摘要：智能手表是一種新型的可穿戴式設(shè)備，其中蘊(yùn)含了大量的新穎的設(shè)計理念，包括傳感器的實(shí)時監(jiān)測生命體征，無線通信將實(shí)時的監(jiān)控數(shù)據(jù)向其他設(shè)備發(fā)送。它的出現(xiàn)體現(xiàn)了可穿戴式設(shè)備的快速發(fā)展，同時也體現(xiàn)出可穿戴式設(shè)備的應(yīng)用將一步一步走向人們的生活。而其智能手機(jī)客戶端，在保證智能手表的基礎(chǔ)功能的前提下，同時優(yōu)化了智能手表的用戶體驗(yàn)，并收集來自智能手表的數(shù)據(jù)，向服務(wù)器傳輸，達(dá)到云端監(jiān)控的目的。設(shè)計將主要闡述構(gòu)建基礎(chǔ)可穿戴設(shè)備的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，如可穿戴技術(shù)、無線通訊技術(shù)（BLE 傳輸、Socket 傳輸）、相關(guān)傳感器技術(shù)、單片機(jī)系統(tǒng)、以及iOS的應(yīng)用開發(fā)，其中還會對新型的TI CC2540 BLE 技術(shù)以及iOS BLE 技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹與分析。
0 引言
智能手機(jī)的發(fā)展增速很快，但是可穿戴式設(shè)備的發(fā)展還是相對空白，不僅市面上可以看到的產(chǎn)品有限，而且目前的產(chǎn)品涉及面也相對較窄，技術(shù)還不算成熟，所以可穿戴式設(shè)備還算是一個相對新穎的領(lǐng)域。但作為繼智能手機(jī)之后的下一個智能終端熱點(diǎn)，它的潛力不可估量。所以有研究能力的科技公司早早地就已經(jīng)進(jìn)行對該領(lǐng)域的開發(fā)，如三星的SamsungGear，Google 的Google glass。目前可穿戴式設(shè)備的研究領(lǐng)域主要涉及到傳感器技術(shù)以及無線通訊技術(shù)。
本項(xiàng)目主要通過整合單片機(jī)系統(tǒng)、BLE 技術(shù)及相關(guān)傳感器技術(shù)，設(shè)計出可穿戴設(shè)備，再通過開發(fā)iOS 應(yīng)用作為客戶端，最終設(shè)計出相對完整的可穿戴式設(shè)備及其客戶端的開發(fā)。其中客戶端通過接入互聯(lián)網(wǎng)可以與云端服務(wù)器進(jìn)行交互，從而獲取云端服務(wù)器的支持。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
本項(xiàng)目整體是按照數(shù)據(jù)采集—數(shù)據(jù)分析－數(shù)據(jù)處理－控制輸出－回饋的框架來實(shí)現(xiàn)，利用DHT11 溫濕度傳感器收集環(huán)境數(shù)據(jù)，再通過Atmel 單片機(jī)芯片[3]進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨后通過藍(lán)牙芯片將數(shù)據(jù)發(fā)送給手機(jī)客戶端。手機(jī)客戶端以處理數(shù)據(jù)為主，并可以通過藍(lán)牙向智能手表發(fā)送信息，從而達(dá)到控制智能手表的目的。
智能手表及其手機(jī)客戶端的系統(tǒng)框架圖如圖1 所示：
圖1 系統(tǒng)框圖
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1 Bluno 開發(fā)板介紹
圖2 Bluno 主控板實(shí)物圖
Bluno 主控板是基于ATmega528 芯片，有14 個數(shù)字I/O 口，其中6 個I/O 口可以以PWM 口來用，6個模擬輸入口，16 MHz 的晶振頻率，一個USB。一個TI CC2540 芯片，支持低功耗藍(lán)牙通信。同時主控板支持I2C 和SPI 總線，提供UART TLL 串口通信。
2.2 Arduino 拓展板介紹
圖3 Bluno 拓展板實(shí)物圖
Bluno 拓展主要為主控板提供額外的拓展功能，它內(nèi)部含有一個128*64 的OLED 顯示屏，一個有源蜂鳴器，一個DHT11 溫濕度傳感器，一個1.5 A 繼電器模塊，一個螺旋電位器，一個RGB LED 燈，一個Mini 搖桿按鍵。
