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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃建達
研究生(外文):Chien-Ta Huang
論文名稱:人體生理健康預警分析系統與動態環境邊緣技術之研究
論文名稱(外文):The Study of Physical Health Early Warning Analysis System and Dynamic Environment of Edge Technology
指導教授:李揚漢李揚漢引用關係
口試委員:蘇大成曹恆偉許獻聰蘇木春陳懷恩
口試日期:2019-12-23
學位類別:博士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:電機工程學系博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:健康預警分析系統影像辨識追蹤物聯網心電圖運動血壓藍牙5.0邊緣平台
外文關鍵詞:Health Early Warning SystemCamera TrackingInternet of ThingsElectrocardiographyExercise Blood PressureBlue Tooth 5.0Edge Gateway
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目錄
中文摘要I
英文摘要II
目錄IV
圖目錄VII
表目錄X
第一章緒論1
1.1 研究動機1
1.2 影響人體生理健康之因素3
1.2.1 壓力造成的影響3
1.3 IoT感測器ECG簡介4
1.3.1 ECG量測設備簡介4
1.3.2 ECG波形介紹6
1.3.3 先前研究技術比較8
1.3.4 HRV技術簡介9
1.3.5 HRV-ECG介紹10
第二章穿載裝置之系統探討設計13
2.1 ECG穿載裝置之設計13
2.2 人體體溫穿載裝置之設計14
2.3 穿戴式裝置之FDA認證設計17
2.3.1 硬體設計遇到之問題與解決17
第三章個人環境影像追蹤與生理資訊整合系統之設計18
3.1 影像辨識簡介18
3.2 影像辨識演算法19
3.3 影像追蹤演算法20
3.4 個人動態環境影像追蹤定位流程圖22
3.5 個人動態環境影像追蹤定位結果23
3.6 個人動態環境影像追蹤與生理資訊整合實驗結果24
第四章中繼邊緣平台系統架構26
4.1 中繼邊緣平台系統之通訊方法說明26
4.2 中繼邊緣平台系統之整體架構說明27
4.2.1 中繼邊緣平台系統之天線設計28
第五章中繼邊緣平台系統應用範例實測30
5.1 中繼邊緣平台系統實測環境方法之簡介30
5.2 中繼邊緣平台系統實測生理資訊之結果34
第六章運動動態血壓預警與環境生理健康之分析研究38
6.1 運動動態血壓之實驗流程38
6.2 運動動態血壓預警之分析流程39
6.3 運動動態血壓實測受測者生理基本資訊與臨床表現41
6.4 環境生理健康之壓力實測結果分析47
6.5 環境生理健康之各種環境下實測結果分析49
第七章總結與貢獻 58
第八章未來研究60
參考文獻61


圖目錄
圖1.1論文研究主軸示意圖2
圖1.2本論文使用之ECG模組實體圖5
圖1.3本論文使用之ECG模組系統架構圖5
圖1.4本論文使用之ECG實測波形圖6
圖1.5心電圖PQRST示意圖7
圖1.6 HRV量測波形之RRI參數10
圖1.7 HRV量測之時域分析圖10
圖1.8 HRV量測之頻域分析圖10
圖2.1ECG moduleRecord Flow Chart 14
圖2.2TD+工作原理示意圖15
圖2.3TD+模組實體圖15
圖2.4TD+溫度與震盪頻率關係16
圖2.5 CFDA認證流程表17
圖3.1像素亮度階層18
圖3.2像素矩陣18
圖3.3Facenet模型結構19
圖3.4Triple Loss示意圖20
圖3.5YoloV3 架構圖20
圖3.6 loU示意圖21
圖3.7Deep sort流程圖21
圖3.8動態環境追蹤流程圖22
圖3.9受測者A動態環境追蹤實驗結果(Zone 3公司-座位) 23
圖3.10個人動態環境影像追蹤與生理資訊整合結果設計圖24
圖3.11受測者A動態環境追蹤與生理資訊整合(Zone 3 公司-座位) 25
圖4.1中繼邊緣平台系統(Edge Gateway)系統架構27
圖4.2中繼邊緣平台系統(Edge Gateway)現場實測位置圖28
圖4.3中繼邊緣平台系統天線實拍29
圖4.4中繼邊緣平台系統S11量測天線的效應29
圖5.1增強型-中繼邊緣平台系統31
圖5.2簡易型-中繼邊緣平台系統31
圖5.3Zone 1 公司-大會議室32
圖5.4Zone 2 公司-實驗室32
圖5.5Zone 3 公司-座位32
