Sistema portàtil d’atenció mèdica mitjançant IOT: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

En el present treball, els sensors estan embolicats

l’abric usable i mesura la temperatura, l’ECG, la posició, la pressió arterial i el BPM de l’usuari i l’envia a través del servidor ThingSpeak. Mostra una representació gràfica de les dades mesurades. La transformació de dades la realitza el controlador principal principal d’Arduino. Quan es mesuren els sensors, Arduino executarà el programa i també s'inserirà la clau de l'API ThingSpeak al programa.

Pas 1: components necessaris

1. Arduino UNO

2. LM75 (sensor de temperatura)

3. AD8232 (sensor ECG)

4. HW01 (sensor de pols)

5. ESP8266 (mòdul Wi-Fi)

6. Fils binaris

7. Cable USB per depurar

8. Bateria de ions de liti de 4 (9v)

9. Impermeable

10. Caixa de cotó (25X25cm)

11. Pistola de cola amb 2 pals.

Pas 2: Connectar LM75 i Arduino

El LM75 participa en el protocol I2C amb Arduino. Per tant, la temperatura és sensible i es convertirà en dades digitals mitjançant el convertidor analògic digital digital de 9 bits delta sigma. A causa de la precisió LM75, s'utilitza per mesurar la temperatura de l'usuari. La resolució del sensor és de 9 bits i té una adreça esclava de 7 bits. per tant, el format de dades és un complement de dos amb l’adreça esclava. La freqüència de funcionament del sensor LM75 és de 400 KHz. El LM75 conté un filtre de pas baix per augmentar la fiabilitat de la comunicació en entorns de soroll.

El pin Arduino A4 i A5 implica una comunicació per interfície de dos cables, de manera que es connectarà al pin SDA i SCL de LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (entrada analògica)

SDA ---- A4 (entrada analògica)

VCC ---- 3,3V

GND ---- GND

Pas 3: connexió entre el mòdul de pols i Arduino

En aquest treball s'utilitza el sensor de pols. El sensor de pols és un sensor Plug and Play ben dissenyat mitjançant el qual l’usuari pot agafar dades de freqüència cardíaca o de pols en viu i alimentar-lo allà on vulgui.

Connecteu el sensor de pols a la placa Arduino Uno de la manera següent: + a + 5V i - a GND S tO A0. Connecteu LCD a la placa Arduino Uno de la següent manera: VSS a + 5V i VDD a GND i RS a 12 i RW a GND i E a D11 i D4 a D5 i D5 a D4 i D6 a D3 i D7 a D2 i A / VSS a + 5V i K / VDD a GND. Connecteu el potenciòmetre de 10K a la pantalla LCD de la següent manera: Dades a v0 i VCC a + 5V. Connecteu el LED a Arduino de la següent manera: LED1 (VERMELL, parpelleig) a D13 i LED2 (VERD, velocitat de difusió) a D8.

Sensor de polsos ------ Arduino

VSS ------ + 5V

GND ------ GND

S ----- A0

Quan el sensor toca la pell, el LED del sensor parpelleja.

Pas 4: connexió entre el sensor ECG i Arduino

El sensor ECG AD8232 té una interfície amb Arduino i els elèctrodes es col·loquen al braç esquerre, al braç dret i a la cama dreta. En això, la conducció de la cama dreta actua com a retroalimentació del circuit. Hi ha tres entrades dels elèctrodes que mesuren l’activitat elèctrica del cor i s’indicarà mitjançant LED. Per reduir el soroll, s’utilitza l’amplificador d’instrumentació (BW: 2 KHz) i s’utilitzen dos filtres de pas alt per reduir els artefactes de moviment i el potencial de la mitja cel·la de l’elèctrode. AD8232 es configura com a configuració de tres elèctrodes.

CONNEXIÓ: l'elèctrode del braç esquerre està connectat + pin IN de l'AD8232 i l'elèctrode del braç dret està connectat al pin IN de l'AD8232 i la retroacció de la cama dreta està connectada al pin RLDFB de l'AD8232. La detecció de cables en aquest sensor és CA o CC. Per a això s'utilitza AC. El pin LO- està connectat al pin analògic (11) d'Arduino i el pin LO + està connectat al pin analògic (10) de l'Arduino i la sortida dels elèctrodes està connectada al pin A1 d'Arduino.

