亚健康状态，LI前中国高收入人群的过速老化趋势已经超过欧美国家水平。

现在“白领”阶层和一些以脑力劳动为职业的人群，亚健康表现比较突出，因为他们相对精神压力比较大，是的精神压力长时间积蓄，大脑超负荷运转，导致脑疲惫。

、
亚健康状态即是疾病先导，也是先衰的先兆，处于亚健康状态的人若处理得当，则可以向健康转化；若得不到调整，则容易向各种疾病转化。

在移动通信网络迅猛发展的同时，基于Java技术的J2ME移动设备（手机和PDA）的功能日益强大，J2EE平台提供了一个强大的服务器环境。

1.本文主要研究工作和组织结构
本课题的讲究工作为：智能管理系统结合信息技术，通讯技术，生物技术，计算机技术，实现用户人体生理参数可将参数值通过蓝牙传输到手机，在手机上获得自己的生理状态信息与相关信息，并可通过无线网络将参数值传至服务器获取更详细信息和保存个人信息，以便以后查阅。

本设计更加强调用户能及时获得健康保健信息。

LI 的在于用户随时了解自己的身体状况，预防重大疾病产生。

系统的开发重点在于系统的构建，选取广2个生理参数进行研究。

本文绪论部分介绍了健康保健的概念，国内外发展状况，以及研究LI的和意
义。

第二张介绍了中体结构和功能，以及系统开发的关键技术。

第三章详细描述了血压和心率测量模块硬件、软件的实现方法。

第四章详细描述了主要界面及程序的发布。

最后对本课题进行总结，对系统的不足和改进方向进行探讨。

2.系统总体设计及相关关键技术
(1)系统总体功能
本系统主要由采集模板、移动终端组成，两者以蓝牙的方式通信，釆集模板可有用户随身携带，可随时随地的测量自己的生理参数，选择发送测量结果到移动终端。

健康管理系统是一个基于J2ME和J2EE平台以及GPRS网络的应用系统，用户在各种状态下山系统便携式采集模块完成人体生理参数(血压、心率)及时测量，蓝牙传输至
手机端在通过无线网络传输参数数值到服务器保存个人信息，以便以后查阅，并实时根据生理参数值返回相应的健康保健参考信息到手机。

它进一步扩展、增强和完善了现有的保健系统，实现了随时随地了解自己的生理状况, 节约了卫生资源，也能在一定程度上气道预防作用。

犹豫手机资源有限，用户可以定时将测量数据等通过蓝牙方式备份到PC机。

(2)无创血压测量原理
血压简介
血压是指血液在血管流动时，对血管产生的单位面积测压。

血管分为动脉、毛细血管和静脉，相应地血压有动脉血压、毛细血管压。

我们通常所说的血压是指动脉血压。

血压测量方法
血压测量方法有直接测量法和无创测量法两种。

直接测量法是一种创伤性的血压测量法，常用心导管插入血管中，尾端有特殊圧力传感器，在X线透视的监控下将心导管送人血管。

无创血压测量的方法有很多种：柯式音法、振动法、超上波法、双袖带法。

(3)移动客户端J2ME平台
J2ME全程Java 2 Micro Edition,即Java的微型版本，是SUN公司推出的针对嵌入式消费电子产品的开发平台，与J2ME和J2EE共同组成Java技术的三个重要分支。

Sun Microsystems将J2ME定义为一种以广泛的消费类型产品为訂标的高度优化的Java 运行环境，包括寻呼机、移动电话、可视电话。

Java是一种编程语言，技术具有开放性、安全性和夸平台的优点，可以为工业无线数据传输终端搭建一个标准的运行平台。

采用Jas编写的程序可以运行在不同操作系统和芯片上，不同设备厂商的设备可以更好兼容，随着互联业务的飞速发展，Jas技术在移动通信领域得到了广发的应用。

(4)J2ME体系结构
J2ME使用配置和简表定义J2ME程序的运行环境,其中配置定义了硬件的功能和低级API,而简表构建在配置之上，他详细的规定了不同嵌入式平台上的扩展高级API。

(5)配置
配置将基本运行是环境定义为一套核心类和一个运行在特定类型设备上特定的JVM。

J2ME环境可以被动态配置为提供运行应用程序所需要的环境，而不用考虑是否提供了该应用程序所需要的所有Java库。

(6)服务器端J2EE平台
J2EE体系结构
J2EE是当前用户快速构建企业分布式系统的最新技术，已经成为开发企业级应用的事实上的工业标准，它是Java技术不断适应和促进企业级应用过程中的产物。

(7)Servlet 技术
Servlet是Java编写的独立于平台和协议的服务器端应用程序，是由服务器端调用和执行的任何Java类,是使用Java Servlet API及相关类和方法的Java 程序，也是一种采用Java技术实现功能的一种技术。

