CN103259859A - 一种基于Android的体域网及其智能终端连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明的基于Android的体域网，包括传感器采集系统、装载有Android应用系统的智能控制终端以及提供咨询服务的云平台服务系统。本发明的体域网的连接方法，包括：a)搜索设备；b)获取设备信息；c)建立后台列表；d)获取设备名称和MAC地址；e)判断是否为已配对设备；f)创建无返回值方法；g)创建蓝牙套接字；h)接收数据包；i)获取感知数据；j)建立子线程；k)显示体征数据。本发明的体域网及其智能终端连接方法，实现了智能控制终端与传感器采集系统的自动蓝牙连接，可对体征数据进行自动显示；简化了蓝牙连接步骤，适于老年人使用，便于体域网在家庭健康医疗应用中的推广。

Description

一种基于Android的体域网及其智能终端连接方法

技术领域

 本发明涉及一种基于Android的体域网及其智能终端连接方法，更具体的说，尤其涉及一种可实现蓝牙自动连接的基于Android的体域网及其智能终端连接方法。

背景技术

 无线体域网是基于无线传感器网络的，是人体上的生理参数收集传感器或移植到人体内的生物传感器共同形成的一个无线网络，它不仅是一种新的普适医疗保健、疾病监控和预防的解决方案，还是物联网的重要感知及组成部分。构建无线体域网的目的是提供一个集硬件、软件和无线通信技术的计算平台，并为普适的健康医疗监控系统的未来发展提供必备的条件。

无线体域网一般可以划分为三个主要部分：传感器数据采集系统、智能终端控制系统和云平台服务系统。三个部分交互协作实现无线体域网从感知到云服务的功能。三个部分的主要实现功能如下：（1）传感器数据采集系统主要实现用户体征参数的感知和采集，通过微型医疗传感器的设计使用感知反映人体健康的重要参数，如脉搏、血氧、血压、心电、体温等并上传到智能终端控制系统。（2）智能终端控制系统在无线体域网中起到承上启下的作用，包括两部分功能：通过蓝牙协议或者ZigBee协议接收传感器数据采集系统感知的数据并对这些数据进行深度处理以直观的方式呈现给使用者；通过以太网、无线局域网或3G/GPRS远程传输感知数据到云平台服务系统。（3）云平台服务系统通过高速传输通道接收每个智能终端控制系统上传的重要体征参数由此实现对感知数据进行统计观察提供必要的咨询服务。

蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线通信为基础，为固定或移动设备的通信环境提供特别连接的通信技术。蓝牙技术具有可以方便快速地建立无线连接、移植性强、安全性较高且蓝牙地址唯一、支持多种组网工作模式、设计开发简单等优点。目前蓝牙技术已经得到广泛的使用，蓝牙技术为无线体域网的构建提供了一种技术选择，具有极大的发展空间。

Android系统是谷歌公司为智能移动终端打造的开放的、完整的移动平台，是一款基于Linux内核的开源操作系统，由操作系统、中间件、用户界面和应用程序组成。无线体域网智能终端的用户以老年人为主，常见的Android系统蓝牙连接步骤较为繁琐，给用户使用和家庭健康医疗应用的推广带来了不便。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可实现蓝牙自动连接的基于Android的体域网及其智能终端连接方法。

本发明的基于Android的体域网，其特别之处在于：包括用于采集和传输用户体征参数的传感器采集系统、装载有Android应用系统的智能控制终端以及提供咨询服务的云平台服务系统，传感器采集系统检测的体征参数包括脉搏、血氧含量、血压、心电、体温；智能控制终端用于接收和处理传感器采集系统发送的数据，并可将处理后的结果显示给用户；云平台服务系统用于接收多个智能控制终端传输的数据，并可对智能控制终端提供咨询服务。

本发明的体域网中智能控制终端与传感器采集系统的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：a).搜索设备，将传感器采集系统置于智能控制终端的周围，利用智能控制终端对其进行搜索，以实现传感器采集系统与智能控制终端的配对；b).获取设备信息，智能控制终端获取已搜索到的传感器采集系统的设备名称和MAC地址；c).建立后台列表，智能控制终端建立一个后台列表，用于加载步骤b)中获取的设备名称和MAC地址；在使用的过程中，以后台列表中的设备名称和MAC地址为关键字，来判断传感器采集系统是否为已配对设备；d).获取设备名称和MAC地址，在使用的过程中，智能控制终端首先采集周围传感器采集系统的设备名称和MAC地址；e).判断是否为已配对设备，智能控制终端判断采集到的设备名称和MAC地址与后台列表中存储的设备名称和MAC地址是否相同，如果相同，则表明该传感器采集系统与智能控制终端已配对，执行步骤f)；如果不相同，则属于未配对，执行步骤d)；f).创建无返回值方法，创建一个无返回值的方法connect(String address)，将步骤e)中已配对的传感器采集系统的MAC地址输入该connect()方法；g).创建蓝牙套接字，定义属于BluetoothDevice类的对象btDev来获取传感器采集系统的MAC地址，并创建蓝牙套接字btSocket；h).接收数据包，智能控制终端通过蓝牙套接字btSocket调用connect()方法，以接收传感器采集系统发送的数据包；i).获取感知数据，建立继承BluetoothAuto类的主程序MainActivity，并定义输入流和输出流，以从蓝牙套接字中获取传感器采集系统发送的数据；j).建立子线程，建立一个子线程，以获取输出流中的数据包，并对数据包进行解析；k).显示体征数据，根据步骤j)中解析的数据包，在智能控制终端的界面上刷新和显示体征数据。

