臺灣博碩士論文加值系統

本研究旨在老人照護中逐漸被重視的人權議題，例如老人不願意搬家進入養老院、安養社區等。因此，因應儀器輕便化的潮流，我們設計出一套穿戴式居家健康照護系統來解決上述問題，它具備穿戴式設備的優點，包含即時監測及可攜性等等，並能搭配各項生醫元件，如肌電感測器、心律監控器、體溫感測器等生醫模組，給需要特殊健康照護的人們使用。系統上使用ATmega系列的單晶片微控制器運行核心程式，分析來自陀螺儀、生醫元件及其他元件之訊號。透過網路介面連接WIFI無線模組，使用者的生理資訊可以上傳至資料庫並進行管理。硬體結構參考人體手臂曲線，並利用3D列印技術成型。透過這樣的設計，此居家型健康照護穿戴式系統可以在不影響使用者的日常手臂工作下，長時間地進行生理監測。

This research aims at the upcoming human rights issue of geriatric health care like reluctance of elders to stay in nursing home or senior living communities, etc. Conforming to the trend of instrument portablization, we designed the wearable home health care system to resolve the problem. It has the advantages of wearable devices, including real-time monitoring and portability. It can link to several kinds of biomedical elements, such as muscle sensors, heart rate monitors, and body temperature sensors, for people who need special health care. The system utilize single chip microcontroller of ATmega series to run the core program, which can analyze signals from gyroscope, biomedical elements, or other components. Through network interface to connect to wireless Wi-Fi module, users’ physiological information can be uploaded to database for further management. The hardware architecture refers to the user’s arm curvature and is manufactured through 3D printed injection molding. Through this design, the wearable home health care system can be applied for long-term physiological monitoring with minimal disturbance in daily hand work.

摘要
Abstract
誌謝
目錄
圖目錄
表目錄

第一章、緒論
1-1 前言
1-2 研究目的與動機
1-3 論文架構

第二章、系統架構與機構設計
2-1 系統架構
2-2 穿戴設計
2-3 機構設計
2-4 硬體架構
第三章、硬體架構及元件
3-1 主控板
3-1-1 架構設計
3-1-2 微控制器
3-2 核心元件與感測器
3-2-1 心率感測器
3-2-2 肌電模組
3-2-3 溫度模組LM35D
3-3 通訊與其他周邊元件
3-3-1 陀螺儀GYRO
3-3-2 Wi-Fi模組
3-3-3 震動馬達
3-3-4 電源模組
3-3-5 奈米鋰聚電池
3-4 實體圖

第四章、軟體設計規劃
4-1 軟體環境介紹
4-1-1 WAMP
4-1-2 HTML網頁介面
4-2 系統程式架構
4-3 硬體程式架構
4-3-1 程式流程
4-3-2 震動功能流程
4-3-3 心率功能流程
4-3-4 低電量功能流程
4-3-5 Wi-Fi動作流程
4-4 網路服務架構設計

第五章、測試及製作
5-1 手臂穿戴裝置製造過程
5-1-1 3D列印測試
5-1-2 硬體機構之選擇
5-1-3 實際穿戴及操作過程
5-2 心跳測試
5-3 EMG測試資料

