Sistemi i veshur i kujdesit shëndetësor duke përdorur IOT: 8 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Në punën e tanishme, sensorët janë mbështjellë

veshja e veshshme dhe mat temperaturën e përdoruesit, EKG, pozicionin, presionin e gjakut dhe BPM dhe e dërgon atë përmes serverit ThingSpeak. Ajo shfaq një paraqitje grafike të të dhënave të matura. Transformimi i të dhënave kryhet nga kontrolluesi kryesor kryesor i Arduino. Kur sensorët janë masa, Arduino do të drejtojë programin dhe gjithashtu kyçi API ThingSpeak futet në program.

Hapi 1: Komponentët e kërkuar

1. Arduino UNO

2. LM75 (Sensori i temperaturës)

3. AD8232 (Sensori EKG)

4. HW01 (sensor pulsi)

5. ESP8266 (Moduli Wi-Fi)

6. Tela binarë

7. Kabllo USB për korrigjim

8. Paketa e baterisë me litium jon prej 4 (9v)

9. Pallto shiu

10. Kuti pambuku (25X25cm)

11. Armë ngjitëse me 2 shkopinj.

Hapi 2: Lidhja e LM75 dhe Arduino

LM75 përfshin protokollin I2C me Arduino. Pra, temperatura është shqisat dhe do të shndërrohet në të dhëna dixhitale duke përdorur konvertuesin analog në dixhital të integruar 9 -bitësh delta sigma. Për shkak të saktësisë LM75 përdoret për të matur temperaturën e përdoruesit. Rezolucioni i sensorit është 9 bit dhe ka adresë skllavi 7bit. kështu, formati i të dhënave është plotësues i dy me adresën e skllavit. Frekuenca e funksionimit të sensorit LM75 është 400KHz. LM75 përmban filtër me kalim të ulët për të rritur besueshmërinë e komunikimit në mjedisin e zhurmës.

Pina Arduino A4 dhe A5 përfshin komunikim me ndërfaqe me dy tela kështu që do të lidhet me kunjin SDA dhe SCL të LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (INAL analog)

SDA ---- A4 (Analog IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Hapi 3: Lidhja midis Modulit të Pulsit dhe Arduino

Në këtë punë përdoret sensori i pulsit. Sensori i pulsit është një sensor Plug and Play i dizajnuar mirë përmes të cilit përdoruesi mund të marrë të dhëna të drejtpërdrejta të rrahjeve të zemrës ose të rrahjeve të pulsit dhe mund ta ushqejë atë kudo që dëshiron.

Lidhni Sensorin e Pulsit me Arduino Uno Board si më poshtë: + në + 5V dhe - në GND S tO A0. Lidhni LCD me Arduino Uno Board si më poshtë: VSS në +5V dhe VDD në GND dhe RS në 12 dhe RW në GND dhe E në D11 dhe D4 në D5 dhe D5 në D4 dhe D6 në D3 dhe D7 në D2 dhe A/VSS në +5V dhe K/VDD në GND. Lidhni Potenciometrin 10K me LCD si më poshtë: Të dhënat në v0 dhe VCC në +5V. Lidhni LED me Arduino si më poshtë: LED1 (E KUQ, kunja e ndezjes) në D13 dhe LED2 (E gjelbër, zbehja e vlerës) në D8.

Sensori PULSE ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

Kur sensori prek lëkurën, LED në sensor ndizet.

Hapi 4: Lidhja midis Sensorit EKG dhe Arduino

Sensori EKG AD8232 është i ndërlidhur me Arduino dhe elektrodat vendosen në krahun e majtë, krahun e djathtë dhe këmbën e djathtë. Në këtë, lëvizja e këmbës së djathtë vepron si reagim ndaj qarkut. Ka tre hyrje nga elektrodat që mat aktivitetin elektrik të zemrës dhe do të tregohet me LED. Për të zvogëluar zhurmën, përforcuesi i instrumenteve (BW: 2KHz) përdoret dhe dy filtra me kalim të lartë përdoren për të zvogëluar artefaktet e lëvizjes dhe elektrodojnë potencialin e gjysmës së qelizës. AD8232 është konfiguruar si tre konfigurime elektrodash.

LIDHJA: Elektroda e krahut të majtë është e lidhur +IN pin e AD8232 dhe elektroda e krahut të djathtë është e lidhur me -IN pin të AD8232 dhe reagimi i këmbës së djathtë është i lidhur me pin RLDFB të AD8232. Zbulimi i çon jashtë në këtë sensor është AC ose DC. Për këtë përdoret AC. LO-pin është i lidhur me pinin Analog (11) të Arduino dhe LO+ pin është i lidhur me pin Analog (10) të Arduino dhe dalja nga elektrodat është e lidhur me pin A1 të Arduino.