本发明的有益效果是：本发明的基于Android的体域网及其智能终端连接方法，首先对属于同一体域网中的传感器采集系统与智能控制终端进行配对，并以传感器采集系统的设备名称和MAC地址为之后使用过程中的判断关键字，可准确地识别出正确的传感器采集系统。通过创建BluetoothDevice类的对象btDev和蓝牙套接字btSocket，智能控制终端可有效接收传感器采集系统发送的数据包；通过建立继承BluetoothAuto类的主程序MainActivity以及起解析作用的个子线程，有效地实现了智能控制终端与传感器采集系统的自动蓝牙连接，以及对采集的用户体征数据的自动显示。本发明的体域网及其连接方法，简化了蓝牙连接步骤，适于老年人使用，便于体域网在家庭健康医疗应用中的推广。

附图说明

图1为本发明的基于Android的体域网体域网的原理图；

图2为蓝牙自动连接机制总体架构；

图3为本发明的智能控制终端与传感器采集系统的连接方法的流程图；

图4为表示层和控制层机制的控制调用原理图。

图中：1传感器采集系统，2智能控制终端，3云平台服务系统。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

Android平台支持蓝牙协议栈并提供了蓝牙通信的应用程序编辑接口，通过这些接口可以实现如下功能：（1）搜索蓝牙设备；（2）查询与本地蓝牙适配器配对的设备；（3）建立RFCOMM信道；（4）在两个蓝牙设备之间传输数据；（5）管理蓝牙连接。

在该方案中主要用到以下几个重要的程序编辑接口：

Activity：用户可见的一个界面，应用程序的运行就是在不同的Activity之间切换，每个Activity都有视图和事件对应。

BluetoothAdapter：本地蓝牙适配器，是蓝牙交互的入口点。利用它能够发现其他蓝牙设备，查询已经绑定的设备，使用已知的MAC地址实例化一个蓝牙设备和建立一个BluetoothServerSocket来监听来自其他设备的连接。

BluetoothDevice：远端的蓝牙设备使用它请求远端蓝牙设备连接或获取远端蓝牙设备的名称、地址、种类和绑定状态。

BluetoothSocket：蓝牙套接字的接口它是应用程序通过输入、输出流与其他蓝牙设备通信的连接点。

BluetoothServerSocket：打开服务连接，监听可能到来的连接请求，在连接两个蓝牙设备的时候必须有一个设备作为服务器打开一个服务套接字。当远端设备发出连接请求且已经连接到了的时候，BluetoothServerSocket类将会返回一个蓝牙套接字。

如图2所示，给出了蓝牙自动连接机制总体架构，智能终端控制系统采用MVC模式，具有数据业务层、控制层和表示层三层结构，分别对应MVC设计模式中Model、View和Controller。蓝牙自动连接机制在数据业务层创建，由控制层控制，作用于表示层。

表示层主要包含Android的用户界面，直接向无线体域网用户呈现模型的状态，体征数据是由Activity通过WebView控件向用户展现的。控制层主要包含核心的逻辑，负责蓝牙连接和数据传输流程的控制。

数据业务层主要包含蓝牙数据传输的核心操作，如创建BluetoothSocket、传输数据、处理输入输出流等。该层可通过控制层被调用，也可以将接收到的传感器采集系统中的感知数据传输到控制层，经处理后传输到表示层。 采用MVC设计模式使蓝牙自动连接机制模块化程度提高，增强了数据传输和处理的效率。具体解决蓝牙自动连接问题，还需要在智能终端控制系统中解决以下两个方面：（1）数据业务层机制的建立。打开蓝牙并与传感器采集系统中蓝牙模块配对，创建一个继承Activity类的BluetoothAuto类，获取传感器采集系统的蓝牙设备号和MAC地址，最终生成服务端的蓝牙套接字，搭建蓝牙传输通道。（2）表示层和控制层的控制调用。智能终端控制系统的主程序MainActivity继承BluetoothAuto类，定义输入输出流接收来自数据业务层的蓝牙套接字中的数据，最终将感知的体征数据显示在用户界面中。

如图1所示，给出了本发明的基于Android的体域网体域网的原理图，其包括传感器采集系统1、智能控制终端2以及云平台服务系统3，传感器采集系统用于采集用于的体征参数，并将采集的数据以蓝牙通讯的方式传输至智能控制终端2。传感器采集系统1采集的体征参数可以包括脉搏、血氧含量、血压、心电、体温。智能控制终端2装载有Android应用系统，智能控制终端用于接收和处理传感器采集系统发送的数据，并可将处理后的结果显示给用户。智能控制终端2还可将采集的数据传输至云平台服务系统3，云平台服务系统3可对智能控制终端2提供咨询服务。

