1. 研究目的与意义
一、内容 1、理论学习 （1）了解中医拔罐的主要原理、工作流程等； （2）学习智能硬件开发相关技术（如树莓派、Arduino）。 2、系统开发 （1）功能要求：中医拔罐装置的软硬件设计，实现多模式拔罐以及罐内环境参数的获取；拔罐过程采用罐体按钮和手机端控制。具体功能如下： a) 利用相关传感器采集药罐体内的环境参数如温湿度等； b) 将采集到的数据通过蓝牙或WiFi传输给手机； c) 手机可远程控制拔罐器工作（工作模式切换、罐内信息查看、数据可视化展示 等）。 （2）性能要求：界面简洁，功能便捷，保证整个系统的稳定性。 3、论文撰写 参照《计算机科学与技术专业毕业设计（论文）资料汇编》相关规定。 二、意义 （1）拔罐作为一种简、效、易、廉的中医疗法，越来越受到大众的欢迎。传统拔罐器主要分为火罐和抽气罐两大类，其中火罐是最原始的拔罐器，通多负压和火罐热力达到治病的效果，但使用火罐非常考验操作人员技术，稍有不慎便会造成烫伤烧伤。抽气罐不适用明火，避免了烫伤烧伤的风险，但是它不能提供热量，疗效上会大打折扣。本作品在系统分析拔罐原理的基础上，结合现代智能软硬件开发的相关技术，设计了一种全新的智能拔罐器。 （2）通过完成这个项目，我不仅学会了基于Arduino的相关硬件知识，也学会了基于Android的手机端的软件设计，并将两者结合起来，将理论运用到实践。最重要的是学会了发现问题和解决问题。 |
2. 文献综述
一、背景 在我国，拔罐疗法的运用至少有两千多年的历史，治疗疾病谱也从外科吸毒拔脓扩展到治疗各部位软组织损伤疼痛及其他各科疾病。随着现代软硬件设施的发展、互联网 的概念深入人心，许多智能设备的发明专利应运而生，在这基础上，简要评析总体研究现状，吸取优势设计与技术，并发现现在所存在的问题，为进一步研究改进做铺垫。 二、拔罐器的研究 吕双双[1]从拔罐的起源、发展、原理、前景展望等方面介绍了拔罐器的各个方面，认为拔罐越来越受到人们的追捧，拔罐市场会越来越大。所以本课题很有研究意义。 三、拔罐器的罐体设计研究 刘豫章[2]将拔罐器设计为分罐式，下罐用于形成负压，上罐用于放置智能器件，上下两罐用螺纹加以连接。该方案既能保证拔罐器能形成负压，并且能将元器件与与负压腔隔离，既保证负压腔的气密性，又保护了元器件。但是此拔罐器模式单一，没有用户自定义模式的功能，进一步改进可增强用户体验。 刘于肇[3]将智能装置模块化设计并进行相应的连接。将智能装置所要实现的各种功能先进行模块划分，再将各模块逐个解决。 四、智能硬件选择的研究 张小珊,李龙江[4]设计的智能拔罐器中涉及的智能设备包括压力传感器、电磁逆止阀、真空泵、蓄电池、温度传感器。通过这些智能硬件实现采集图像、温度、压力信息，改变拔罐器中温度、压力的功能。能解决现有技术中压力不可控以及温度不可控造成的皮肤损伤和治疗效果差的问题，此外该发明还有控制方便、控制精确的优点。本课题借鉴以上用到的传感器选取了较为合适的元器件。 五、基于Arduino开发的研究 蔡睿妍[5]详细介绍了Arduino的功能特点、基本结构、并通过LEO控制电路的实例应用给出了具体的使用方法。Arduino系统是基于单片机开发的, 并且大量应用通用和标准的电子元器件, 包括硬件和软件在内的整个设计, 代码均采用开源方式发布。Arduino主要有成本低廉、使用方便简单的特点，这也是本课题使用Arduino作为开发板的主要原因。 谭尚伟[6]基于Arduino平台的多功能智能小车的设计主要以Arduino单片机为核心，通过HC-06蓝牙系统对Arduino单片机的反馈，从而达到对小车通信行动的智能控制，再通过微控制处理器进行对于数据的分析处理，从而控制电动机的主驱动，以实现智能类小车的蓝牙遥控、超声波避障等智能化控制。 六、基于Android和java开发的研究 《Android从入门到精通》[8]的内容包括Android快速入门、Android模拟器与常用命令、用户界面设计、高级用户界面设计、基本程序单元Activity、Android应用核心Intent、Android事件处理、资源访问、图形图像处理技术、多媒体应用开发、ContentProvider实现数据共享线程与消息处理、Service应用、网络编程及Internet应用和基于Android的家庭理财通。 