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實驗三：穿戴式手錶生醫量測訊號

2019/11/27

Z2 Heath Watch (多生理參數健康手錶)

• 實驗環境

• 手錶開箱

1. 手錶

2. 充電線 3. 備用錶帶 4. 程式碼光碟

5. 使用手冊

6. 操作流程

7. 保麗龍墊片

• 手錶功能

CHAPTER 2

Android Studio 開發環境介紹

Android Studio 開發環境架設

• Install JDK (Java Development Kit 13)

• https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk13-downloads-5672538.html

Step 1 Step 2

Step 3 Step 4

• Install Android Studio

• https://developer.android.com/studio/?gclid=Cj0KCQiA2b7uBRDsARIsAEE9XpH5WnITVGCJhwkegMZSB15bxruboizDr2mgTq3Zf07i5U27QJfiMOEaAqWwEALw_wcB

Step 1 Step 2

Step 3 Step 4

Step 5 Step 6

• Android Studio Setup Wizard

Step 1 Step 2

Step 3 Step 4

Step 5 Step 6

拷貝手錶範例程式

• 從光碟片中將資料複製到本機

Step 1 Step 2

程式範例

拷貝手錶範例程式

• 從光碟片中將資料複製到本機

Step 3

第3、5 、6章

CHAPTER 3

Android藍牙通訊函數使用

以Android Studio開啟範例程式

• 以下是錯誤開啟方式

Step 1

Step 2 專案路徑不能有中文字

Your project path contains non-ASCII characters.

Step 3 The project is using an unsupported version of Gradle.

Fix Gradle wrapper and re-import project

Step 4 Gradle's dependency cache may be corrupt.

Re-download dependencies and sync project (requires network)

若直接開啟光碟片中的範例程式會有版本不相容的問題

• 以下是正確開啟方式

Step 1 Create New Project -> Empty Activity

Step 2 Language - > Java、Minimum API level -> API 18：Android 4.3

(Optional) Step 3 Tools -> AVD Manager -> Create Virtual Device

(Optional) Step 4 Category：Phone、Name：Nexus 4 (依據手機螢幕尺寸選擇) -> Next

(Optional) Step 5 Release Name：Pie (API Level 22~29可以) Download-> Next

(Optional) Step 6 AVD Name：Nexus API 28 (可任意取)

(Optional) Step 7 Check Your Virtual Devices

Step 8 Run app

• 第3章 Android藍牙通訊函數使用

Step 1 同時開啟光碟中第3章的專案與新建置的Hello World專案

第3章的專案：BLE Device Scan Hello World專案：BLE Device Scan TA

檢視類別請選擇Project Files

Step 2 複製 app\src\main\java\com\zoetek\app\myapplication\MainActivity.java至 app\src\main\java\com\example\bledevicescanta\MainActivity.java

Ctrl +VCtrl+A -> Ctrl +C

Step 3 package名稱要改回自己的 -> com.example.bledevicescanta (專案名稱小寫)

Step 4 紅框處 import android.support.v7.app.AppCompatActivity改成 -> import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

Step 5 複製 app\src\main\AndroidMainfest.xml中紅框處的permission

Ctrl +C

Ctrl + V

Step 6 複製 app\src\main\res\layout\activity_main.xml, list_device.xml, listitem_device.xml

Ctrl +C

Ctrl + V

Step 7 將activity_main.xml中紅框處的package修改成自己的-> com.example.bledevicescanta.MainActivity

Step 8 複製 app\src\main\res\values\dimens.xml

Ctrl +C Ctrl + V

Step 9 按Run -> Run ‘app’

沒有錯誤訊息了，接下來要Build apk檔

Step 1 Build -> Build Bundle(s)/APK(s) -> Build APK(s)

Step 2 按右下角視窗中的locate, 會跳出含有app-debug.apk的資料夾

Step 3 將app-debug.apk拉到Android手機, 並進行安裝

按下連線發現找不到任何藍牙裝置

Step 4 將應用程式的位置權限開啟, 再重開app並按下連線, 可以找到手錶藍牙：ZoeS2

CHAPTER 5心率變異性參數讀取

CHAPTER 6血液流速與血壓估算

• 第5 、6章會遇到的問題及其解決方法

1. 請將app\src\main\java\com\zoetek\app\myapplication下的檔案全部複製到app\src\main\java\com\example\自己的專案名稱

2.MainActivity.java中的

將import android.support.v7.app.AppCompatActivity; 改成import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

將import android.support.v4.content.LocalBroadcastManager; 改成import androidx.localbroadcastmanager.content.LocalBroadcastManager;

public static final String MY_BROADCAST_TAG =“com.example.自己的專案名稱”;

3.BLEService.java中的

將import android.support.v4.content.LocalBroadcastManager; 改成import androidx.localbroadcastmanager.content.LocalBroadcastManager;

4. 在app\build.gradle檔案中, 加入藍字

dependencies {implementation fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])implementation 'androidx.appcompat:appcompat:1.1.0'implementation 'androidx.constraintlayout:constraintlayout:1.1.3'testImplementation 'junit:junit:4.12'androidTestImplementation 'androidx.test.ext:junit:1.1.1'androidTestImplementation 'androidx.test.espresso:espresso-core:3.2.0'implementation 'com.android.support:support-v4:28.0.0'