如图3所示，给出了智能控制终端与传感器采集系统的连接方法的流程图，其包括以下步骤：

a).搜索设备，将传感器采集系统1置于智能控制终端2的周围，利用智能控制终端对其进行搜索，以实现传感器采集系统与智能控制终端的配对；

b).获取设备信息，智能控制终端获取已搜索到的传感器采集系统的设备名称和MAC地址；

该步骤中，可建立getName()和getAddress()的方法函数，以分别获得传感器采集系统的设备名称和MAC地址；

c).建立后台列表，智能控制终端建立一个后台列表，用于加载步骤b)中获取的设备名称和MAC地址；在使用的过程中，以后台列表中的设备名称和MAC地址为关键字，来判断传感器采集系统是否为已配对设备；

d).获取设备名称和MAC地址，在使用的过程中，智能控制终端首先采集周围传感器采集系统的设备名称和MAC地址；

e).判断是否为已配对设备，智能控制终端判断采集到的设备名称和MAC地址与后台列表中存储的设备名称和MAC地址是否相同，如果相同，则表明该传感器采集系统与智能控制终端已配对，执行步骤f)；如果不相同，则属于未配对，执行步骤d)；

f).创建无返回值方法，创建一个无返回值的方法connect(String address)，将步骤e)中已配对的传感器采集系统的MAC地址输入该connect()方法；

g).创建蓝牙套接字，定义属于BluetoothDevice类的对象btDev来获取传感器采集系统的MAC地址，并创建蓝牙套接字btSocket；

h).接收数据包，智能控制终端通过蓝牙套接字btSocket调用connect()方法，以接收传感器采集系统发送的数据包；

i).获取感知数据，建立继承BluetoothAuto类的主程序MainActivity，并定义输入流和输出流，以从蓝牙套接字中获取传感器采集系统发送的数据；

该步骤中，可定义输入流InputStream和输出流OutputStream的对象，已从套接字中获取传感器采集系统发送的数据；

j).建立子线程，建立一个子线程，以获取输出流中的数据包，并对数据包进行解析；

如图4所示，给出了表示层和控制层机制的控制调用原理图；

k).显示体征数据，根据步骤j)中解析的数据包，在智能控制终端的界面上刷新和显示体征数据。

本发明的基于Android的体域网及其智能终端连接方法，有效地实现了智能控制终端与传感器采集系统的自动蓝牙连接，以及对采集的用户体征数据的自动显示。本发明的体域网及其连接方法，简化了蓝牙连接步骤，适于老年人使用，便于体域网在家庭健康医疗应用中的推广。

Claims (2)

1.一种基于Android的体域网，其特征在于：包括用于采集和传输用户体征参数的传感器采集系统（1）、装载有Android应用系统的智能控制终端（2）以及提供咨询服务的云平台服务系统（3），传感器采集系统检测的体征参数包括脉搏、血氧含量、血压、心电、体温；智能控制终端用于接收和处理传感器采集系统发送的数据，并可将处理后的结果显示给用户；云平台服务系统用于接收多个智能控制终端传输的数据，并可对智能控制终端提供咨询服务。

2.一种基于权利要求1所述的体域网中智能控制终端与传感器采集系统的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

a).搜索设备，将传感器采集系统（1）置于智能控制终端（2）的周围，利用智能控制终端对其进行搜索，以实现传感器采集系统与智能控制终端的配对；

b).获取设备信息，智能控制终端获取已搜索到的传感器采集系统的设备名称和MAC地址；

c).建立后台列表，智能控制终端建立一个后台列表，用于加载步骤b)中获取的设备名称和MAC地址；在使用的过程中，以后台列表中的设备名称和MAC地址为关键字，来判断传感器采集系统是否为已配对设备；

d).获取设备名称和MAC地址，在使用的过程中，智能控制终端首先采集周围传感器采集系统的设备名称和MAC地址；

e).判断是否为已配对设备，智能控制终端判断采集到的设备名称和MAC地址与后台列表中存储的设备名称和MAC地址是否相同，如果相同，则表明该传感器采集系统与智能控制终端已配对，执行步骤f)；如果不相同，则属于未配对，执行步骤d)；

f).创建无返回值方法，创建一个无返回值的方法connect(String address)，将步骤e)中已配对的传感器采集系统的MAC地址输入该connect()方法；

g).创建蓝牙套接字，定义属于BluetoothDevice类的对象btDev来获取传感器采集系统的MAC地址，并创建蓝牙套接字btSocket；

h).接收数据包，智能控制终端通过蓝牙套接字btSocket调用connect()方法，以接收传感器采集系统发送的数据包；

i).获取感知数据，建立继承BluetoothAuto类的主程序MainActivity，并定义输入流和输出流，以从蓝牙套接字中获取传感器采集系统发送的数据；

j).建立子线程，建立一个子线程，以获取输出流中的数据包，并对数据包进行解析；

k).显示体征数据，根据步骤j)中解析的数据包，在智能控制终端的界面上刷新和显示体征数据。

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