Nakasuot na Sistema ng Pangangalagang Pangkalusugan Gamit ang IOT: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Sa kasalukuyang trabaho, ang mga sensor ay nakabalot

ang naisusuot na amerikana at sinusukat nito ang temperatura ng gumagamit, ECG, posisyon, presyon ng dugo at BPM at ipadala ito sa pamamagitan ng ThingSpeak server. Nagpapakita ito ng isang grapikong representasyon ng mga sinusukat na data. Ang pagbabago ng data ay ginaganap ng pangunahing core Controller ng Arduino. Kapag ang mga sensor ay sumusukat Arduino ay tatakbo ang programa at din ThingSpeak API key ay ipinasok sa programa.

Hakbang 1: Mga Component na Nakuha muli

1. Arduino UNO

2. LM75 (Temperatura sensor)

3. AD8232 (ECG Sensor)

4. HW01 (Pulse sensor)

5. ESP8266 (Wi-Fi Module)

6. Mga wire ng binary

7. USB cable para sa pag-debug

8. Lithium ion Battery pack ng 4 (9v)

9. Rain coat

10. Cotton box (25X25cm)

11. Pandikit baril na may 2 sticks.

Hakbang 2: Pagkonekta sa LM75 at Arduino

Ang LM75 ay nagsasangkot sa I2C protocol kasama ang Arduino. Kaya, ang temperatura ay pandama at ito ay i-convert sa digital data gamit ang inbuild 9 bit delta sigma Analog sa digital converter. Dahil sa katumpakan ng LM75 ginagamit ito upang masukat ang temperatura ng gumagamit. Ang resolusyon ng sensor ay 9 bits at mayroon itong 7bit na address ng alipin. kaya, ang format ng data ay pantulong sa dalawa sa address ng alipin. Ang dalas ng operating ng sensor ng LM75 ay 400KHz. Naglalaman ang LM75 ng mababang pass filter upang madagdagan ang pagiging maaasahan ng komunikasyon sa kapaligiran sa ingay.

Ang Arduino pin A4 at A5 ay nagsasangkot sa dalawang komunikasyon sa interface ng wire kaya makakonekta ito sa SDA at SCL pin ng LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (Analog IN)

SDA ---- A4 (Analog IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Hakbang 3: Koneksyon sa Pagitan ng Pulse Module at Arduino

Sa gawaing ito ginagamit ang sensor ng pulso. Ang sensor ng pulso ay isang mahusay na idinisenyo na sensor ng Plug at Play kung saan maaaring tumagal ang gumagamit ng live na rate ng rate ng puso o rate ng pulso at maaari itong pakainin saan man gusto nito.

Ikonekta ang Pulse Sensor sa Arduino Uno Board bilang sumusunod: + sa + 5V at - sa GND S tO A0. Ikonekta ang LCD sa Arduino Uno Board tulad ng sumusunod: VSS sa + 5V at VDD sa GND at RS sa 12 at RW sa GND at E sa D11 at D4 sa D5 at D5 sa D4 at D6 sa D3 at D7 sa D2 at A / VSS sa + 5V at K / VDD sa GND. Ikonekta ang 10K Potentiometer sa LCD bilang sumusunod: Data sa v0 at VCC sa + 5V. Ikonekta ang LED sa Arduino bilang sumusunod: LED1 (RED, blink Pin) sa D13 at LED2 (GREEN, fade Rate) sa D8.

PULSE sensor ------ Arduino

VSS ------ + 5V

GND ------ GND

S ----- A0

Kapag ang sensor ay hinawakan ang balat ang LED sa sensor ay kumurap.

Hakbang 4: Koneksyon sa Pagitan ng ECG Sensor at Arduino

Ang AD8232 ECG sensor ay nag-interfaced sa Arduino at ang mga electrodes ay nakalagay sa Left arm, Right arm at Right leg. Sa ito ang kanang leg drive ay gaganap bilang puna sa circuit. Mayroong tatlong mga input mula sa mga electrodes na sinusukat nito ang aktibidad ng kuryente ng puso at ito ay ipahiwatig ng LED. Upang mabawasan ang ingay ang instrumentation amplifier (BW: 2KHz) ay ginagamit at ginagamit ang dalawang high pass filter upang mabawasan ang mga artifact ng paggalaw at potensyal ng kalahating cell na potensyal. Ang AD8232 ay na-configure bilang tatlong pagsasaayos ng electrode.

