需求分析1.1功能性需求（1）手環可以隨時采集用戶的身體狀況，記錄步行數，并監測用戶的睡眠狀況。（2）用戶數據可長期保存，隨時提取（3）可根據采集到的用戶數據建立健康模型，實時對用戶提出建議和警告，建議的結果發送到移動端APP（4）對用戶進行有針對性的商品推薦1.2性能需求（1）保密性：手環和移動端APP配對，輸入個人口令才能配對連接查看數據（2）美觀性：手環設計美觀，APP界面清新簡潔（3）易用性：操作難度低，易上手（4）產品安全性：手環防水防震，APP無明顯bug模塊劃分及技術方案2.1感應模塊手環和皮膚接觸的地方有一個金屬感應器，通過“三軸加速度傳感器”運作，測量空間中X軸、Y軸、Z軸的加速度，能夠感應人體在各個方向的振動。當用戶邁步時，單腳著地重心上提，垂直方向呈向上加速度，并向前加速。而手環中的三軸加速器，就是通過人體這樣不同的加速度變化可以繪制出一條正弦曲線。以垂直方向加速度正弦波為例，從波谷到波峰再到波谷就是正常人一個步伐的過程，如此就可以推算出用戶行進的步數。圖1當用戶進入睡眠狀態時，手環使用體動記錄儀監視用戶的微小運動，以系統的計算方式進行累計計算，每2分鐘記錄一次合計值，與此同時的姿勢數據得到記錄。通過計算來判斷睡眠狀態。2.2數據傳輸模塊手環數據的同步主要有三種方式：藍牙，NFC，USB由于使用USB傳輸會增加成本，便利性也難以保證，故不使用USB傳輸藍牙NFCUSB優點應用范圍廣，可操作性強傳輸數據更加快捷可同步大存儲量數據缺點連接識別慢，傳輸速度慢只能傳輸儲存少量數據需要增加硬件體積，硬件成本高操作方式與移動端實現藍牙連接近場信息數據傳輸使用USB連接傳輸數據表12.2.1藍牙傳輸：1主從關系：藍牙技術規定每一對設備之間進行藍牙通訊時，必須一個為主角色，另一為從角色，才能進行通信，通信時，必須由主端進行查找，發起配對，建鏈成功后，雙方即可收發數據。理論上，一個藍牙主端設備，可同時與7個藍牙從端設備進行通訊。一個具備藍牙通訊功能的設備，可以在兩個角色間切換，平時工作在從模式，等待其它主設備來連接，需要時，轉換為主模式，向其它設備發起呼叫。一個藍牙設備以主模式發起呼叫時，需要知道對方的藍牙地址，配對密碼等信息，配對完成后，可直接發起呼叫。2呼叫過程：藍牙主端設備發起呼叫，首先是查找，找出周圍處于可被查找的藍牙設備。主端設備找到從端藍牙設備后，與從端藍牙設備進行配對，此時需要輸入從端設備的PIN碼，也有設備不需要輸入PIN碼。配對完成后，從端藍牙設備會記錄主端設備的信任信息，此時主端即可向從端設備發起呼叫，已配對的設備在下次呼叫時，不再需要重新配對。已配對的設備，做為從端的藍牙耳機也可以發起建鏈請求，但做數據通訊的藍牙模塊一般不發起呼叫。鏈路建立成功后，主從兩端之間即可進行雙向的數據或語音通訊。在通信狀態下，主端和從端設備都可以發起斷鏈，斷開藍牙鏈路。3數據傳輸藍牙數據傳輸應用中，一對一串口數據通訊是最常見的應用之一，藍牙設備在出廠前即提前設好兩個藍牙設備之間的配對信息，主端預存有從端設備的PIN碼、地址等，兩端設備加電即自動建鏈，透明串口傳輸，無需外圍電路干預。一對一應用中從端設備可以設為兩種類型，一是靜默狀態，即只能與指定的主端通信，不被別的藍牙設備查找；二是開發狀態，既可被指定主端查找，也可以被別的藍牙設備查找建鏈。2.2.2NFCNFC終端主要有三種工作模式：1.主動模式在主動模式下NFC終端可以作為一個讀卡器，發出射頻場去識別和讀/寫別的NFC設備信息。2.被動模式這個模式正好和主動模式相反，此時NFC終端則被模擬成一張卡，它只在其他設備發出的射頻場中被動響應，被讀/寫信息。3.雙向模式在此模式下NFC終端雙方都主動發出射頻場來建立點對點的通信。相當于兩個NFC設備都處于主動模式。支持NFC的設備可以在主動或被動模式下交換數據。在被動模式下，啟動NFC通信的設備，也稱為NFC發起設備(主設備)，在整個通信過程中提供射頻場。它可以選擇106kbps、212kbps或424kbps其中一種傳輸速度，將數據發送到另一臺設備。另一臺設備稱為NFC目標設備(從設備)，不必產生射頻場，而使用負載調制技術，即可以相同的速度將數據傳回發起設備。