技術背景
隨著人們生活水平的提升，對健康的關注意識也隨之提高；另外人口結構的老齡化，慢性病發(fā)病率升高，以及新冠疫情持久廣泛的影響，進一步提高了大眾對疾病早期預防、身體數(shù)據(jù)定期自測、慢性病持續(xù)關注等各個層面的重視程度；典型的，比如體溫、血氧、血壓、體重等高頻、普遍使用的自測參數(shù)，在一些醫(yī)療器械和智能手機APP中實現(xiàn)可獨立操作性、實時監(jiān)測性及便捷性；市場上可穿戴式醫(yī)療器械日益種類多樣、形態(tài)各異，根據(jù)功能不同可以分為運動健身類、生活娛樂類、健康醫(yī)療類、遠程控制類、智能開關類、信息資訊類以及多功能穿戴式醫(yī)療器械。
在技術層面近年來，無線通信技術、傳感器、柔性電子、生物遙測、體域網(wǎng)等技術的發(fā)展，可穿戴醫(yī)療器械也早已不局限于智能手環(huán)、智能手表等形式，我國國家藥品監(jiān)督管理局批準上市的醫(yī)療級可穿戴設備有ECG心電信號測量設備、血壓測量設備、血氧測量設備、血糖測量設備；與可穿戴設備兼容的智能手機醫(yī)療保健應用程序越來越多，醫(yī)療服務供應商對無線連接青睞越來越明顯，低功耗藍牙（BLE）由于其低功耗在智能穿戴終端中應用廣泛，智能手表、智能手環(huán)，以及其它智能相關的設備，幾乎都是依靠這個技術與手機進行無線連接和數(shù)據(jù)交互的。另外，低功耗藍牙技術，可以實現(xiàn)短距離通信的最低功耗，這也大大延長可穿戴設備的工作時間。
與國外相比，我國可穿戴式醫(yī)療器械相對于較晚，當前市場上的可穿戴式醫(yī)療器械主要偏向于運動/睡眠監(jiān)測功能，其可長時間與人體接觸，是理想的監(jiān)測設備，具有廣闊的市場空間。隨著我國云計算、大數(shù)據(jù)和5G的高速發(fā)展，醫(yī)療器械可穿戴化必是大勢所趨，可穿戴式醫(yī)療器械必將迎來良好的市場機遇。
然而由于醫(yī)療數(shù)據(jù)具有產(chǎn)品多樣化、平臺差異性和數(shù)據(jù)高密度的特點，所以對數(shù)據(jù)進行有效儲存、交互、傳遞以及跨平臺讀取就十分有必要，通過可穿戴式醫(yī)療器械與醫(yī)療數(shù)據(jù)云平臺相聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互通共享，將采集到的患者數(shù)據(jù)通過云平臺處理，不僅患者自己可以通過云平臺了解相關的診斷結果、治療方案，醫(yī)療機構也同樣可以利用云平臺的數(shù)據(jù)制定治療措施，對患者進行跟蹤和交流。
目前穿戴設備幾乎都兼容三種平臺Android APP， IOS APP， 微信小程序，各自同步實現(xiàn)方式（如圖1）：
1. Android app 基于Android平臺JAVA作為開發(fā)語言構建。藍牙設備數(shù)據(jù)采集需要根據(jù)系統(tǒng)提供的Native BLE SDK 來實現(xiàn) 手機與 外設直接 命令與數(shù)據(jù)交互； 手機獲取到的采集數(shù)據(jù)需要采用JAVA語言來實現(xiàn)后續(xù)處理邏輯； 網(wǎng)絡傳輸，以及傳輸過程中失敗處理 也一并需要考慮在內(nèi) 等上述提供的6個步驟。
2. IOS APP 基于IOS平臺ObjectC作為開發(fā)語言構建。 藍牙設備數(shù)據(jù)采集需要基于IOS藍牙開發(fā)規(guī)范 實現(xiàn)上述提供的6個步驟。 處理流程同Android APP
3. 微信小程序 基于JavaScript語言。 藍牙設備數(shù)據(jù)采集，需要基于微信小程序 提供藍牙API 使用規(guī)范實現(xiàn)上述提供的6個步驟，處理流程同以上兩者 ；
圖1：平臺數(shù)據(jù)采集流程圖
存在如下痛點：
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藍牙交互程序內(nèi)置于用戶APP端
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適配更多開發(fā)平臺， 就需要重復實現(xiàn)上述6個步驟，代碼不具有可移植性和跨平臺能力；
