ტარებადი ჯანდაცვის სისტემა IOT– ის გამოყენებით: 8 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

წინამდებარე ნაშრომში სენსორები გახვეულია

ტარებადი ქურთუკი და ის ზომავს მომხმარებლის ტემპერატურას, ეკგ -ს, პოზიციას, არტერიულ წნევას და BPM- ს და აგზავნის ThingSpeak სერვერზე. ის აჩვენებს გაზომილი მონაცემების გრაფიკულ გამოსახულებას. მონაცემთა ტრანსფორმაციას ასრულებს Arduino– ს მთავარი ძირითადი კონტროლერი. როდესაც სენსორები ზომავს Arduino აწარმოებს პროგრამას და ასევე ThingSpeak API გასაღები არის ჩასმული პროგრამაში.

ნაბიჯი 1: კომპონენტების გადამოწმება

1. არდუინო გაერო

2. LM75 (ტემპერატურის სენსორი)

3. AD8232 (ეკგ სენსორი)

4. HW01 (პულსის სენსორი)

5. ESP8266 (Wi-Fi მოდული)

6. ორობითი მავთულები

7. USB კაბელი გამართვისთვის

8. ლითიუმ -იონური ბატარეის პაკეტი 4 (9 ვ)

9. წვიმის ქურთუკი

10. ბამბის ყუთი (25X25 სმ)

11. წებოვანი იარაღი 2 ჯოხით.

ნაბიჯი 2: დაკავშირება LM75 და Arduino

LM75 მოიცავს I2C პროტოკოლს Arduino– სთან. ამრიგად, ტემპერატურა შეგრძნებებია და ის ციფრულ მონაცემებად გადაიქცევა ჩამონტაჟებული 9 ბიტიანი დელტა სიგმა ანალოგურ ციფრულ კონვერტორზე. LM75 სიზუსტის გამო იგი გამოიყენება მომხმარებლის ტემპერატურის გასაზომად. სენსორის გარჩევადობაა 9 ბიტი და მას აქვს 7 ბიტიანი მონა მისამართი. ასე რომ, მონაცემთა ფორმატი ორის შეავსებს მონა მისამართს. LM75 სენსორის მუშაობის სიხშირეა 400KHz. LM75 შეიცავს დაბალ გავლის ფილტრს ხმაურის გარემოში საკომუნიკაციო საიმედოობის გასაზრდელად.

Arduino pin A4 და A5 მოიცავს ორ მავთულის ინტერფეისს, ასე რომ ის იქნება დაკავშირებული SDA და SCL pin LM75- თან.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (ანალოგი IN)

SDA ---- A4 (ანალოგი IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

ნაბიჯი 3: კავშირი პულსის მოდულსა და არდუინოს შორის

ამ ნამუშევარში გამოიყენება პულსის სენსორი. პულსის სენსორი არის კარგად შემუშავებული Plug and Play სენსორი, რომლის საშუალებითაც მომხმარებელს შეუძლია მიიღოს ცოცხალი გულისცემის ან პულსის სიხშირის მონაცემები და მიაწოდოს მას სადაც უნდა.

შეაერთეთ პულსის სენსორი Arduino Uno დაფაზე შემდეგნაირად: + + 5V და - GND S tO A0. შეაერთეთ LCD Arduino Uno დაფაზე შემდეგნაირად: VSS to +5V და VDD to GND და RS to 12 and RW to GND and E to D11 and D4 to D5 and D5 to D4 and D6 to D3 and D7 to D2 and A/VSS to +5V და K/VDD to GND. შეაერთეთ 10K პოტენომეტრი LCD- თან შემდეგნაირად: მონაცემები v0 და VCC +5V. შეაერთეთ LED არდუინოსთან შემდეგნაირად: LED1 (წითელი, მოციმციმე Pin) D13 და LED2 (მწვანე, ქრებოდა მაჩვენებელი) D8- მდე.

PULSE სენსორი ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

როდესაც სენსორი ეხება კანზე, სენსორზე LED იჭრება.

ნაბიჯი 4: კავშირი ეკგ სენსორსა და არდუინოს შორის

AD8232 ეკგ სენსორი არის Arduino– სთან და ელექტროდები მოთავსებულია მარცხენა მკლავში, მარჯვენა მკლავში და მარჯვენა ფეხიზე. ამ შემთხვევაში მარჯვენა ფეხის წამყვანი მოქმედებს როგორც უკუკავშირი წრეზე. ელექტროდიდან არის სამი შესასვლელი, რომელიც ზომავს გულის ელექტრულ აქტივობას და ის მითითებული იქნება LED- ით. ხმაურის შესამცირებლად გამოიყენება ინსტრუმენტული გამაძლიერებელი (BW: 2KHz) და ორი მაღალი გამავლობის ფილტრი გამოიყენება მოძრაობის არტეფაქტების შესამცირებლად და ელექტროდიდური უჯრედის ნახევარი პოტენციალის შესამცირებლად. AD8232 არის კონფიგურირებული, როგორც სამი ელექტროდის კონფიგურაცია.