Sensori EKG ------ Arduino

LO- ------ Kunja analoge (11)

LO+ ------ Kunja analoge (10)

Prodhimi ------ A1

Elektrodat e vendosura në trupin e pacientit zbulojnë ndryshimet e vogla të potencialit Elektro në lëkurë që vijnë nga depolarizimi i muskujve të zemrës gjatë arritjes së rrahjeve të zemrës, ndryshe nga një EKG e trefishuar konvencionale, në të cilën elektrodat vendosen në gjymtyrët dhe gjoksin e pacientëve. Në matjen e sinjalit EKG intervali PR dhe intervali QR dhe kohëzgjatja e amplitudës ndryshon në kushte jonormale. Anomalitë përcaktohen në programimin Arduino.

Parametrat normal të EKG Parametrat jonormal të EKG -së

Vala P 0.06-0.11 <0.25 ---------------------------------------------- --------- Valët T të sheshta ose të përmbysura Ishemi koronare

Kompleksi QRS <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- Rritja e bllokut të degëve të paketës QRS

V T 0.16 <0.5 ------------------------------------------------- ------------------ Rritja e bllokut PR AV

Intervali QT 0.36-0.44 ------------------------------------------------ --------------- Hiperkalcemia me interval të shkurtër QT

Intervali PR 0.12-0.20 ------------------------------------------------ ------ PR e gjatë, QRS e gjerë, QT Hiperkalemia e shkurtër

tregon Anomalitë në sinjalin e EKG -së i cili është Ajo do të përfshihet në kodimin Arduino dhe kur të ndodhin anomalitë do të dërgohen si mesazhe alarmi në numrat e veçantë të celularëve. Ne kemi skedar të veçantë bibliotekar i cili përfshihet në Program

Hapi 5: Ndërfaqja e modulit Wi-Fi dhe Arduino

Moduli Wi-Fi ESP8266 është një transmetues pa tel i pavarur me kosto të ulët që mund të përdoret për zhvillimet IoT të pikës përfundimtare. Moduli Wi-Fi ESP8266 mundëson lidhjen në internet të aplikacioneve të ngulitura. Ai përdor protokollin e komunikimit TCP/UDP për t'u lidhur me serverin/klientin. Për të komunikuar me modulin Wi-Fi ESP8266, mikrokontrolluesi duhet të përdorë një sërë komandash AT. Mikrokontrolluesi komunikon me modulin Wi-Fi ESP8266-01 duke përdorur UART që ka normën Baud të specifikuar (Default 115200).

SHENIMET:

1. Moduli Wi-Fi ESP8266 mund të programohet duke përdorur Arduino IDE dhe për ta bërë këtë ju duhet të bëni disa ndryshime në Arduino IDE. Së pari, shkoni te Skedari -> Preferencat në Arduino IDE dhe në Seksionin e URL -ve të Menaxherit të Bordeve Shtesë. Tani, shkoni te Tools -> Board -> Boards Manager dhe kërkoni për ESP8266 në fushën e kërkimit. Zgjidhni Komunitetin ESP8266 nga ESP8266 dhe klikoni në Instalo.

2. Moduli ESP8266 punon në Furnizim me energji 3.3V dhe çdo gjë më e madhe se kaq, si 5V për shembull, do të vrasë SoC. Pra, VCC Pin dhe CH_PD Pin e ESP8266 ESP-01 Moduli janë të lidhur me një Furnizim 3.3V.

3. Moduli Wi-Fi ka dy mënyra funksionimi: Modaliteti i Programimit dhe Modaliteti Normal. Në Modalitetin e Programimit, mund të ngarkoni programin ose firmuerin në Modulin ESP8266 dhe në Modalitetin Normal, programi ose firmueri i ngarkuar do të funksionojë normalisht.

4. Për të mundësuar Modalitetin e Programimit, kunja GPIO0 duhet të lidhet me GND. Në diagramin e qarkut, ne kemi lidhur një ndërprerës SPDT në pinin GPIO0. Ndryshimi i levës së SPDT do të kalojë ESP8266 midis modalitetit të programimit (GPIO0 është i lidhur me GND) dhe modalitetit normal (GPIO0 vepron si një GPIO Pin). Gjithashtu, RST (Reset) do të luajë një rol të rëndësishëm në aktivizimin e Modalitetit të Programimit. Kunja RST është një kunj LOW aktiv dhe kështu, ajo është e lidhur me GND përmes një butoni Push. Pra, sa herë që shtypet butoni, moduli ESP8266 do të rivendoset.

Lidhje:

Kunjat RX dhe TX të modulit ESP8266 janë të lidhur me kunjat RX dhe TX në bordin Arduino. Meqenëse ESP8266 SoC nuk mund të tolerojë 5V, Pin RX i Arduino është i lidhur përmes një konvertuesi të nivelit të përbërë nga një Rezistor 1KΩ dhe një 2.2KΩ.