Sensor ECG ------ Arduino

LO- ------ Pin analògic (11)

LO + ------ Pin analògic (10)

Sortida ------ A1

Els elèctrodes col·locats al cos del pacient detecten els petits canvis de potencial electroelèctric a la pell que sorgeixen de la despolarització del múscul cardíac durant el batec cardíac, a diferència d'un ECG triple convencional en què els electrodes es col·loquen a les extremitats i al pit del pacient. En mesurar el senyal ECG, l'interval PR i l'interval QR i la durada de l'amplitud i de la fase varien en condicions anormals. Les anomalies es defineixen a la programació Arduino.

Paràmetres ECG normals Paràmetres ECG anormals

P Wave 0,06-0,11 <0,25 ------------------------------------------- --------- Ones T planes o invertides Isquèmia coronària

Complex QRS <0,12 0,8-1,2 ------------------------------------------- ------- Increment del bloc de sucursals del paquet QRS

Ona T 0,16 <0,5 --------------------------------------------- ------------------ Increment del bloc AV PR

Interval QT 0,36-0,44 -------------------------------------------- --------------- Interval QT curt Hipercalcèmia

Interval PR 0.12-0.20 -------------------------------------------- ------ PR llarg, QRS ample, QT curt Hipercalèmia

mostra les anomalies del senyal d’ECG que s’inclourà a la codificació Arduino i quan es produeixin les anomalies s’enviarà com a missatge d’alerta als números de mòbil en concret. Tenim un fitxer de biblioteca independent que s’inclou al Programa

Pas 5: Interfície del mòdul Wi-Fi i Arduino

El mòdul Wi-Fi ESP8266 és un transceptor sense fils autònom de baix cost que es pot utilitzar per a desenvolupaments IoT de punt final. El mòdul Wi-Fi ESP8266 permet connectivitat a Internet a aplicacions incrustades. Utilitza el protocol de comunicació TCP / UDP per connectar-se amb el servidor / client. Per comunicar-se amb el mòdul Wi-Fi ESP8266, el microcontrolador ha d’utilitzar un conjunt d’ordres AT. El microcontrolador es comunica amb el mòdul Wi-Fi ESP8266-01 mitjançant UART amb una velocitat de transmissió especificada (per defecte 115200).

NOTES:

1. El mòdul Wi-Fi ESP8266 es pot programar mitjançant Arduino IDE i, per fer-ho, heu de fer alguns canvis a l'IDE Arduino. Primer, aneu a Fitxer -> Preferències a l'IDE d'Arduino i a la secció URL del Gestor de taules addicionals. Ara aneu a Eines -> Tauler -> Gestor de taules i cerqueu ESP8266 al camp de cerca. Seleccioneu la comunitat ESP8266 per ESP8266 i feu clic a Instal·la.

2.. El mòdul ESP8266 funciona amb una font d'alimentació de 3,3 V i qualsevol cosa superior a això, com ara 5 V per exemple, matarà el SoC. Per tant, el pin VCC i el pin CH_PD del mòdul ESP8266 ESP-01 estan connectats a un subministrament de 3,3 V.

3. El mòdul Wi-Fi té dos modes de funcionament: el mode de programació i el mode normal. Al mode de programació, podeu carregar el programa o el microprogramari al mòdul ESP8266 i, en mode normal, el programa o el microprogramari carregat funcionarà normalment.

4. Per habilitar el mode de programació, el pin GPIO0 ha d'estar connectat a GND. Al diagrama del circuit, hem connectat un commutador SPDT al pin GPIO0. Si canvieu la palanca de SPDT, l'ESP8266 canviarà entre el mode de programació (GPIO0 està connectat a GND) i el mode normal (GPIO0 actua com a pin GPIO). A més, el RST (Reset) tindrà un paper important en habilitar el mode de programació. El pin RST és un pin LOW actiu i, per tant, està connectat a GND mitjançant un polsador. Per tant, sempre que es prem el botó, es restablirà el mòdul ESP8266.

Connexió:

Els pins RX i TX del mòdul ESP8266 estan connectats als pins RX i TX de la placa Arduino. Com que el SoC ESP8266 no pot tolerar 5V, el pin RX d'Arduino es connecta a través d'un convertidor de nivell format per una resistència d'1KΩ i una resistència de 2.2KΩ.