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如果有支持新類型藍牙設備的需求，只能發(fā)布新版APP， 提示用戶升級安裝。藍牙協(xié)議的代碼是打包APP中，這種方式通過代碼靜態(tài)分析工具，容易被破解；用戶即使只使用一款藍牙設備，也需要下載一個龐大的APP 。
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修復bug困難（熱修復），只能通過版本更新（需要用戶介入）才能實現(xiàn)，頻繁更新影響用戶體驗。尤其是 Android平臺由于大量企業(yè)安卓的系統(tǒng)是自身定制，軟件系統(tǒng)之間兼容也存在困難；
總體上來說，由于Android APP/IOS APP平臺和開發(fā)語言的差異，對開發(fā)端和用戶端來說，在系統(tǒng)兼容適配、外接藍牙的安裝更新，以及不同平臺之間的移植都有不同程度的制約。
新技術的功能特點
基于藍牙的智能設備數(shù)據(jù)采集平臺化方案，在三種平臺（Android APP/ IOS APP/微信小程序）使用同一套藍牙設備采集代碼，應具備以下特點：
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藍牙交互及控制程序與用戶APP解耦， 由云端控制
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可移植和跨平臺性：一種藍牙設備同步程序在其中一個平臺開發(fā)、調(diào)試，正常運行，移植到其他平臺依然可以正常運行支持動態(tài)加入新類型藍牙設備，綁定新類型藍牙設備后立即生效。而不是用戶頻繁卸載安裝新版的APP方式
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具備藍牙功能模塊的熱修復能力：一種快速、低成本修復APP缺陷的地方
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解決藍牙協(xié)議靜態(tài)打包在APP， 保護智能設備廠商知識版權
方案的整體架構
經(jīng)過大量調(diào)研，和多種類型藍牙設備接入代碼實戰(zhàn)應用發(fā)現(xiàn)， 三種平臺在接入藍牙設備讀取到的數(shù)據(jù)之后，后面的數(shù)據(jù)處理，算法邏輯是相同，只是在 Native BLE SDK部分差異較大。從這個角度來講，藍牙同步功能可以抽象為：①手機與藍牙設備交互部分；②獲取藍牙數(shù)據(jù)后續(xù)處理。
我們引入中間層設計思想：主要目的屏蔽底層差異性，并給上層提供一致的接口；中間層主要是對上層負責，屏蔽底層無規(guī)則、無協(xié)議、環(huán)境復雜的問題；如果把不同平臺的差異給屏蔽掉，那么上層就可以專注于解決業(yè)務，而不再需要耗費精力去解決差異性。
藍牙同步架構方案有以下三層（如圖2）：
原生層: Native BLE SDK部分：與藍牙設備直接交互，不同平臺實現(xiàn)方式，開發(fā)語言不同，實現(xiàn)方式也可能不同。抽象大致相同藍牙通信能力（如表1）
中間層：用于解耦業(yè)務層與原生層強依賴，屏蔽平臺，語言的差異。位于原生層與業(yè)務層之間，對上層提供統(tǒng)一、一致的JS BLE API
業(yè)務層：處理藍牙數(shù)據(jù)操作，可以認為是對于APP功能中屬于業(yè)務部分，不同類型藍牙設備存在不用數(shù)據(jù)處理規(guī)則. 但是不同平臺同一類型藍牙設備notify數(shù)據(jù)格式是相同的，所以處理邏輯在不同平臺是共用的。 改造之后統(tǒng)一業(yè)務層使用JavaScript語言開發(fā)，運行在JavaScript引擎
表1：實現(xiàn)藍牙常用的API（18個）
圖2：藍牙同步架構方案
可移植和跨平臺的實現(xiàn)
根據(jù)面向?qū)ο笏枷?，Native BLE SDK部分：與藍牙設備直接交互，不同平臺實現(xiàn)方式，開發(fā)語言不同， 實現(xiàn)方式也可能不同；考慮到Native BLE SDK在三種不同平臺實現(xiàn)，藍牙實現(xiàn)方式通過以下三種方式解決：
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Android APP 加入JavaScript引擎，實現(xiàn)Java和JavaScript的相互調(diào)用。并對Android平臺提供支持。 通過JavaScript API接口采用原生平臺JAVA代碼實現(xiàn)藍牙18個API， 對上層提供 JavaScript BLE API