კავშირი: მარცხენა მკლავის ელექტროდი დაკავშირებულია AD8232– ის პინთან +და მარჯვენა ხელის ელექტროდი დაკავშირებულია AD8232 –IN პინთან და მარჯვენა ფეხის უკუკავშირი AD8232– ის RLDFB პინთან. ამ სენსორში გამოვლენა არის AC ან DC. ამისათვის AC გამოიყენება. LO-pin უკავშირდება Arduino– ს ანალოგურ პინს (11) და LO+ pin უკავშირდება Arduino– ს ანალოგიურ პინს (10) და ელექტროდებიდან გამოსვლა უკავშირდება Arduino– ს A1 პინს.

ეკგ სენსორი ------ არდუინო

LO- ------ ანალოგური პინი (11)

LO+ ------ ანალოგური პინი (10)

გამომავალი ------ A1

პაციენტის სხეულზე მოთავსებული ელექტროდები გამოავლენენ კანზე არსებული ელექტრო პოტენციალის მცირე ცვლილებებს, რომლებიც წარმოიქმნება გულის კუნთის დეპოლარიზაციის შედეგად გულისცემის დროს, განსხვავებით ჩვეულებრივი სამმაგი ეკგ -სგან, რომლის დროსაც ელექტროდები მოთავსებულია პაციენტის კიდურებსა და მკერდზე. ეკგ სიგნალის გაზომვისას PR ინტერვალი და QR ინტერვალის ფაზა და ამპლიტუდის ხანგრძლივობა განსხვავებულია არანორმალურ პირობებში. დარღვევები განსაზღვრულია არდუინოს პროგრამირებაში.

ეკგ -ს ნორმალური პარამეტრები ეკგ -ს არანორმალური პარამეტრები

P ტალღა 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- --------- ბრტყელი ან შებრუნებული T ტალღები კორონარული იშემია

QRS კომპლექსი <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- გაიზარდა QRS პაკეტის ფილიალის ბლოკი

T ტალღა 0.16 <0.5 ------------------------------------------------- ------------------ გაიზარდა PR AV ბლოკი

QT ინტერვალი 0.36-0.44 ------------------------------------------------ --------------- მოკლე QT ინტერვალის ჰიპერკალციემია

PR ინტერვალი 0.12-0.20 ------------------------------------------------- ------ ხანგრძლივი PR, QRS ფართო, QT მოკლე ჰიპერკალემია

აჩვენებს ეკგ სიგნალის დარღვევებს, რომელიც არის Arduino– ს კოდირებაში და როდესაც დარღვევები მოხდება, ის გაგზავნილი იქნება შეტყობინების სახით კონკრეტულ მობილურ ნომრებზე. ჩვენ გვაქვს ცალკე ბიბლიოთეკის ფაილი, რომელიც შედის პროგრამაში

ნაბიჯი 5: Wi-Fi მოდულისა და Arduino– სთან დაკავშირება

ESP8266 Wi-Fi მოდული არის დაბალი ღირებულების დამოუკიდებელი უკაბელო გადამცემი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას IoT საბოლოო წერტილის განვითარებისთვის. ESP8266 Wi-Fi მოდული საშუალებას აძლევს ინტერნეტთან დაკავშირებას ჩაშენებულ პროგრამებს. ის იყენებს TCP/UDP საკომუნიკაციო პროტოკოლს სერვერთან/კლიენტთან დასაკავშირებლად. ESP8266 Wi-Fi მოდულთან დასაკავშირებლად, მიკროკონტროლერმა უნდა გამოიყენოს AT ბრძანებების ნაკრები. მიკროკონტროლერი კომუნიკაციას უწევს ESP8266-01 Wi-Fi მოდულთან UART გამოყენებით Baud განაკვეთის მითითებით (ნაგულისხმევი 115200).

შენიშვნები:

1. ESP8266 Wi-Fi მოდულის დაპროგრამება შესაძლებელია Arduino IDE გამოყენებით და ამის გასაკეთებლად თქვენ უნდა შეიტანოთ ცვლილებები Arduino IDE– ში. პირველი, გადადით ფაილზე -> პარამეტრები Arduino IDE– ში და დამატებითი დაფების მენეჯერის URL– ების განყოფილებაში. ახლა, გადადით ინსტრუმენტები -> დაფა -> დაფების მენეჯერი და მოძებნეთ ESP8266 საძიებო ველში. აირჩიეთ ESP8266 by ESP8266 Community და დააწკაპუნეთ ინსტალაციაზე.