2.3數據存儲模塊通過移動端APP設置手環，顯示手環剩余存儲空間，默認手環數據同步到云端，手環傳送數據到APP保存在移動端本地，同時通過WIFI（移動數據）傳送副本到服務器數據庫。2.4數據分析模塊從數據庫中提取指定數據，使用Hadoop進行數據分析Hadoop的特點(1)擴容能力（Scalable）：能可靠地（reliably）存儲和處理千兆字節（PB）數據。(2)成本低（Economical）：可以通過普通機器組成的服務器群來分發以及處理數據。這些服務器群總計可達數千個節點。(3)高效率（Efficient）：通過分發數據，hadoop可以在數據所在的節點上并行地處理它們，這使得處理非常的快速。(4)可靠性（Reliable）：hadoop能自動地維護數據的多份副本，并且在任務失敗后能自動地重新部署計算任務。Hadoop核心項目HDFS:HadoopDistributedFileSystem分布式文件系統MapReduce：并行計算框架Hadoop架構HDFS架構(1)主從結構?主節點，只有一個:namenode?從節點，有很多個:datanodes(2)namenode負責：管理?接收用戶操作請求，可以實現對文件系統的操作(一般的操作方式有兩種，命令行方式和JavaAPI方式)?維護文件系統的目錄結構(用來對文件進行分類管理)。?管理文件與block之間關系(文件被劃分成了Block，Block屬于哪個文件，以及Block的順序好比電影剪輯)，block與datanode之間關系。(3)datanode負責：存儲?存儲文件?文件被分成block(block一般是以64M來劃分，但每個Block塊所占用的空間是文件實際的空間）存儲在磁盤上，將大數據劃分成相對較小的block塊，這樣可以充分利用磁盤空間，方便管理。?為保證數據安全，文件會有多個副本(就好比配鑰匙，都是為了預防丟失)，這些副本會一塊一塊復制，分別存儲在不同的DataNode上。MapReduce架構(1)主從結構?主節點，只有一個:JobTracker?從節點，有很多個:TaskTrackers(2)JobTracker負責：?接收客戶提交的計算任務?把計算任務分給TaskTrackers執行?監控TaskTracker的執行情況(3)TaskTrackers負責：?執行JobTracker分配的計算任務Hadoop集群的物理分布圖2Hadoop集群這是一個由兩個機架組成的機群，圖中有兩種顏色綠色和黃色，不難看出黃色為主節點，NameNode和JobTracker都獨占一個服務器，只有一個是唯一，綠色為從節點有多個。而上面所說JobTracker、NameNode，DataNode，TaskTracker本質都是Java進程，這些進程進行相互調用來實現各自的功能，而主節點與從節點一般運行在不同的java虛擬機之中，那么他們之間的通信就是跨虛擬機的通信。這些機群上放的都是服務器，服務器本質上就是物理硬件，服務器是主節點還是從節點，主要看是跑的是什么角色或進程，如果上面跑的是Tomcat它就是WEB服務器，跑的是數據庫就是數據庫服務器，所以當服務器上跑的是NameNode或JobTracker是就是主節點，跑的DataNode或TaskTracker就是從節點。

為了實現高速通信，我們一般都使用局域網，在內網中可使用千兆網卡、高頻交換機、光纖等。一個代表客戶機在單個主系統上啟動的MapReduce應用程序稱為JobTracker。類似于NameNode，它是Hadoop集群中惟一負責控制MapReduce應用程序的系統。在應用程序提交之后，將提供包含在HDFS中的輸入和輸出目錄。JobTracker使用文件塊信息（物理量和位置）確定如何創建其他TaskTracker從屬任務。MapReduce應用程序被復制到每個出現輸入文件塊的節點。將為特定節點上的每個文件塊創建一個惟一的從屬任務。每個TaskTracker將狀態和完成信息報告給JobTracker。2.5信息推送模塊將獲得的數據分析之后建立健康模型，通過WIFI（移動數據）與移動端APP進行實時響應，再根據用戶的運動狀態進行建議或警告。手環內置發聲器，可設置推送信息是否實時發聲。當監測到用戶不在運動狀態時，根據用戶的個人狀況推薦健康產品。概要設計所需硬件智能手環是由數據連接模塊運動傳感器、三軸加速度