基于手环的便携式心率信息监测系统的研发与应用
发布时间：2020-09-12 19:19
近年来,教学行为研究已成为教学研究领域关注的焦点。但在现有教学论意义上,关于教学行为的研究忽视了学生行为,过多地关注于教师的教学行为及师生互动行为的研究。学生是教育意义以及教学效果承载的主体,因此关注学生行为是教学研究的重要方向。教育信息化的不断发展与可穿戴设备的逐渐兴起,为教育教学研究开辟了新的途径。目前,采用智能设备监测人体生理信息在教育教学研究领域的应用也越来越广泛。本文基于学习行为及生理信息研究的现状,应用文献分析法、视频录像法、对比分析法、软件工程法研究心率信息监测系统的开发过程与行为分析的关键问题,设计并实现了便携式的心率信息监测系统,并应用该系统进行实验分析。论文的主要研究工作包括以下三个方面:(1)结合蓝牙与光学传感手环,对智能手环进行二次开发。开发与智能手环进行蓝牙通信的Android应用程序,并实现将数据传输至云平台,以完成对学生心率信息地实时获取。(2)视频观察实验。选取实验对象,使用录像设备在课堂上进行实地观察与心率数据地采集。(3)心率信息监测系统的应用与分析。通过实验采集的数据,并反复观察视频内容做相应地行为编码与数据处理。从研究目标出发,分析不同学习行为发生时以及学生受到外界干预行为状态下心率信息的差异。综上所述,论文结合研究目的,针对手环接口进行功能模块地二次开发,通过蓝牙实现数据传输。将无线生理信号采集系统应用于课堂过程的研究,为教师了解学生的真实状态提供了崭新的研究视角,这一方式对课堂教学、学生学习研究具有重要意义,具有一定创新性和实用性。
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP274;G434
【部分图文】：
医疗、训练、教育方面应用ｉｆｉ逦手指、腰部等逦智能跑鞋、脑电测试监测生命体征，适仪、智能Ｔ恤、智能逦用户习惯逡逑逦Ｉ逦手套等其中，轻量级的智能手环是可穿戴设备的标志性产品之一，日益成为大众消求的主流。从技术上，手表、腕带代表了手机功能的延伸。目前，手环较多的在运动管理、医疗健康，通过搭载的心率传感器，三轴加速计，陀螺测试仪，ＧＰ境光线感应器，皮肤温度感应器，皮电反应感应器等，可以实现提醒、计步、心电、心率、脑电波、血压、体温、ＧＳＲ等［８］。逡逑根据中国产业调研网发布的２０１７全球及中国智能手环行业现状研宄分析与趋势预测报告显示，目前我国智能手环市场竞争较为激烈，其中主流手环有：，华为，咕略，Ｂｏｎｇ，乐心，乐动力，Ｊａｗｂｏｎｅ，Ｆｉｔｂｉｔ，埃微（ｉｗｏｗｎ），佳明，，苹果，Ｍｉｓｆｉｔ邋Ｗｅａｒａｂｌｅｓ，索尼，Ｗｉｔｈｉｎｇｓｐｕｌｓｅ，Ｇｅａｒｆｉｔ。此外，还有其他健康、可开发手环。逡逑
