基于Protocol Buffers的眼视光监测系统的设计与实现

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现今我国青少年儿童学习压力较大,且随着科技的发展,青少年儿童接触手机等电子产品的时间和频率大幅上涨。在此情况下,不良的用眼习惯会导致视力疲劳,而长期的视力疲劳容易导致近视等眼科疾病,目前我国青少年儿童近视发病率已高达 80%。若是能实时有效地监测视力疲劳的情况并加以调控,对青少年儿童给出及时的用眼指导,就可以从根源避免近视。目前验光方式主要有人工验光和自动验光设备验光两种,前者操作较慢,后者设备昂贵、系统复杂,无法满足实时监测的需要。本课题主要研究的是面向普通家庭使用的便携式眼视光监测系统。首先对眼视光监测系统进行需求分析,在此基础上,进行系统模块设计,包括无线通信模块、按键控制模块、电源管理模块等;在软硬件数据传输方面,我们选择蓝牙4.0BLE作为本系统的无线通信技术,利用Protocol Buffers解决应用层数据交互过程的安全和扩展问题。本文实现了眼视光监测的主要功能,对系统的功能和性能进行了完整测试,测试结果与预期一致。本文主要工作如下:1、以眼视光监测为基本目的,提出了本系统的设计方案为前端+手机APP,分析需求之后,进行了相应的软硬件设计,实现屈光度测量、查看历史记录、添加用户及交互界面等功能。2、通过对各种无线技术的比较,本文选择蓝牙4.0BLE作为系统的数据传输技术,不仅接入速度快、传输安全而且满足通信距离和带宽要求。3、将Protocol Buffers应用于本设计的应用层数据通信中,提高了数据的安全性,增加了数据格式的灵活性,方便后期升级。4、对眼视光监测设备各模块进行测试,包括蓝牙连接通信模块测试、硬件控制各模块测试、Protocol Buffers的应用测试。通过对设备软硬件进行测试,我们得到了预期的效果,表明针对本设计提出的几个解决方案都是可行的,其中Protocol Buffers不仅适用于本系统,在未来更多的无线设备中都可以采用,有着广泛的应用前景。
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