他运行在Servlet容器中，Servlet容器负责与客户端的通信以及调用Servlet的方法。

Servlet与客户端的通信采用请求/相应
机制。

Servlet最流行的用法就是HTTPServleto HTTP是一种基于请求/响应模式的协议。

客户端发送请求，服务器返回对该请求的相应。

创建HTTPServlet 类
1.扩展H11pServlet抽象类
2.覆盖HTTPServlet的部分方法
3.获取HTTP请求信息。

参数信息在HTTPServletRequest对象中以参数名/
参数值得形式存放，可以通过HTTPServletRequest对象的getParameterNames (), getParamter (String name)以及getparameterValues () 方法来检索参数信息。

4.生成HTTP相应结果。

通过HTTPServletResponse对象可以生成相应结果。

HttpServletResponse 对象中的getWriter()返回一个Print Write 对象，使用PrintWriter的pint ()或printin ()方法可以向客户端发送字符串
数据。

(8)JDBC 技术
JDBC是一种可以执行SQL语句的JavaAPI,用于提供数据库连接和访问服务.JDBC API以数据库厂商提供的JDBC Driver来访问数据库。

JDBC ill Java编程语言编写
的类及接口组成，使用它可以将程序连接到多种关系型数据库。

其作用主要是三个方面：建立数据库连接，向数据库发送请求，通过SQL语言操作数据库中的数据，包括查找、添加、删除操作等；获取并处理数据库返回的结果。

3硬件实现
(DPIC16F877 单片机
我们选用PIC16F877单片机作为采集模块的核心处理单元oPIC16F87X系列微控制器是PIC中级产品，它不仅保持了PIC系列基本级产品底价的特点，而且在性能上有了很大的提高，代码兼容性强，在各种电子产品中应用广泛，表现极佳。

(2)蓝牙通信
我们知道PIC16F877单片机通过USART接口与蓝牙模块进行通信，蓝牙模块与手机通过蓝牙方式通信。

(3)蓝牙通信电路
蓝牙通讯采用金瓯公司提供的内嵌模块BTM0202C2P,其相应资料如下
特点:
1.兼容蓝牙1.1规范
2.Class2功率级别
3.内置天线
4.有效距离10\[
5.工作温度：-25°C~85°C
6.标准UART接口
7.支持各种波特率（如 1.2k、2.4、4.8、9. 6K、19. 2K、38. 4K、57.
6K、115. 2K等）,最大可达到1. 384Mbps
&自动节能模式
9.支持低功耗模式
10.安全认证、数据加密
实现协议：
LM、LC、L2cap、SDP、FRCOMM
实现蓝牙串行协议，在系统调试中，应用了金瓯公司的蓝牙内嵌模板地板，此地板与单片机是232通信方式如图。

RI3.11蓝牙内嵌模块及其232转换底座
FigS.11 blucbooth embedded module and the RS232 conversion base
4手机端软件设计与实现
(1)功能与结构设计
智能手机釆用开放式操作系统，第三方可根据操作系统提供的API为智能手机开发各种扩展应用，利用智能手机这一特性以及智能手机在屏幕尺寸、数据声音、图像处理能力，网络传输能力方面的优势。

可轻松地开发出用于远程健康监护的应用软件，方便了用户的操作
(2)下载并安装Tomcat服务器
下载并安装了Tomcat后首先在系统环境中添加JAVA_H0ME变量，变量为JDK 安装路径，然后添加系统环境变量T0MCAT_H0ME,路径为Tomcat的根U录。

在Tomcat服务器安装U录的bin『LI录中有个startup, bat批处理文件，运行该文件可以启动Tomcat服务器，他的默认端口为8080,因此需要在IE浏览器中输入URL才可以启动Tomcat的页面。

Http：//localhost：8080/
Http://127. 0. 0. 1:8080/
其中，localhost表示本地主机,IP127. 0. 0. 0表示本地主机的IP地址。

(3)蓝牙通信
在进行网络通信前首先要获得本地蓝牙设备和远端的蓝牙设备。

1.获得本地蓝牙设备信息
在java, bluetooth包中，LocalDevice封装了本地设备的特性。

蓝牙应用程序和LocalDevice之间的关系是典型的一对一关系。

LocalDevice实例通过静态函数getLocalDevice获得
Public static LocalDevice getLocalDevice()
Throws BluetoothSateException
获得本地蓝牙设备实例后，可以调用getFriednlyName函数获得本地设备的名字。

调用vgetBluetoothAddress函数会获得设备的蓝牙地址，蓝牙地址用12个字符组成，且永远不会为空
5.数据库
(1)服务器数据库
数据库服务器上主要运行的是数据库平台，而数据是一个系统的灵魂所在，
所以后台数据库的选择在整个系统的规划、设计以及管理维护中至关重要。

LI前, 商品化的数据库管理系统以及关系型数据库为主导产品，技术比较成熟。

到LI前
为止，数据库的开发工具比较多，如ACCESS, ORACLE, SQL 等，选择他们的原则 是方便使用。

本系统釆用的是Oracleo
三、方案实现
（一） 、系统环境
JDK1.8, Tomcat8, Oracle llg 。

（二） 、运行界面介绍
在手机桌面“开始”菜单，上下移动光标选中远程监护系统软件图标，点击
“确定”键即可进入智能手机软件主界面。

(HCIIOMIMiCTRArt 删止 ttt "J W HE r/MHI .
（三）、系统功能介绍B5.1「机狀件大用林 Fig5.1 Big icon of so Aware for smart phone 图5.2系统主界曲
Fig52 Main Interface
系统主页面提供一下选项：用户注册、用户登陆、帮助信息。