第六章、結論與未來展望
參考文獻

[1]何志浩, “應用GPS/GPRS系統於老人防護之研究”, 聖約翰科技大學, 自動化及機電整合研究所, 碩士論文, 民國97年。
[2]Wan-Ting Liu, “The Implementation of Detecting Tumble based on GPS and ECG information for Healthcare System”, National Chung Cheng University, Electrical Engineering college of Engineering, July 2011。
[3]陳廷維, “中醫師對健康照護穿戴式裝置應用價值之研究”, 中華大學, 科技管理碩士論文, 民國105年。
[4]林榮霞, “遠距健康照護發展困難因素之探討：以北、中地區遠距照護中心為例”, 臺灣師範大學,健康促進與衛生教育學系, 碩士論文, 民國105年。
[5]高宇涵, “膝下義肢之介面應力分析與舒適性討論”, 高雄應用科大, 模具工程碩士論文, 民國98年。
[6]林靖凱, “穿戴式系統應用於不同久座時間之心律變異性差異性分析”, 台北科大, 電腦與通訊研究所, 碩士論文, 民國103年。
[7]陳丁緯, “透過非接觸的方式收集心跳訊號並運用於獨居老人的看護”, 交通大學, 資訊科學工程研究所, 碩士論文, 民國105年。
[8]Richard Ribon Fletcher, “iCalm: wearable sensor and Network Architecture for Wirelessly Communicating and Logging Autonomic Activity”, IEEE transactions on information technology in biomedicine, VOL. 14, NO. 2, MARCH 2010.
[9]網路圖片, “The UX of Google Glass? U1 Group puts it through rigorous day-to-day testing”, U1 Digital Experience Devotion, http://www.u1group.com/blog/
article/the-ux-of-google-glass-u1-group-puts-it-through-rigorous-day-to-day-testing, 9th. MAY 2014.
[10]網路圖片, “Apple Watch”, http://www.player.one/sites/idigitaltimes.com/files/
2016/04/14/apple-watch-1.jpg
[11]網路圖片, “HTC Vive VR review”, https://i.ytimg.com/vi/7zqp1szDWyA/
maxresdefault.jpg
[12]ATmega328P, “ATmega328p datasheet”, http://www.atmel.com/Images/Atmel-42735-8-bit-AVR-Microcontroller-ATmega328-328P_Datasheet.pdf.
[13]網路圖片, “成大資工wiki”, http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/ADC.
[14]網路圖片, “心電圖”, http://mulicia.pixnet.net/blog/post/28218628.
[15]RPR359, “RPR359 datasheet”, http://www1.futureelectronics.com/doc/ROHM%20
SEMICONDUCTOR/RPR-359F.pdf
[16]Grove, “EMG Detector datasheet”. http://www.west-l.com/uploads/tdpdf/
101020058_eng_tds.pdf
[17]LM35D, “LM35D datasheet”, http://www.hep.upenn.edu/SNO/daq/
parts/lm35dm.pdf
[18]GY-80, “GY-80 datasheet”. http://selfbuilt.net/shop/gy-80-inertial-management-unit
[19]ESP8266, “ESP8266 datasheet”, http://download.arduino.org/products/UNOWIFI/
0A-ESP8266-Datasheet-EN-v4.3.pdf
[20]網路圖片, “微型震動馬達” http://shop.cpu.com.tw/upload/2016/07/org/SH-MT0834.jpg
[21]網路圖片, “Smart watch 3”, https://api.sonymobile.com/files/SmartWatch-3-SWR50-metal-1240x840-b6a777bb2fa9e840150ab3e5b103bbb8.jpg
[22]網路圖片, “MYO”, https://s3.amazonaws.com/wordpressprod/blog/wp-content/
uploads/2014/06/front-view.jpg
[22]網路圖片, “胸戴式心率感測裝置”，CTIMES_mHealth, https://www.ctimes.
com.tw/DispArt/cn/1309022028J8.shtml
[23]網路圖片, “BiOM生化義肢”, http://img.technews.tw/wp-content/uploads
/2014/04/ankle2.jpg
[24]網路圖片, “SCRIPT 復健型穿戴式裝置”, https://anntw-prod.s3.amazon
aws.com/assets/images/000/015/299/big/SCRIPT-robot-hand.jpg?1425904353
[25]網路資料, “手臂模型”, https://www.thingiverse.com/thing:197615
[26]網路圖片, 脊椎保健達人鄭雲龍, “引起腰酸背痛的不良姿勢第一名：駝背坐姿”, http://dragon.bodylearning.com.tw/blog/post/138147935-引起腰酸背痛的不良姿勢第一名：駝背坐姿, 2013/05/26。
[27]網路圖片, “你有過度訓練嗎?讓脈搏告訴你!”, http://don1don88.pixnet.net/blog/
post/181165911