記得要按Sync Now, 會出現在右上角

5. 複製 app\src\main\AndroidMainfest.xml中紅框處的permission還有service

手錶操作說明

手錶介面說明

• 查看藍牙MAC位址

Step 1 開機畫面 Step 2 主選單 Step 3 設定管理

Step 4 選擇設定 Step 5 藍牙MAC

手錶介面說明

• 設定量測時間

Step 4 選擇設定 Step 5 HRV 60 Sec

手錶介面說明

• 進入第5章所需功能

Step 1 開機畫面 Step 2 主選單 Step 3 健康管理

Step 4 量測畫面

預期實驗結果

• 第5章心率變異性參數讀取

食指按壓此處

按手錶左上角的切換按鈕會出現此畫面

量測完HRV後會出現此畫面1. 按下按鈕“發送”

2. 按下按鈕“開始量測”

拇指按壓此處

手錶介面說明

• 進入6章所需功能

Step 4 量測畫面

預期實驗結果

• 第6章血液流速與血壓估測

1. 按下按鈕“發送”2. 按下按鈕“開始量測”

食指按壓此處

拇指按壓此處

實驗報告所需內容

• 第5章心率變異性參數讀取 – Part1

1. 請將Z2健康手錶的配戴在左手腕上2. 請設定Z2健康手錶的量測時間為一分鐘3. 進入第5章的手錶功能畫面4. 將右手輕按Z2健康手錶上的上下ECG電極5. 紀錄採用量測一分鐘所獲得的HRV、SDNN、LF 、HF、L/H6. 重複上述步驟三次

實驗記錄表格格式如下

HRV SDNN LF HF L/H 變動量

第一次

第二次

第三次

請附上手錶畫面以及APP畫面

心跳變異性 (HRV)Heart Rate Variability

心跳間距標準差 (SDNN)Standard deviation of all NN intervals

低頻功率 (LF)Low Frequency power

高頻功率 (HF)High Frequency power

低/高頻功率之比值 (L/H)

• 第5章心率變異性參數讀取 – Part2

1. 請將Z2健康手錶的配戴在左手腕上2. 請設定Z2健康手錶的量測時間分別為30秒、一分鐘、二分鐘3. 進入第5章的手錶功能畫面4. 將右手輕按Z2健康手錶上的上下ECG電極5. 紀錄採用量測一分鐘所獲得的HRV、SDNN、LF 、HF、L/H

HRV SDNN LF HF L/H 變動量

第一次

第二次

第三次

請附上手錶畫面以及APP畫面

心跳變異性 (HRV)Heart Rate Variability

心跳間距標準差 (SDNN)Standard deviation of all NN intervals

低頻功率 (LF)Low Frequency power

高頻功率 (HF)High Frequency power

低/高頻功率之比值 (L/H)

• 第6章血液流速與血壓估測 – Part1

1. 請將Z2健康手錶的配戴在左手腕上2. 進入第6章的手錶功能畫面3. 將右手輕按Z2健康手錶上的上下ECG電極4. 紀錄用手錶量測的SBP、DBP以及APP顯示的PTT5. 分別記錄運動前和運動後的10次數值

運動前 1 2 3 4 10 變動量

不用附上手錶畫面以及APP畫面，需要兩位受測者

收縮壓 (SBP)Systolic Blood Pressure

舒張壓 (SBP)Diastolic Blood Pressure

脈搏傳輸時間 (PTT)Pulse Transmit Time

1. 請將Z2健康手錶的配戴在左手腕上2. 進入第6章的手錶功能畫面3. 將右手輕按Z2健康手錶上的上下ECG電極4. 紀錄用手錶量測的SBP、DBP以及APP顯示的PTT5. 分別記錄運動前和運動後的10次數值

運動後 1 2 3 4 10 變動量

不用附上手錶畫面以及APP畫面，需要兩位受測者

收縮壓 (SBP)Systolic Blood Pressure

舒張壓 (SBP)Diastolic Blood Pressure

脈搏傳輸時間 (PTT)Pulse Transmit Time

SBP = a x PTT + bDBP = c x PTT + d利用Excel實現regression求出a、 b、c 、d

預期實驗結果如下：

SBP = a x PTT + bDBP = c x PTT + d利用Excel實現regression求出a、 b、c 、d

比較不同受測者的a、 b、c 、d在運動前後的差異，實驗紀錄表格格式如下

受測者一受測者二

運動前運動後運動前運動後

a 較大較小較小較大

• 第5、6章APP核心程式說明

1. ActionCallback.java

2. BLEService.java

3. BluetoothIO.java

4. MainActivity.java

5. NotifyListener.java

6. Profile.java

簡單說明每個java檔的功能以及之間的關係

Additional questions

1. 試解釋在兩個章節實驗中使用的運算式子

(SDNN、LF 、HF、SBP、DBP、PTT)

2. 在書中的第5~11的主題中挑選兩個章節，並比較此章

節的穿戴式手錶診斷與一般市面上的儀器診斷差別。

實驗三報告

• 報告繳交期限: 12月17日（二）11:00PM前

• 郵件主旨：【108-1生醫工程實驗】第一組實驗三報告

• 報告名稱：108_1_第一組實驗二報告_20190909.pdf

• 請合併成一個PDF檔案寄到助教的信箱

belab.ntu@gmail.com

注意事項

• 每一組各拿一份手錶和書 (已放在BIOPAC旁邊)

注意事項

• 收納盒 (每一組可以用兩格)

注意事項

• 下禮拜三(12/04)上課時間地點• 博理館103

• 中午12：20~14：10

• 期末專題進度報告組別(老師會到)• 12/04(三)：1、 5、6 、7

• 12/11(三)：2、3 、4

• 進度報告投影片• 附上實驗數據、成果

• 在報告前一天晚上10點前寄到助教信箱

注意事項

• 進度報告佔總成績5%

• 期末專題報帳費用預計12/11(三)會發給同學

• 若期末專題遇到問題可以來找我討論

• 沒問題的同學可以下課

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