Кийилүүчү Саламаттыкты сактоо системасы IOT колдонуу: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Азыркы иште сенсорлор оролгон

кийилүүчү пальто жана ал колдонуучунун температурасын, ЭКГсын, позициясын, кан басымын жана BPMди өлчөп, ThingSpeak сервери аркылуу жөнөтөт. Ал ченелген маалыматтардын графикалык түрүн көрсөтөт. Берилиштерди өзгөртүү Arduino негизги контроллери тарабынан жүзөгө ашырылат. Сенсорлор чараларды көргөндө Arduino программаны иштетет, ошондой эле ThingSpeak API ачкычы программага киргизилет.

1 -кадам: Компоненттери талап кылынат

1. Arduino UNO

2. LM75 (Температура сенсору)

3. AD8232 (ЭКГ сенсор)

4. HW01 (Pulse сенсор)

5. ESP8266 (Wi-Fi модулу)

6. Экилик зымдар

7. Мүчүлүштүктөрдү оңдоо үчүн USB кабели

8. Литий -ион Батарея пакети 4 (9v)

9. Жамгыр көйнөк

10. Пахта кутусу (25X25см)

11. 2 таякчасы бар желим мылтык.

2 -кадам: LM75 менен Arduino туташуу

LM75 Arduino менен I2C протоколун камтыйт. Ошентип, температура сезимдүү жана ал санариптик конвертерге 9 биттик дельта сигма аналогунун жардамы менен санариптик маалыматка айланат. Улам LM75 тактык колдонуучунун температурасын өлчөө үчүн колдонулат. Сенсордун чечилиши 9 бит жана анын 7 бит кул дареги бар. Ошентип, маалыматтын форматы кул дареги менен экөөнү толуктайт. LM75 сенсорунун иштөө жыштыгы 400 кГц. LM75 ызы -чуу чөйрөсүндө байланыштын ишенимдүүлүгүн жогорулатуу үчүн төмөн өтүү чыпкасын камтыйт.

Arduino пин A4 жана A5 эки зымдуу интерфейс байланышын камтыйт, андыктан ал LM75тин SDA жана SCL пинине туташат.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (аналогдук IN)

SDA ---- A4 (Аналогдук IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

3 -кадам: Pulse Module менен Arduino ортосундагы байланыш

Бул иште импульс сенсору колдонулат. Импульстук сенсор - бул жакшы иштелип чыккан Plug and Play сенсору, ал аркылуу колдонуучу жүрөктүн кагышын же импульстун ылдамдыгын алат жана каалаган жерине бере алат.

Импульс сенсорун Arduino Uno тактасына төмөнкүдөй туташтырыңыз: + 5V жана - GND S tO A0го. LCDди Arduino Uno Башкармасына төмөнкүдөй туташтырыңыз: VSSтен +5Vга чейин жана VDDден GNDге жана RSтен 12ге жана RWтен GNDге жана Dга D4 менен D4кө D5 менен D5ке D4 жана D6га D3 жана D7ге D2 жана A/VSS ге +5V жана K/VDD GNDге. ЖКга 10К потенциометрди төмөнкүдөй туташтырыңыз: v0 жана VCC үчүн маалыматтар +5В. LEDди Arduino'го төмөнкүдөй туташтырыңыз: LED1 (КЫЗЫЛ, Кирүү пин) D13 жана LED2 (ЖАШЫЛ, өчүү чен) D8ге.

PULSE сенсор ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

Сенсор териге тийгенде, сенсордогу LED жаркырап күйөт.

4 -кадам: ЭКГ сенсору менен Arduino ортосундагы байланыш

AD8232 ЭКГ сенсору Arduino менен туташтырылган жана электроддор сол колго, оң колго жана оң бутка жайгаштырылган. Мында оң буту дискке кайтарым байланыш катары иштейт. Жүрөктүн электрдик активдүүлүгүн өлчөгөн электроддордон үч кирүү бар жана ал LED менен көрсөтүлөт. Ызы -чууну басаңдатуу үчүн приборлордун күчөткүчү (BW: 2KHz) колдонулат жана кыймылдын артефакттарын жана электроддун жарым клеткалык потенциалын төмөндөтүү үчүн эки жогорку өткөрмө чыпкасы колдонулат. AD8232 үч электрод конфигурациясы катары конфигурацияланган.

БАЙЛАНЫШ: Сол кол электрод AD8232'дин +IN пинине жана оң колу электрод AD8232дин -IN пинине, оң буту менен байланыш AD8232нин RLDFB пинине туташкан. Бул сенсордо AC же DC түзүлөт. Бул үчүн AC колдонулат. LO- pin Arduino аналогдук пинге (11) туташкан жана LO+ пин Arduino аналогдук пинге (10) туташкан жана электроддордон Adu pin Arduino туташкан.