《轻量级Java EE企业应用实战(第4版)》[7]深入介绍java及其领域三个框架struts、spring、hibernate的相关知识。 七、Android手机对Arduino电子原型平台的蓝牙控制研究 杨寅,苏彬[9].蓝牙控制原理:数据通信的实现基于蓝牙协议簇中的SDP协议和RF-COMM协议来实现的，蓝牙协议主要包括两大类（控制栈协议与主机栈协议），分别用于管理和访问无线接口以及处理高级数据。SDP是蓝牙协议体系的核心，是全部功能的基础。在蓝牙通信过程中，客户端只能通过SDP协议所提供的数据流在各设备的蓝牙模块之间建立可靠的连接，并实现数据传输与控制功能。蓝牙连接过程：设备初始化并获取已有记录、搜索与获取信息、设备的连接与配对、管理连接。 胡成[11]基于Android系统, 对低功耗蓝牙技术协议栈、以及开发流程进行了研究分析, 从而在Android系统上实现低功耗蓝牙主从设备的通讯。未来基于Android操作系统的智能可穿戴设备具有巨大的市场前景, 低功耗蓝牙技术也将会有广阔的发展前景。 八、总结 通过对以上文献、专利的研读，对我启发很大，对我课题的完成有许多帮助，当然他们也有许多不足之处，这真是我需要去改进的地方，具体方面如下所示： 1. 了解了拔罐的原理，知道了拔罐所需的必要环境以及传统拔罐器的不足之处，方便了本课题的优化方向。 2. 考虑到节约成本和空间，拔罐器的罐体设计还有待优化。 3. 如今智能拔罐器的功能还比较局限， 可以采用更多硬件设备，实现更多的有益功能。 4. 如今的移动设备应用广泛，尤其是基于Android系统的移动设备，实现移动端对拔罐器进行控制更便民、流行。 5. 如今的智能设备只含控制、显示功能，未把各项数据存储起来，这些数据很有研究和参考价值，应该将数据实时存储起来。 参考文献 [1]. 吕双双. 拔罐疗法的历史源流探究[D].黑龙江中医药大学,2015. [2]. 刘豫章. 一种多功能智能数字拔罐器[P]. 广东：CN206621590U,2017-11-10. [3]. 刘于肇. 望眼循经定位治疗脑梗塞的智能装置[P]. 广东：CN202355399U,2012-08-01. [4]. 张小珊,李龙江. 一种智能拔罐器及其使用方法[P]. 贵州：CN105833367A,2016-08-10. [5]. 蔡睿妍.Arduino的原理及应用[J].电子设计工程,2012,20(16):155-157. [6]. 谭尚伟.基于Arduino平台的多功能智能小车的设计研究[J].山东工业技术,2018(15):134 131. [7]. 李刚. 轻量级Java EE企业应用实战(第4版)[M]. 北京：电子工业出版社.2014年10月. [8]. 明日科技. Android从入门到精通[M]. 北京：清华大学出版社,2016年10月. [9]. 杨寅,苏彬.Android手机对Arduino电子原型平台的蓝牙控制机制研究[J].太原学院学报(自然科学版),2017,35(04):58-61. [10]. 黄振兴. 中学生创客活动的设计研究[D].广西师范大学,2018. [11]. 胡成.基于Android系统的低功耗蓝牙技术[J].电子技术与软件工程,2018(16):45. |
3. 设计方案和技术路线
一、设计方案 1.手机与拔罐装置互连 2.拔罐器控制模块 二、技术路线 |
4. 工作计划
1月5日1月31日：收集资料、基础知识学习 2月1日2月7日：需求分析 2月8日2月28日：概要设计、论文书写 3月1日3月31日：硬件设计、论文书写 4月1日4月31日：软件设计并实现交互、论文书写 5月1日答辩：完善程序、论文、准备答辩 |
5. 难点与创新点
1. 罐体设计既保证型号多样，又极大的削减成本。 2. 通过手机交互控制、安全方便。 3. 罐内环境指数（温度、气压）随时可视可控。 4. 拔罐模式多样，可根据用户自身体质自主调控拔罐模式、拔罐强度、拔罐时长等。 5. 用户拔罐过程数据都存于数据库，方便用户对自己拔罐效果进行评估、对比。 |