2. ESP8266 მოდული მუშაობს 3.3V ელექტრომომარაგებაზე და ყველაფერი იმაზე დიდი, მაგალითად 5V, მაგალითად, მოკლავს SoC- ს. ამრიგად, ECC8266 ESP-01 მოდულის VCC Pin და CH_PD Pin დაკავშირებულია 3.3V მიწოდებასთან.

3. Wi-Fi მოდულს აქვს ორი რეჟიმი: პროგრამირების რეჟიმი და ნორმალური რეჟიმი. პროგრამირების რეჟიმში, თქვენ შეგიძლიათ ატვირთოთ პროგრამა ან firmware ESP8266 მოდულში და ნორმალურ რეჟიმში, ატვირთული პროგრამა ან firmware ნორმალურად იმუშავებს.

4. პროგრამირების რეჟიმის გასააქტიურებლად, GPIO0 პინი უნდა იყოს დაკავშირებული GND– თან. მიკროსქემის დიაგრამაში ჩვენ SPDT გადამრთველი დავუკავშირეთ GPIO0 პინს. SPDT– ის ბერკეტის გადართვით გადავა ESP8266 პროგრამირების რეჟიმს შორის (GPIO0 დაკავშირებულია GND– თან) და ნორმალურ რეჟიმში (GPIO0 მოქმედებს როგორც GPIO Pin). ასევე, RST (გადატვირთვა) მნიშვნელოვან როლს შეასრულებს პროგრამირების რეჟიმის ჩართვაში. RST pin არის აქტიური LOW pin და, შესაბამისად, ის დაკავშირებულია GND– თან Push Button– ის საშუალებით. ასე რომ, ღილაკზე დაჭერისას, ESP8266 მოდული გადატვირთულია.

კავშირი:

ESP8266 მოდულის RX და TX ქინძისთავები დაკავშირებულია Arduino დაფაზე RX და TX ქინძისთავებთან. ვინაიდან ESP8266 SoC ვერ იტანს 5V- ს, Arduino- ს RX პინი დაკავშირებულია დონის გადამყვანის საშუალებით, რომელიც შედგება 1KΩ და 2.2KΩ რეზისტორისგან.

Wi-Fi მოდული ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (ჩვეულებრივ ღიაა)

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

TX ---------------- TX არდუინო

RX ----------------- არდუინოს RX (დონის გადამყვანი)

დაკავშირების და კონფიგურაციის შემდეგ:

ESP8266 პროგრამირების რეჟიმში (GPIO0 დაკავშირებულია GND– თან), დაუკავშირეთ Arduino სისტემას. მას შემდეგ რაც ESP8266 მოდული ჩართულია, დააჭირეთ RST ღილაკს და გახსენით Arduino IDE. დაფის პარამეტრებში (ინსტრუმენტები -> დაფა) აირჩიეთ "Generic ESP8266" დაფა. აირჩიეთ შესაბამისი პორტის ნომერი IDE– ში. ახლა გახსენით მოციმციმე ესკიზი და შეცვალეთ LED პინი 2. აქ, 2 ნიშნავს ESP8266 მოდულის GPIO2 პინს. სანამ ატვირთვას დააჭერთ დარწმუნდით, რომ GPIO0 ჯერ GND- თან არის დაკავშირებული და შემდეგ დააჭირეთ RST ღილაკს. დააჭირეთ ღილაკს ატვირთვის ღილაკს და კოდს დრო დასჭირდება შედგენისა და ატვირთვისთვის. თქვენ ხედავთ პროგრესს IDE– ს ბოლოში. მას შემდეგ, რაც პროგრამა წარმატებით აიტვირთება, შეგიძლიათ ამოიღოთ GPIO0 GND– დან. GPIO2– თან დაკავშირებული შუქნიშანი აციმციმდება.

ნაბიჯი 6: პროგრამა

პროგრამა განკუთვნილია LM75, პულსის მოდულის, ეკგ სენსორის და Wi-Fi მოდულის Arduino– თან დასაკავშირებლად.