Moduli Wi-Fi ------ Arduino

KQV ---------------- 3.3V

GND ---------------- GND

CH_PD ---------------- 3.3V

RST ---------------- GND (Normalisht e hapur)

GPIO0 ---------------- GND

TX ---------------- TX e Arduino

RX ----------------- RX e Arduino (Konvertuesi i nivelit përmes)

Pas lidhjes dhe konfigurimit:

ESP8266 në Modalitetin e Programimit (GPIO0 është i lidhur me GND), lidhni Arduino me sistemin. Pasi Moduli ESP8266 është ndezur, Shtyjeni butonin RST dhe hapni Arduino IDE. Në opsionet e Bordit (Mjetet -> Bordi), zgjidhni Tabelën "Generic ESP8266". Zgjidhni numrin e duhur të portit në IDE. Tani, hapni Blink Sketch dhe ndryshoni LED Pin në 2. Këtu, 2 nënkupton pin GPIO2 të Modulit ESP8266. Para se të godisni ngarkimin, sigurohuni që GPIO0 të jetë i lidhur me GND së pari dhe më pas shtypni butonin RST. Shtypni butonin e ngarkimit dhe kodi do të marrë pak kohë për të përpiluar dhe ngarkuar. Ju mund të shihni përparimin në fund të IDE. Pasi programi të jetë ngarkuar me sukses, mund të hiqni GPIO0 nga GND. LED i lidhur me GPIO2 do të pulsojë.

Hapi 6: Programi

Programi është për ndërlidhjen e LM75, modulit të pulsit, sensorit të EKG-së dhe modulit Wi-Fi në Arduino

Hapi 7: Konfigurimi i serverit ThingSpeak

ThingSpeak është një platformë aplikimi për. interneti i gjërave. Shtë një platformë e hapur me analiza MATLAB. ThingSpeak ju lejon të krijoni një aplikacion rreth të dhënave të mbledhura nga sensorët. Karakteristikat e ThingSpeak përfshijnë: mbledhjen e të dhënave në kohë reale, përpunimin e të dhënave, vizualizimet, aplikacionet dhe shtojcat

Në zemër të ThingSpeak është një Kanal ThingSpeak. Një kanal përdoret për të ruajtur të dhënat. Çdo kanal përfshin 8 fusha për çdo lloj të dhëne, 3 fusha vendndodhjeje dhe 1 fushë statusi. Pasi të keni një kanal ThingSpeak ju mund të publikoni të dhëna në kanal, ta bëni ThingSpeak të përpunojë të dhënat dhe më pas aplikimin tuaj ta tërheqë të dhënat.

HAPAT:

1. Krijoni një llogari në ThingSpeak.

2. Krijoni një kanal të ri dhe emërtojeni atë.

3. Dhe krijoni 3 të regjistruara dhe specifikoni emrin e tij për secilën dosje.

4. Vini re ID -në e kanalit të ThingSpeak.

5. Vini re çelësin API.

6. Dhe përmendeni atë në Program për të kaluar të dhënat nga ESP8266.

7. Tani vizualizoni të dhënat janë marrë.

Hapi 8: Konfigurimi i Konkluzionit (Hardware)

Konfigurimi i harduerit të projektit tonë Ai përmban të gjithë përbërësit harduerikë të projektit dhe do të paketohet dhe futet në një shtresë të veshshme për pacientët të rehatshëm. Pallto me sensorë është bërë nga ne dhe siguron matje pa gabime për përdoruesit. Të dhënat biologjike të përdoruesit, Informacioni ruhet në serverin ThingSpeak për analiza dhe monitorim afatgjatë. Whatshtë projekti i përfshirë në sistemin e kujdesit shëndetësor

SETUP:

1. Vendosni qarqet brenda kutisë së pambukut.

2. Përdorimi i armës së ngjitësit e bën atë të fiksueshëm në kuti.

3. Lidhni baterinë me VIN të Arduino në terminalin pozitiv të baterisë dhe GND të Arduino me terminalin negativ të baterisë

4. Pastaj rregulloni kutinë brenda pallto duke përdorur armë zam.

Pasi të vendoset kodimi pa gabime, programi ekzekutohet dhe dikush do të jetë gati për të parë daljen Senor në një platformë si ekrani i daljes Arduino dhe më vonë informacioni transferohet në ThingSpeak Cloud nëpërmjet internetit dhe ne do të jemi gati ta vizualizojmë atë në botë platformë. Ndërfaqja në internet mund të zhvillohet për zbatimin e më shumë funksionalitetit në vizualizimin, menaxhimin dhe analizën e të dhënave për të siguruar ndërfaqe dhe përvojë më të mirë për përdoruesit. Duke përdorur konfigurimin e punës së propozuar, Mjeku mund të kontrollojë gjendjen e pacientit 24*7 dhe çdo ndryshim i papritur në statusin e pacientit i njoftohet Mjekut ose stafit të Paramedikës përmes një njoftimi dolli. Për më tepër, pasi informacioni është i arritshëm në serverin Thingspeak, gjendja e pacientit mund të kontrollohet nga distanca nga kudo në planet. Përveç thjesht shikimit të informacionit të mëparshëm të një pacienti, ne mund ta përdorim këtë informacion për të kuptuar shpejt dhe për të shëruar shëndetin e pacientit nga ekspertët përkatës.