妒垦绗宦畚模]3Y嵬ＡＳＴＥＲ＇ＳP裕龋牛樱桑樱]3?图１．３微软手环逦图１．４脑电检测仪逡逑可穿戴设备通过传感技术采集到人体的各种生理信息，对于个体的生理大数据逡逑进行分类提取，分析，有助于及时了解用户的心理及生理健康。这一前沿技术在教逡逑育教学研究领域中也大有可为。逡逑１．３．邋２基于心率信号的研究现状逡逑生理信息主要包括皮肤电信号（ＧＳＲ），心电信号（ＥＣＧ）、肌电信号（ＥＭＧ）、逡逑脑电信号（ｆｆｉＧ）、呼吸信号（ＲＳＰ）、血容量脉搏信号（ＢＶＰ）等几种，这些信逡逑号能够客观、真实的反应人类的情感信息及生理状态。逡逑随着信号处理技术的日益发展，对人体生理信号的研究已然成为生物医学、心逡逑理学等领域的热门课题。美国麻省理工学院媒体实验室对于基于生理信号的情感信逡逑息研究展开了系统研究。日本在战后利用ＧＳＲ信号进行了教育节目评价的研宄。逡逑１９７７年，日本宫城教育大学的研究小组把ＧＳＲ应用到实际的课堂教学中，通过教逡逑学过程中学生及教师心理变化的ＧＳＲ的计测，探索教学过程规律［１Ｑ］。逡逑１９８５年
率的特征变化做相关分析。逡逑１．５．邋２研究思路逡逑本研究的技术路线如图１．５所示逡逑Ｉ逦■？逡逑逦邋！逡逑｜逦文献研究逡逑逦１逡逑第一阶段逡逑对相关《究进行文献分析逦，逦邋＊逦邋｜逡逑逦１逦学生字习行为研究纹达写＾班ｉｆｉ？的使用，心深等生理倍Ｓ的研究逦Ｉ逡逑心家？？益Ｓ！系统的ｉ￡邋ｉ１■与实３５逡逑逦—逦逡逑！逦逦ｆ逦邋｜逡逑逦１逦挪二次开发＇云平台逡逑第二＾段逦｜逦邋－ｙ逦邋Ｉ逡逑无线O峦晨⒓埃保涤靛危慑危义希赍危埏緸导朗的樱椋翦义希哄巍觥蝈巍濉鲥危у义希椋危。义希仍诜ǘ鞑桑礤澹慑危慑鍨祡玻韶义
本文编号：2817803
【学位单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP274;G434
【部分图文】：
医疗、训练、教育方面应用ｉｆｉ逦手指、腰部等逦智能跑鞋、脑电测试监测生命体征，适仪、智能Ｔ恤、智能逦用户习惯逡逑逦Ｉ逦手套等其中，轻量级的智能手环是可穿戴设备的标志性产品之一，日益成为大众消求的主流。从技术上，手表、腕带代表了手机功能的延伸。目前，手环较多的在运动管理、医疗健康，通过搭载的心率传感器，三轴加速计，陀螺测试仪，ＧＰ境光线感应器，皮肤温度感应器，皮电反应感应器等，可以实现提醒、计步、心电、心率、脑电波、血压、体温、ＧＳＲ等［８］。逡逑根据中国产业调研网发布的２０１７全球及中国智能手环行业现状研宄分析与趋势预测报告显示，目前我国智能手环市场竞争较为激烈，其中主流手环有：，华为，咕略，Ｂｏｎｇ，乐心，乐动力，Ｊａｗｂｏｎｅ，Ｆｉｔｂｉｔ，埃微（ｉｗｏｗｎ），佳明，，苹果，Ｍｉｓｆｉｔ邋Ｗｅａｒａｂｌｅｓ，索尼，Ｗｉｔｈｉｎｇｓｐｕｌｓｅ，Ｇｅａｒｆｉｔ。此外，还有其他健康、可开发手环。逡逑
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率的特征变化做相关分析。逡逑１．５．邋２研究思路逡逑本研究的技术路线如图１．５所示逡逑Ｉ逦■？逡逑逦邋！逡逑｜逦文献研究逡逑逦１逡逑第一阶段逡逑对相关《究进行文献分析逦，逦邋＊逦邋｜逡逑逦１逦学生字习行为研究纹达写＾班ｉｆｉ？的使用，心深等生理倍Ｓ的研究逦Ｉ逡逑心家？？益Ｓ！系统的ｉ￡邋ｉ１■与实３５逡逑逦—逦逡逑！逦逦ｆ逦邋｜逡逑逦１逦挪二次开发＇云平台逡逑第二＾段逦｜逦邋－ｙ逦邋Ｉ逡逑无线O峦晨⒓埃保涤靛危慑危义希赍危埏緸导朗的樱椋翦义希哄巍觥蝈巍濉鲥危у义希椋危。义希仍诜ǘ鞑桑礤澹慑危慑鍨祡玻韶义
本文编号：2817803
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