CONNECTION: Ang kaliwang braso ng elektrod ay konektado + SA pin ng AD8232 at ang kanang braso ng elektrod ay konektado sa -IN pin ng AD8232 at ang kanang binti ng feedback ay konektado sa RLDFB pin ng AD8232. Humahantong sa pagtuklas sa sensor na ito ay AC o DC. Para sa AC na ito ay ginagamit. Ang LO- pin ay konektado sa Analog pin (11) ng Arduino at ang LO + pin ay konektado sa Analog pin (10) ng Arduino at ang Output mula sa mga electrode ay konektado sa A1 pin ng Arduino.

ECG Sensor ------ Arduino

LO- ------ Analog pin (11)

LO + ------ Analog pin (10)

Output ------ A1

Ang mga Electrode na nakalagay sa katawan ng pasyente ay nakakakita ng maliliit na pagbabago ng potensyal na Electro sa balat na lumabas mula sa kalamnan ng puso na lumalala sa pag-abot ng beat ng puso hindi katulad sa isang maginoo na triple na ECG kung saan may posibilidad na nakalagay ang mga Electrode sa mga pasyente na limbs at dibdib. Sa pagsukat ng senyas ng ECG ang agwat ng PR at agwat ng agwat ng QR at tagal ng amplitude ay iba-iba sa mga abnormal na kondisyon. Ang mga abnormalidad ay tinukoy sa programa ng Arduino.

Mga normal na parameter ng ECG Hindi normal na mga parameter ng ECG

P Wave 0.06-0.11 <0.25 ----------------- --------- Flat o baligtad na T alon Coronary ischemia

QRS Complex <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- Tumaas na bloke ng sangay ng QRS Bundle

T Wave 0.16 <0.5 -------------------------------------------- ------------------ Tumaas na PR AV block

QT Interval 0.36-0.44 -------------------------------------------- ------------- Maikling QT Interval Hypercalcemia

PR Interval 0.12-0.20 -------------------------------------------- ------ Mahabang PR, QRS ang lapad, QT maikling Hyperkalemia

ipinapakita ang mga Abnormalidad sa signal ng ECG na kung saan Ito ay isasama sa pag-coding ng Arduino at kapag nangyari ang mga abnormalidad ay ipapadala ito bilang isang alerto na mensahe sa mga partikular na numero ng mobile. Mayroon kaming magkakahiwalay na file ng library na kasama sa Program

Hakbang 5: Pag-interfacing ng Wi-Fi Module at Arduino

Ang module ng Wi-Fi ng ESP8266 ay mababang gastos nang nakapag-iisa na wireless transceiver na maaaring magamit para sa mga end-point IoT development. Nagbibigay-daan ang module ng Wi-Fi na ESP8266 Wi-Fi sa pagkakakonekta sa internet sa mga naka-embed na application. Gumagamit ito ng TCP / UDP protocol ng komunikasyon upang kumonekta sa server / client. Upang makipag-usap sa module ng Wi-Fi ng ESP8266, kailangang gumamit ang microcontroller ng hanay ng mga AT utos. Nakikipag-usap ang Microcontroller sa module ng Wi-Fi ng ESP8266-01 gamit ang UART na tinukoy na rate ng Baud (Default 115200).

TANDAAN:

1. Ang ESP8266 Wi-Fi Module ay maaaring mai-program gamit ang Arduino IDE at upang magawa iyon kailangan mong gumawa ng ilang pagbabago sa Arduino IDE. Una, pumunta sa File -> Mga Kagustuhan sa Arduino IDE at sa Seksyon ng Mga Karagdagang Mga Boards Manager URL. Ngayon, pumunta sa Tools -> Board -> Boards Manager at hanapin ang ESP8266 sa patlang ng paghahanap. Piliin ang ESP8266 ng Pamayanan ng ESP8266 at mag-click sa I-install.

2.. Gumagana ang MOD8266 Module sa 3.3V Power Supply at anumang mas malaki kaysa rito, tulad ng 5V halimbawa, papatayin ang SoC. Kaya, ang VCC Pin at CH_PD Pin ng ESP8266 ESP-01 Module ay konektado sa isang 3.3V Supply.

3. Ang Wi-Fi Module ay may dalawang mga mode ng pagpapatakbo: Programming Mode at Normal Mode. Sa Programming Mode, maaari mong i-upload ang programa o firmware sa MOD8266 Module at sa Normal Mode, ang na-upload na programa o firmware ay tatakbo nang normal.