ЭКГ сенсор ------ Ардуино

LO- ------ Аналог пин (11)

LO+ ------ Аналогдук пин (10)

Чыгуу ------ A1

Пациенттин денесине жайгаштырылган электроддор теринин электроддук потенциалынын кичине өзгөрүүлөрүн аныктайт, жүрөктүн согушу учурунда деполяризацияланып, жүрөктүн согушу учурунда кадимки үч эселенген ЭКГдан айырмаланып, пациенттердин колу -бутуна жана көкүрөгүнө жайгаштырылган электроддор. ЭКГ сигналын өлчөөдө PR аралыгы жана QR интервалынын фазасы жана амплитудасынын узактыгы анормалдуу шарттарда өзгөрөт. Аномалиялар Arduino программалоодо аныкталган.

ЭКГнын нормалдуу параметрлери ЭКГнын анормалдуу параметрлери

P Wave 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- --------- Жалпак же тескери Т толкундары Коронардык ишемия

QRS комплекси <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- QRS Bundle филиалынын блогунун көбөйүшү

T Wave 0.16 <0.5 --------------------------------------------- ------------------ PR AV блогунун көбөйүшү

QT Interval 0.36-0.44 --------------------------------------------- --------------- QT интервалынын кыска гиперкальциемиясы

PR аралыгы 0.12-0.20 --------------------------------------------- ------ Узак PR, QRS кең, QT кыска Гиперкалиемия

ЭКГ сигналынын аномалияларын көрсөтөт, бул Arduino кодуна кирет жана аномалиялар болгондо ал белгилүү бир мобилдик номерлерге эскертүү катары жөнөтүлөт. Бизде Программада камтылган өзүнчө китепкана файлы бар

5-кадам: Интерфейс Wi-Fi модулу жана Arduino

ESP8266 Wi-Fi модулу IoTдин акыркы чекитин иштеп чыгуу үчүн колдонулушу мүмкүн болгон арзан баалуу зымсыз өткөргүч болуп саналат. ESP8266 Wi-Fi модулу камтылган тиркемелерге интернет байланышын иштетет. Бул сервер/кардар менен байланышуу үчүн TCP/UDP байланыш протоколун колдонот. ESP8266 Wi-Fi модулу менен байланышуу үчүн микроконтроллер AT командаларынын топтомун колдонушу керек. Микроконтроллер ESP8266-01 Wi-Fi модулу менен UARTди колдонуп, Baud ченин колдонот (Default 115200).

ЭСКЕРТҮҮЛӨР:

1. ESP8266 Wi-Fi модулу Arduino IDEнин жардамы менен программаланышы мүмкүн жана бул үчүн сиз Arduino IDEге бир нече өзгөртүүлөрдү киргизишиңиз керек. Биринчиден, Arduino IDEдеги Файл -> Тандоолорго жана Кошумча такталар менеджеринин URL'дери бөлүмүнө өтүңүз. Эми, Tools -> Board -> Boards Managerге өтүп, издөө талаасынан ESP8266 издеңиз. ESP8266 жамаатынын ESP8266 тандап, Орнотууну чыкылдатыңыз.

2.. ESP8266 модулу 3.3V электр менен камсыздоодо иштейт жана андан чоңураак нерсе, мисалы 5В сыяктуу, SoCти өлтүрөт. Ошентип, ESP8266 ESP-01 модулунун VCC пини жана CH_PD пин 3.3V жабдууга туташкан.

3. Wi-Fi модулу иштөөнүн эки режимине ээ: программалоо режими жана кадимки режим. Программалоо режиминде, сиз программаны же программаны ESP8266 модулуна жүктөй аласыз жана Жөнөкөй режимде, жүктөлгөн программа же программалык камсыздоо кадимкидей иштейт.

4. Программалоо режимин иштетүү үчүн GPIO0 пин GNDге туташышы керек. Райондук диаграммада биз SPIO которуусун GPIO0 пинине туташтырдык. SPDT рычагын которуштуруу ESP8266ны Программалоо режимине (GPIO0 GND менен туташкан) жана кадимки режимге (GPIO0 GPIO Пининин ролун аткарат) которот. Ошондой эле, RST (баштапкы абалга келтирүү) программалоо режимин иштетүүдө маанилүү ролду ойнойт. RST пин - бул активдүү LOW пини, демек ал GND баскыч аркылуу туташат. Ошентип, качан баскыч басылганда, ESP8266 модулу баштапкы абалга келтирилет.

Туташуу:

ESP8266 модулунун RX жана TX казыктары Arduino тактасындагы RX жана TX казыктарына туташкан. ESP8266 SoC 5Vга чыдай албагандыктан, Arduino RX Pin 1KΩ жана 2.2KΩ Resistor түзгөн деңгээл конвертери аркылуу туташкан.

