一、 设计内容与要求

在android系统下设计一款软件，利用android系统所自带的摄像头对被测的心律信号进行测量。要求能基本测算出被测者的每分钟心跳次数。将测量结果在本地进行存储，在WIFI网络通畅的条件下，将测量结果上报到服务器。

需要在android系统下，利用JAVA语言开发相应程序。需要利用android摄像头采集图像数据，并且对图像数据进行处理分析，然后通过计算得出被测者心跳速率。同时需要利用网络通信机制，将采集到的数据上传到服务器。

本课题要求利用Java语言来实现Android平台上的心律测试并采集数据进行上传。首先，要较为熟练掌握Java语言的编写。接下来是重点，即编写对应Android应用程序。这个步骤需要考虑摄像头对血管的扩张及收缩这种变化的辨识度，通过摄像头的辨识谱写出对应的心律图。课题在Windows操作系统下采用JDK、Eclipse、SDK、插件ADT等来搭建Android的开发环境以实现课题程序设计要求[1]。接下来需要完成数据上传模块，数据上传要求利用WIFI将手机连接网络并使其发送心律测试数据，达到向指定FTP服务器发送采集到的心律数据的目标 [2]。

二、综述

Android是基于Linux内核的软件平台和操作系统，是Google在2007年11月5日公布的手机系统平台，早期由Google开发，后由开放手机联盟(英语：Open Handset Alliance)开发。Android 分为4 层，从高到底分别是应用层、应用框架层、系统运行库层和Linux 内核层[3，4]。Android应用程序的开发环境一开始是在Linux操作系统下运行的，但经过发展现在已经可以在Windows或者Mac OS X操作系统上成功运行[5]。多元化的开发环境以及完善的开发系统造就了Android应用开发的优势。

另外，因为Android应用的普及性比PC机应用的普及性更为广泛，加之其开发已经趋于成熟，所以越来越多的Android应用被推出。这些应用都是为了迎合人们的需求被开发出来的，比如心律测量计，这就是为了满足人们对健康的需求。传统的心律测量计需要给病人戴上胸带尤其的不舒服，也不是很方便。麻省理工大学电气和医药工程专业的亚裔研究生付明哲经过反复试验并经过多番测试效果后,发明了一个全新的”心律测量仪”。该设备之所以能够实现对心律的测量其奥秘在于一款可以将摄像头变成心律测量仪的软件,其应用原理是血液可以吸收光线。心脏跳动时血液会通过血管,当血管扩张的时候通过血管的血液量就越大,被血液吸收的光线也越多,人皮肤表面反射的光线就越少，由此测量出心律数值[6]。

如今红外线已普遍的运用到人们的日常生活中。红外技术凭借着低功耗、高性能、干扰小等优点而逐步深入人们的生活。然而，红外控制是应用最为广泛的一种，其中按这个原理研制的红外心律仪在医疗、生活等领域享有其独特的作用[7]。现在已经有科研人员利用红外线技术实现了红外心律仪这个功能，其原理是通过红外光检测手指中动脉血管的微弱波动[8-11],然后由计数器计算出每分钟波动的次数，以达到对心律的测试的目的[12]。这种人体心律监测仪使用十分方便容易，只需将被测者的手指端轻轻放在发光器上，即可实时显示出每分钟脉搏次数。该设备由于方便且易携带，所以特别适合体育训练和外出旅游等场合使用。它之所以能如此主要归功于采用的是红外光学检测法，因为其能够在运动的状态下进行心律测量。该应用运行稳定，实时性强，安全可靠，同时具有功耗低，体积小，操作简单，便于随身携带等特点，适合家庭和社区医疗保健使用，对心血管疾病的早期诊断具有重要的意义[13]。

南京邮电大学相关研究人员针对智能手机软硬件资源有限的特点,对心律特征值的计算方法进行了优化改进，这样既降低了计算量，还节省了手机的硬件资源。先对心律信号采样之后对其进行二值化处理,并选取合适的窗口值进行心律特征值的计算,以达到对心律信号主要成分S1和S2定位的目的。这种改进后的方法大幅降低了心律信号的计算量与复杂度,提高了运算速度和计算的准确性,可以在智能手机平台上通过编程实现。软件开发可以采用Android智能手机平台，利用其进行编程实现心律信号的采集、存储、显示、传输等多种功能,最终在Google的Android智能手机G1上初步设计并制作成功了这种智能手机心律测试系统[14]。

三、实现步骤及具体方法