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IOS APP 加入 JavaScriptCore引擎， JavaScriptCore是Safari的JavaScript引擎，在iOS7之后蘋果開放了JavaScriptCore框架，開發(fā)者可以通過其提供的OC接口來使用JavaScriptCore。 通過JavaScriptCore接口采用原生平臺ObjectC實現(xiàn)藍牙18個API， 對上層提供 JavaScript BLE API
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微信小程序運行環(huán)境JavaScript。只需封裝微信提供同Android/IOS相同的JS BLE API即可。僅列舉其中初始化藍牙流程，如圖3：
圖 3 微信小程序 初始化藍牙流程
經(jīng)過以上3種方式，三個平臺業(yè)務代碼都可以運行在各自的 JavaScript引擎中（如圖11）， 通過調(diào)用統(tǒng)一的JS BLE API就可以和藍牙設備進行命令，數(shù)據(jù)交互。只需在任意一個平臺編寫、調(diào)試，之后無需任何變動就可以運行在其他平臺。一種代碼（JavaScript）即可通用，內(nèi)容為：
-> 連接指定設備
-> 連接成功后，發(fā)送交互命令
-> 同步并收集設備通知數(shù)據(jù)
-> 校驗、解析藍牙數(shù)據(jù)協(xié)議
-> 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化業(yè)務數(shù)據(jù)， 業(yè)務數(shù)據(jù)解析，清洗，合并等處理
-> 數(shù)據(jù)上傳云端
藍牙平臺工作流程（如圖4）：
所有支持的藍牙設備類型及其對應藍牙同步程序存儲于后臺服務端， 當用戶綁定對應類型藍牙設備后。動態(tài)獲取藍牙設備程序； 當檢測到同步程序版本發(fā)生變動后重新獲取新的藍牙同步程序。同步程序下發(fā)到APP過程 采用壓縮，動態(tài)加密，傳輸加密，多次校驗客戶端合法性方式保證藍牙協(xié)議安全性。
圖4 藍牙同步數(shù)據(jù)流程
預期收益
基于藍牙的智能設備數(shù)據(jù)采集平臺化方案：
a) 藍牙設備接入效率倍增及平臺高擴展性
b) 明確人員職責，數(shù)據(jù)接入人員與APP研發(fā)可以并行研發(fā)
c) 多平臺只需維護一套代碼，降低開發(fā)后期維護成本， 提升程序穩(wěn)定性
d) 不同設備類型之間同步程序物理隔離，其中一個出現(xiàn)錯誤不影響其他設備正常使用，每個設備都可以自由配置日志信息，方便開發(fā)人員快速定位解決問題
e) 用戶角度，提升用戶體驗。不用經(jīng)常更新APP， 就可以接入新設備，使用新功能
藍牙廠商角度：保護了藍牙協(xié)議安全性，自身知識產(chǎn)權和利益；
結語
這種基于藍牙的智能設備數(shù)據(jù)采集平臺化方案，只需一套JavaScript代碼方案，實現(xiàn)藍牙同步可移植，通用；藍牙同步程序從客戶端靜態(tài)編碼在APP轉(zhuǎn)換為后端控制方式，極大降低了藍牙同步與平臺強耦合，提升擴展能力。同時保證了APP快速適用新設備的能力，以及熱修復能力。支持APP內(nèi)藍牙后臺運行， 解決心電貼等設備數(shù)據(jù)量大場景；
幫助開發(fā)者過濾了平臺差異，以及開發(fā)語言差異方面的顧慮，并且減輕了后期的更新、錯誤修復等方面維護的工作量和成本；另外，不同平臺之間的程序的兼容，穩(wěn)定能更好的提升用戶體驗；減少開發(fā)端和用戶精力投入的基礎上，更好的幫助用戶實現(xiàn)功能和解決不同場景的問題。
作者：京東健康 于震江文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-622296.html
來源：京東云開發(fā)者社區(qū)文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-622296.html
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