Wi-Fi модулу ------ Arduino

VCC ---------------- 3.3V

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

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

RST ---------------- GND (Адатта ачык)

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

TX ---------------- TX Arduino

RX ----------------- RX Arduino (Даража конвертору аркылуу)

Туташкандан жана конфигурациялангандан кийин:

Программалоо режиминдеги ESP8266 (GPIO0 GNDге туташкан), Arduino системага туташат. ESP8266 модулу күйгүзүлгөндөн кийин, RST баскычын басып, Arduino IDEди ачыңыз. Башкармалыктын параметрлеринен (Куралдар -> Такта), "Generic ESP8266" тактасын тандаңыз. IDEден тиешелүү порт номерин тандаңыз. Эми, Blink Sketchти ачып, LED Пинди 2ге өзгөртүңүз. Бул жерде 2 ESP8266 модулунун GPIO2 төөнөгүчүн билдирет. Жүктөөнү басуудан мурун, GPIO0 биринчи GNDге туташканын текшерип, анан RST баскычын басыңыз. Жүктөө баскычын басыңыз жана кодду түзүү жана жүктөө үчүн бир аз убакыт кетет. Сиз IDEдин ылдый жагындагы прогрессти көрө аласыз. Программа ийгиликтүү жүктөлгөндөн кийин, GPIO0ду GNDден алып салсаңыз болот. GPIO2ге туташкан LED жаркырайт.

6 -кадам: Программа

Программа LM75, Pulse модулу, ЭКГ сенсору жана Wi-Fi модулун Arduino менен байланыштырууга арналган

7 -кадам: ThingSpeak Server Setup

ThingSpeak - бул колдонмо платформасы. нерселердин Интернети. Бул MATLAB аналитикасы бар ачык платформа. ThingSpeak сенсорлор чогулткан маалыматтын айланасында тиркеме түзүүгө мүмкүндүк берет. ThingSpeakтин өзгөчөлүктөрү төмөнкүлөрдү камтыйт: реалдуу убакытта маалыматтарды чогултуу, маалыматтарды иштетүү, визуалдаштыруу, колдонмолор жана плагиндер

ThingSpeakтин жүрөгүндө ThingSpeak каналы турат. Канал маалыматтарды сактоо үчүн колдонулат. Ар бир канал маалыматтын ар кандай түрү үчүн 8 талааны, 3 жайгашуу талаасын жана 1 абал талаасын камтыйт. ThingSpeak каналы болгондон кийин, сиз маалыматты каналга жарыялай аласыз, маалыматты ThingSpeak иштете аласыз, андан кийин сиздин колдонмо бул маалыматты ала алат.

КАДАМДАР:

1. ThingSpeakте каттоо эсебин түзүңүз.

2. Жаңы Канал түзүп, анын атын бергиле.

3. Жана 3 берилген жана ар бир берилген үчүн анын атын көрсөткөн түзүү.

4. ThingSpeak каналынын идентификаторуна көңүл буруңуз.

5. API ачкычына көңүл буруңуз.

6. ESP8266дан маалыматтарды өткөрүү үчүн Программада бул жөнүндө айт.

7. Эми визуалдаштыруу маалыматы алынат.

8 -кадам: Корутунду орнотуу (Аппараттык)

Биздин долбоордун аппараттык түзүлүшү Ал долбоордун бардык аппараттык компоненттерин камтыйт жана ал пациенттер үчүн ыңгайлуу кийилүүчү пальтого салынып салынат. Сенсорлору бар пальто биз тарабынан даярдалган жана колдонуучуларга катасыз өлчөөнү камсыздайт. Колдонуучунун биологиялык маалыматтары, маалымат ThingSpeak серверинде узак мөөнөттүү талдоо жана мониторинг үчүн сакталат. Бул долбоор саламаттык сактоо системасына тартылган нерсе

ЖАЙГАШУУ:

1. Пахта кутусунун ичине микросхемаларды коюңуз.

2. клей тапанча колдонуу аны кутуга fixable кылат.

3. Батареяны Arduino VIN'ине Батареянын оң терминалына жана Arduino GNDге Батарейканын терс терминалына туташтырыңыз

4. Андан кийин клей пистолетин колдонуп пальтонун ичине кутучаны бекитиңиз.

Катасыз коддоо орнотулгандан кийин, программа ишке ашат жана сенатордун чыгармасын Arduino чыгаруу дисплейи сыяктуу платформада көрүүгө даяр болот, кийинчерээк маалымат ThingSpeak Cloudга интернет аркылуу өткөрүлөт жана биз аны дүйнөдө элестетүүгө даярбыз. платформа. Веб интерфейси колдонуучуга жакшыраак интерфейс жана тажрыйба менен камсыз кылуу үчүн маалыматтарды визуалдаштыруу, башкаруу жана анализде көбүрөөк функцияларды ишке ашыруу үчүн иштелип чыгышы мүмкүн. Сунушталган иштин орнотуусун колдонуу менен, доктор 24*7 бейтаптын абалын текшере алат жана пациенттин абалындагы ар кандай кескин өзгөрүүлөр доктурга же фельдшердик кызматкерлерге тост кабарлоо аркылуу билдирилет. Мындан тышкары, маалымат Thingspeak серверинде жеткиликтүү болгондуктан, пациенттин абалын планетанын каалаган жеринен алыстан текшерүүгө болот. Бейтаптын мурунку маалыматын көрүүдөн тышкары, биз бул маалыматты тез арада түшүнүү жана пациенттин ден соолугун тиешелүү эксперттер тарабынан айыктыруу үчүн колдоно алабыз.