圖5.6Zone 4 體育場32
圖5.7Zone 5 家-餐廳32
圖5.8Zone 6 家-書房32
圖5.9Zone 7 家-客廳33
圖5.10Zone 8 家-房間33
圖5.11簡易型-中繼邊緣平台系統擺放位置與接收方式33
圖5.12生理資訊實測結果(Zone 3 公司-座位) 34
圖5.13生理資訊實測結果(Zone 2 公司-實驗室) 35
圖5.14生理資訊實測結果(Zone 7 家-客廳) 35
圖5.15中繼系統配對感測器實測36
圖5.16中繼系統記錄實測(Zone 3 公司-座位) 36
圖5.17實測紀錄使用者的Heart rate (Zone 3 公司-座位) 37
圖6.1運動動態血壓之實測步驟流程圖38
圖6.2運動動態血壓之預警分析流程圖40
圖6.3受測者7(血壓無異常變化)之QT實測圖43
圖6.4受測者7 (血壓無異常變化)之QTc斜率實測圖43
圖6.5受測者12(血壓異常變化)之QT實測圖44
圖6.6受測者12(血壓異常變化)之QTc斜率實測圖44
圖6.7受測者8(血壓無異常變化)之運動後ECG波形45
圖6.8受測者12(血壓異常變化)之運動後ECG波形46
圖6.9受測者15(血壓異常變化)之運動後ECG波形46
圖6.10 HRV預警分析實測圖48
圖7.1運動血壓風險預警系統設計59
圖7.2動態環境影像追蹤與生理資訊整合系統59
圖8.1運動中即時危險預警流程圖60

表目錄
表1.1ECG模組規格6
表1.2先前研究技術比較-本論文ECG模組VS. Polar H78
表1.3先前研究技術綜合比較9
表1.4 HRV量測時域變數表11
表1.5 HRV量測頻域分析變數表12
表2.1TD+校正溫度電阻與頻率關係表16
表4.1中繼邊緣平台系統規格26
表6.1受測者生理基本資訊與測試後臨床表現(受測者1-13) 41
表6.2受測者生理基本資訊與測試後臨床表現(受測者14-26) 42
表6.3 SDNN與年齡性別關係47
表6.4HRV-SDNN受測者同一天同一環境之平均值49
表6.5HRV-LF/HF受測者同一天同一環境之平均值49
表6.6 HRV-SDNN受測者同一天同一環境之平均值50
表6.7HRV-LF/HF受測者同一天同一環境之平均值50
表6.8HRV-SDNN受測者同一天同一環境之平均值51
表6.9HRV-LF/HF受測者同一天同一環境之平均值51
表6.10血壓受測者同一天同一環境之值52
表6.11血壓受測者同一天同一環境之值52
表6.12血糖受測者同一天同一環境之值52
表6.13體溫受測者同一天同一環境之平均值53
表6.14體溫受測者同一天同一環境之平均值53
表6.15體溫受測者同一天同一環境之平均值53
表6.16HRV-SDNN受測者同一天同一環境之平均值54
表6.17HRV-LF/HF受測者同一天同一環境之平均值54
表6.18HRV-SDNN受測者同一天同一環境之平均值55
表6.19HRV-LF/HF受測者同一天同一環境之平均值55
表6.20血壓受測者同一天同一環境之值56
表6.21血糖受測者同一天同一環境之值56
表6.22體溫受測者同一天同一環境之平均值56
表6.23體溫受測者同一天同一環境之平均值57
表6.24受測者A的HRV-LF/HF在各區域比較表57
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[22]Facenet,URL:https://makerpro.cc/2018/12/introduction-to-face-recognition-model-google-facenet/
[23]http://www.csie.ntnu.edu.tw/~u91029/Image.html
[24]https://zhuanlan.zhihu.com/p/24837264
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[27]https://mropengate.blogspot.com/2018/06/yolo-yolov3.html
[28]https://www.itread01.com/content/1545102482.html
[29]https://www.bluetooth.com/zh-cn/specifications/protocol-specifications/
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[42]https://www.joiiup.com/knowledge/content/1460
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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