当用户第一次登陆系统时，需要注册，注册成功后悔得到相应的提示，然后进入登陆页面。

当用户注册成功后或者登陆系统后，会连接蓝牙模块，表示用户需要从测量模块获取新得生理参数数据，然后会出现下面等待界面，等待用户咋测量模块完成生理参数测量然后通过蓝牙传递手机，连接成功会出现连接成功标志，然后等待蓝牙模块的发送数据，在本系统中以结束数据发送表示符。

图5.7当选择从内嵌模块获取新的生理参数Fig5.7 Acquiring physical characters from
embedded module
图5.8连接成功界而
Fig5.8 Connect successly intcrfaca
(neiiOMiMici )m 删止 roiTAH
山于智能手机为嵌入式设备，资源有限，存储容量有限，用户还可将测量数 据
本分到PC 中，软件可将手机中最新记录更新到PC 中，根据需要用户可删除今 天以前的测量记录，或删除次月以前的测量记录，或删除今年以前的测量记录， 或将删除整个数据库。

（四）、应用程序发布
移动健康系统用户端程序运行在支持J2ME 的移动设备上，J2ME 程序发布的形 式主要有：0TA 、数据线传输、红外线和蓝牙传输。

本文对最常用的前两种方式 给出说明。

（-）、数据传输
运行NetBeans6. 0.1,然后选择相应的手机平台，辨析会在主程序菜单下的dist 文件菜单产生一个jar 和一个jad 文件，然后通过数据线把这两个文件复制到手 机内存或存储卡里的某个文件下，对直接支持Java 的手机可只需点击jar 文件， 手机系统则会直接安装java 程序，对某些手机则需要安装Java
模拟器，比如功
RA5.I F 机软件大BB 标
Fig5.1 Big icon of software for smart phone RA 5.2系统主界而 Fig5・2 Main Interface
能比较完善的java模拟器一一DMIDP2,这类手机则需要先运行力眩模拟器，在模拟器中调用Java程疗；
（二）、OTA方式发布
OTA是指通过无线网络下载和安装J2ME应用程序的方案。

下面介绍如何搭建简单的OTA服务器，当手机通过无线网络发出请求要求下载移动预约挂号系统客户端软件的时候，首先需要访问特定的WML页面。

编辑mas.wml文件。

<?xml version二” 1.0” >
<!DOCITYPE vml PUBLIC w -//WAPFORUM//DID WML 1. 3//EN" >
<wml>
<card id = "main" title 二"HCSClient" >
<a href 二"MASCLient. jad v >HCSClent</a>
</card>
</wml>
将mas. wml 文件连同HCSClient. jar 与HCSClient. jade 文件放置到TomcatHomewebapps\ROOT 下，J2MEWTK2. 2 提供了通过OTA 方式运行MIDP 应用程序的功能，选择J2METK_Home下的“OTA”预配置，启动AMS的安装管理器。

单机应用程序按钮进入已安装软件列表中，选择“安装应用程序”进入URL输入界面。

输入http://localhost:8080/mas. wnnl.然后单机菜单中的赚到命令，AMS安装首先解析mas. wml文件，把其中含有的HCSClient显示在列表中。

点击安装按钮后, AMS安装器
就会读取HCSCClent. jad文件并解析其内容，然后显示在安装界面上，提示用户是否安装HCSCliento点击安装按钮即可安装，安装完成后HCSClient 会出现在已安装的应用程序列表中。

四、总结
健康管理是医疗领域非常重要但乂相对薄弱的一个研究领域，论文在分析健康管理的重要意义及研究现状的基础上，把重点放在构建一个简单、灵活、方便、易用的健康保健系统，经过一年多的资料整理、分析、方案设讣和系统实现，基本完成了基于Java健康保健系统功能。

本文主要进行了一下儿个方面的工作。

（一）、通过调研健康保健的国内外发展现状，以及理解人体生命重要的生
理参数测量原理，完成了基于Java的健康保健系统设计
（二）、使用汇编语言完成了血压和脉搏的测量实现。

主要完成功能包括：
静压力和脉搏波压力采样、脉搏波数字滤波、脉搏博峰值和最大值扫描、血压值和脉率的计算、测量结果的蓝牙传输。

并对信号进行了相关处理。

（三）、参与完成了血压和脉搏测量模块硬件的设计、开发、测试。

利用金
瓯公司的蓝牙内嵌模块实现了数据的蓝牙传输。

（四）、实现了手机软件的设计、开发、调试及蓝牙和联网数据传输功能。

开发环境为Java语言，索爱手机。

服务器釆用的是Tomcat.
参考文献：
1. 孙卫琴java面向对象编程.北京：电子工业出版社，2012
2. 杜波依斯MySQL技术内幕（第4版），2011
3•福达SQL必知必会（第4版），2013。