单片机MSP430设计的心灵安抚智能手环

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伴随着快节奏时代的到来,人们对高品质生活的追求在无形之中加大了自身的压力,便引发了人们较为普遍的恐慌感和焦灼情绪。情绪焦虑已经在人们日常生活中不可缺少,想缓解心理压力却没有一个合适的方法.
手术台
相比于去医院心理医生进行心理
压力舒缓,我们团队基于心灵安抚来研发的可佩戴式的智能手环,在很大程度上解决了大部分人们没有时间看心理医生进行心理辅导的压力。该智能手环在生活中可便携佩戴,及时通过脉搏传感器、语音收集器,对身边产生压力的信息进行收集,反馈到MSP430芯片由核心算法来快速计算,准确的通过智能手环的一系列调节来对使用者经行心理压力的舒缓。
1  基于心灵安抚的基础设备产品介绍
(1)心灵安抚基础设备顾名思义是一种只能提供心灵缓解的设备,我们设计初衷只是让心情不好的人并不想起到的作用,可能在对于患者的中可以起到辅助的作用。关于设备的使用材料目前采用仿真皮肤硅胶人体硅胶制作手环的表带。
(2)关于设备使用,设备可以直接通过情绪变化时心率的变化或直接从麦克风采集语音的方式与使用者进行互动,设备直接从数据库中选择与其相适合的音乐。也可以通过采集当事人发生的事件,自我拾取信息,并在要求的情况下,适当播放相关故事,让当事人可以从故事中到心理慰藉,更好的调节情绪。手环提供心率传感器,检测心率。手环与手机适配,同样支持蓝牙5.0。设备设置USB 插口,以便于对设备进行充电。在后期还支持设备的固件升级与软件算法的更新,使设备能满足更多人的需求。
2  结构介绍
2.1  核心信息处理器
MSP430与外围功能模块电路相连接,MSP430一款16位的低功耗单片机,
海口经济学院  郭庆峰  张  河  方廷源  王凯博  邢博理  杨亚洲
单片机MSP430设计的心灵安抚智能手环
采用RISC 结构,具有丰富的寻址方式、27条强大内核指令,拥有较高的运算和处理速度,具有超低的功耗。MSP430单片机拥有丰富的外围功能,通过这些模块的组合,可满足不同的功能需求,极大的提高了芯片的使用效率。MSP430作为主控芯片对温度传感器、光源显示、蓝牙模块、心率收集器、语音收集、麦克风播放、进行控制。2.2  设备形态
手环主要是由一块屏幕和表带所组成,手环整体颜选项淡蓝,白(蓝减轻压力,改善睡眠,白平静情绪,平和心态)。屏幕大小适中,设计轻薄,视觉上可以不给人以压力,带给人轻松的感觉。2.3  设备材料
最直观的手镯是OLED 显示屏,OLED 屏幕功耗低,可以更直观地展现时间、心率、颜显示。手镯腕带的主要接触部分使用更硬的弹性材料,接触部分更柔软,更敏感,透气和防汗,穿着更舒适。手链带
使用硅橡胶,比普通纯有机橡胶具有更好的耐高温和低温性能。无论是在300℃或-90℃的极端环境中,它都保持了一种保持平静和灵活的化学结构。2.4  温度传感器
整个智能温度传感器系统由铂电阻温度传感器、温度-电流变送器、模数转换电路、MSP430、数据采
储物柜电子锁集与存储电路,MSP430控制非线性校准和在线标校模块、RS422串行通信接口组成。可精准得在一定温度范围进行调准。在10°-20°可使人情绪冷静。21°-30°可使人心情稳定。31°-45°使人心情达到愉悦。2.5  蓝牙模块
商用微波炉蓝牙模块结合系统的低功耗需求,选择CC2541型号。该型号是一款低功耗以及2.4GHz 的功率优化片载系统解决方案。具有出的RF 收发器和可编程的8051MCU 、8KB 容量大小的RAM 连接,从而使其具有功能强大、低功耗等特点,同时蓝牙模块与主控芯片的通信则通过UART 接口。2.6  显示器设计
OLED 屏幕具有蓝宝石玻璃保护层,OLED 屏幕功耗低,OLED (有机发光显示屏)是手机液晶屏上一种新型的有机发光显示屏,OLED 显示技术不同于传统的LCD 显示屏,无背光,非常薄的有机材料涂层和玻璃
基板。在不使用普通手表等功能显示时间等信息时。2.7  光电脉搏传感器
当体我们使用一束光来确定指尖或耳垂皮肤表面的光波长时,光电子接收器可以传输或反射光束来接收
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丹参提取物
和过程,当光束照射在皮肤上时,皮肤、组织和其他光的吸收保持不变,但皮肤内血管中的血量会随着心脏作用而周期性变化。基于这一原理,光电传感器将光强度变化的信号转换为模拟电压信号,从而导致脉冲心率的变化。将传感器连接到控制器传感器模块的电源输入、接地和输出线路,分别连接Pro Mini 的5V VCC 、GND 和A0,控制器连接到由USB 供电的计算机USB ,并建立了串行数据传输通道。如图1所示。2.8  电池选用
在电池挑选我们选用锂离子电池,结合电池电压、额定容量、电池体积,放电截止电压,放电深度造、电池成本等因素,分析电池的额定电压和内阻来保证最安全的电池条件。电池在充电时可以保证温度控制在20°左右。采用锂离子电池体积小,充电速度快,可在20min 之内充电完成90%,续航在连续12h ,配置标准充电器,电池使用寿命在充电5000次以上放电,使用寿命更长。采
用容量为2000mA 的电池。2.9  软件设计
使用者可选择由手环来自动进行对事物的监听,这时数据进入了核心处理系统,系统通过蓝牙模块进入手机app 数据库,由核心算法来算出最佳的匹配灯光、温度、播放音乐或讲故事,来提供给使用者使用。或者使用者手动来选择心理状态,数据反馈到核心处理系统,将预设定好的灯光颜由显屏幕显示出来,温度传感器传递合适的范围温度,由语音播放器播放音乐或者故事。2.10  工作流程图(图2)
结语:本文介绍了一种基于情绪识别的智能手环装置,以实现在遇见困难的人出现情绪波动时,及时获
得安抚。这种装置在未来可以极大程度方便人们得生活,来缓解在高速发展的社会带给人们的心理压力。一方面,该手环功能较为齐全,简单快捷基础上可以让用户达到完美体验。使其成为生活中不可取少的一部分。
项目成果:本文为2020年省级大学生创新创业训练计划:“基于心灵安抚的基础设备”(编号:S202012308103)
研究成果。
图1 光电脉搏传感器
图2 工作流程图
作者简介:
郭庆峰,男,河北张家口人,大学本科,现就读于海口经济学院19级计算机科学与技术1班。
张河,女,新疆乌鲁木齐人,研究生学历,海口经济学院网络学院讲师,研究方向为教育现代化。
方廷源,男,河北张家口人,大学本科,现就读于海口经济学院19级计算机科学与技术1班。
dr探测器王凯博,男,河北衡水人,大学本科,现就读于海口经济学院19级计算机科学与技术1班。
汇流板邢博理,男,山西忻州人,大学本科,现就读于海口经济学院19级计算机科学与技术1班。
杨亚洲,男,河南郑州人,大学本科,现就读于海口经济学院19级计算机科学与技术2班。

本文发布于:2024-09-22 16:53:01,感谢您对本站的认可!

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