Mòdul Wi-Fi ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (Normalment obert)

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

TX ---------------- TX d'Arduino

RX ----------------- RX d'Arduino (mitjançant convertidor de nivell)

Després de connectar-vos i configurar:

L'ESP8266 en mode de programació (GPIO0 està connectat a GND), connecta l'Arduino al sistema. Un cop el mòdul ESP8266 estigui engegat, premeu el botó RST i obriu l'IDE Arduino. A les opcions del tauler (Eines -> Tauler), seleccioneu el tauler "ESP8266 genèric". Seleccioneu el número de port adequat a l'IDE. Ara, obriu Blink Sketch i canvieu el pin LED per 2. Aquí, 2 significa pin GPIO2 del mòdul ESP8266. Abans de fer la càrrega, assegureu-vos que GPIO0 està connectat primer a GND i, a continuació, premeu el botó RST. Feu clic al botó de càrrega i el codi trigarà una estona a compilar-se i penjar-se. Podeu veure el progrés a la part inferior de l’IDE. Un cop s'ha carregat correctament el programa, podeu eliminar el GPIO0 de GND. El LED connectat a GPIO2 parpellejarà.

Pas 6: programa

El programa serveix per connectar LM75, mòdul Pulse, sensor ECG i mòdul Wi-Fi a Arduino

Pas 7: Configuració del servidor de ThingSpeak

ThingSpeak és una plataforma d'aplicacions per a. Internet de les coses. És una plataforma oberta amb analítiques MATLAB. ThingSpeak us permet crear una aplicació al voltant de les dades recollides pels sensors. Les funcions de ThingSpeak inclouen: recopilació de dades en temps real, processament de dades, visualitzacions, aplicacions i connectors

Al cor de ThingSpeak hi ha un canal ThingSpeak. S’utilitza un canal per emmagatzemar les dades. Cada canal inclou 8 camps per a qualsevol tipus de dades, 3 camps d'ubicació i 1 camp d'estat. Un cop tingueu un canal ThingSpeak, podeu publicar dades al canal, fer que ThingSpeak processi les dades i, a continuació, demaneu a la vostra aplicació que recuperi les dades.

PASSOS:

1. Creeu un compte a ThingSpeak.

2. Creeu un canal nou i nomeneu-lo.

3. I creeu 3 fitxers i especifiqueu el seu nom per a cada fitxer.

4. Tingueu en compte l'identificador de canal de ThingSpeak.

5. Tingueu en compte la clau API.

6. I mencioneu-lo a Programa per passar les dades de l'ESP8266.

7. Ara es visualitzen les dades obtingudes.

Pas 8: Configuració de la conclusió (maquinari)

La configuració de maquinari del nostre projecte Conté tots els components de maquinari del projecte i s’embalarà i s’inserirà en una capa portàtil perquè els pacients se sentin còmodes. La capa amb sensors la fem nosaltres i proporciona mesura sense errors als usuaris. Les dades biològiques de l’usuari, la informació s’emmagatzema al servidor ThingSpeak per a una anàlisi i un seguiment a llarg termini. És el que implica el projecte del sistema sanitari

CONFIGURACIÓ:

1. Col·loqueu els circuits dins de la caixa de cotó.

2. L'ús de pistola de cola fa que es pugui fixar a la caixa.

3. Connecteu la bateria al VIN d'Arduino al terminal positiu de la bateria i GND d'Arduino al terminal negatiu de la bateria

4. A continuació, fixeu la caixa a l’interior de l’abric amb una pistola de colar.

Un cop establerta la codificació lliure d'errors, el programa s'executa i ja es podrà veure la sortida de Senor en una plataforma com la visualització de sortida d'Arduino i, posteriorment, la informació es transfereix al núvol de ThingSpeak via web i estem disposats a visualitzar-la a tot el món. plataforma. La interfície web es pot desenvolupar per implementar més funcionalitats en visualització, gestió i anàlisi de dades per proporcionar una millor interfície i experiència a l'usuari. Mitjançant la configuració del treball proposat, el metge pot examinar l'estat del pacient 24 * 7 i qualsevol canvi brusc en l'estat del pacient es notifica al metge o al personal paramèdic mitjançant una notificació de brindis. A més, com que la informació és accessible al servidor Thingspeak, es pot comprovar l’estat del pacient remotament des de qualsevol lloc del planeta. A part de veure simplement la informació permeable d’un pacient, podem utilitzar aquesta informació per a una comprensió ràpida i per guarir la salut del pacient pels respectius experts.