ნაბიჯი 7: ThingSpeak სერვერის დაყენება

ThingSpeak არის აპლიკაციის პლატფორმა. ნივთების ინტერნეტი. ეს არის ღია პლატფორმა MATLAB ანალიტიკით. ThingSpeak გაძლევთ საშუალებას შექმნათ პროგრამა სენსორების მიერ შეგროვებული მონაცემების გარშემო. ThingSpeak– ის მახასიათებლებია: მონაცემთა შეგროვება რეალურ დროში, მონაცემთა დამუშავება, ვიზუალიზაცია, აპები და მოდულები

ThingSpeak- ის გულში არის ThingSpeak არხი. არხი გამოიყენება მონაცემების შესანახად. თითოეული არხი მოიცავს 8 ველს ნებისმიერი ტიპის მონაცემისთვის, 3 მდებარეობის ველს და 1 სტატუსის ველს. მას შემდეგ რაც გექნებათ ThingSpeak არხი შეგიძლიათ გამოაქვეყნოთ მონაცემები არხზე, ThingSpeak– ის მონაცემების დამუშავება და შემდეგ თქვენი აპლიკაციისთვის მონაცემების მოპოვება.

ნაბიჯები:

1. შექმენით ანგარიში ThingSpeak– ში.

2. შექმენით ახალი არხი და დაასახელეთ.

3. და შექმენით 3 შეტანილი და მიუთითეთ მისი სახელი თითოეული შევსებისთვის.

4. გაითვალისწინეთ ThingSpeak არხის ID.

5. გაითვალისწინეთ API გასაღები.

6. და აღნიშნეთ პროგრამაში მონაცემების გადაცემა ESP8266– დან.

7. ახლა ვიზუალიზდება მონაცემები მიღებული.

ნაბიჯი 8: დასკვნის დაყენება (აპარატურა)

ჩვენი პროექტის აპარატურის კონფიგურაცია ის შეიცავს პროექტის ყველა აპარატურულ კომპონენტს და ის ჩაფუთული და ჩასმული იქნება მოსახერხებელ პაციენტებში ტარებადი ქურთუკით. სენსორებით დაფარული ქურთუკი დამზადებულია ჩვენ მიერ და ის მომხმარებლებს უზუსტო გაზომვას უზრუნველყოფს. მომხმარებლის ბიოლოგიური მონაცემები, ინფორმაცია ინახება ThingSpeak სერვერზე გრძელვადიანი ანალიზისა და მონიტორინგისთვის. ეს არის ის, რაც პროექტმა ჩართო ჯანდაცვის სისტემაში

ᲐᲬᲧᲝᲑᲐ:

1. მოათავსეთ სქემები ბამბის ყუთში.

2. წებოს იარაღის გამოყენება მას ყუთში აფიქსირებს.

3. აკუმულატორი დაუკავშირეთ Arduino– ს VIN– ს ბატარეის პოზიტიურ ტერმინალთან და Arduino– ს GND ბატარეის უარყოფით ტერმინალთან

4. შემდეგ დააფიქსირეთ ყუთი ქურთუკის შიგნით წებოს იარაღის გამოყენებით.

მას შემდეგ რაც დადგინდება შეცდომის თავისუფალი კოდირება, მაშინ პროგრამა სრულდება და ერთი მზად იქნება დაინახოს Senor გამომუშავება ისეთ პლატფორმაზე, როგორიცაა Arduino გამომავალი ჩვენება და მოგვიანებით ინფორმაცია გადაეცემა ThingSpeak Cloud– ს ვებ – გვერდის საშუალებით და რომ ჩვენ მზად ვიზუალიზებთ მას მსოფლიოში პლატფორმა. ვებ ინტერფეისი შეიძლება შემუშავდეს მონაცემთა ვიზუალიზაციის, მართვისა და ანალიზის მეტი ფუნქციონირების განსახორციელებლად, მომხმარებლისთვის უკეთესი ინტერფეისისა და გამოცდილების უზრუნველსაყოფად. შემოთავაზებული სამუშაოს კონფიგურაციის გამოყენებით ექიმს შეუძლია პაციენტის მდგომარეობის 24*7 შემოწმება და პაციენტის სტატუსის ნებისმიერი მკვეთრი ცვლილება ეცნობება ექიმს ან მედპერსონალს სადღეგრძელოს შეტყობინებით. უფრო მეტიც, რადგანაც ინფორმაცია ხელმისაწვდომია Thingspeak სერვერზე, პაციენტის მდგომარეობის შემოწმება შესაძლებელია დისტანციურად პლანეტის ნებისმიერი ადგილიდან. გარდა იმისა, რომ ჩვენ უბრალოდ ვხედავთ პაციენტის ადრეულ ინფორმაციას, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ეს ინფორმაცია სწრაფი ექსპერტებისათვის და პაციენტის ჯანმრთელობის განკურნებისათვის შესაბამისი ექსპერტების მიერ.