4. Upang paganahin ang Programming Mode, ang GPIO0 pin ay dapat na konektado sa GND. Sa circuit diagram, nakakonekta kami sa isang SPDT switch sa GPIO0 pin. Ang pag-toggle ng pingga ng SPDT ay lilipat sa ESP8266 sa pagitan ng Programming mode (ang GPIO0 ay konektado sa GND) at normal mode (ang GPIO0 ay gumaganap bilang isang GPIO Pin). Gayundin, ang RST (I-reset) ay gaganap ng isang mahalagang papel sa pagpapagana ng Programming Mode. Ang RST pin ay isang aktibong LOW pin at samakatuwid, ito ay konektado sa GND sa pamamagitan ng isang Push Button. Kaya, tuwing pinindot ang pindutan, i-reset ang Mod8 ng ESP8266.

Koneksyon:

Ang mga pin ng RX at TX ng Module ng ESP8266 ay konektado sa RX at TX Pins sa Arduino board. Dahil ang ESP8266 SoC ay hindi maaaring tiisin ang 5V, ang RX Pin ng Arduino ay konektado sa pamamagitan ng isang level converter na binubuo ng isang 1KΩ at isang 2.2KΩ Resistor.

Module ng Wi-Fi ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (Karaniwan Bukas)

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

TX ---------------- TX ng Arduino

RX ----------------- RX ng Arduino (Sa pamamagitan ng antas ng converter)

Pagkatapos kumonekta at mai-configure:

Ang ESP8266 sa Programming Mode (GPIO0 ay konektado sa GND), ikonekta ang Arduino sa system. Kapag ang ESP8266 Module ay pinapagana ng ON, Push the RST button at buksan ang Arduino IDE. Sa mga pagpipilian sa Lupon (Mga Tool -> Lupon), piliin ang Lupong "Generic ESP8266". Piliin ang naaangkop na numero ng port sa IDE. Ngayon, buksan ang Blink Sketch at baguhin ang LED Pin sa 2. Dito, nangangahulugang 2 ang GPIO2 pin ng ESP8266 Module. Bago mo ma-hit ang upload siguraduhin na ang GPIO0 ay konektado sa GND muna at pagkatapos ay pindutin ang RST button. Pindutin ang pindutan ng pag-upload at magtatagal ang code upang maipon at ma-upload. Maaari mong makita ang pag-usad sa ilalim ng IDE. Kapag matagumpay na na-upload ang programa, maaari mong alisin ang GPIO0 mula sa GND. Ang LED na konektado sa GPIO2 ay magpikit.

Hakbang 6: Programa

Ang programa ay para sa interfacing LM75, Pulse module, ECG sensor at Wi-Fi module sa Arduino

Hakbang 7: Pag-setup ng ThingSpeak Server

Ang ThingSpeak ay isang platform ng aplikasyon para sa. ang Internet ng Mga Bagay. Ito ay isang bukas na platform na may analytics ng MATLAB. Pinapayagan ka ng ThingSpeak na bumuo ng isang application sa paligid ng data na nakolekta ng mga sensor. Ang mga tampok ng ThingSpeak ay may kasamang: real-time na koleksyon ng data, pagproseso ng data, visualization, apps, at mga plugin

Sa gitna ng ThingSpeak ay isang ThingSpeak Channel. Ginagamit ang isang channel upang maiimbak ang data. Ang bawat channel ay may kasamang 8 mga patlang para sa anumang uri ng data, 3 mga patlang ng lokasyon, at 1 patlang ng katayuan. Kapag mayroon kang isang ThingSpeak channel maaari kang mag-publish ng data sa channel, iproseso ng ThingSpeak ang data, at pagkatapos ay makuha ang iyong aplikasyon ang data.

Mga Hakbang:

1. Lumikha ng isang account sa ThingSpeak.

2. Lumikha ng bagong Channel at pinangalanan ito.

3. At lumikha ng 3 na nai-file at tinukoy ang pangalan nito para sa bawat na-file.

4. Tandaan ang Channel ID ng ThingSpeak.

5. Tandaan ang API key.

6. At banggitin ito sa Program upang maipasa ang data mula sa ESP8266.

7. Ngayon mailarawan ang datos na nakuha.

Hakbang 8: Paglalagay ng Konklusyon (Hardware)

Ang pag-setup ng hardware ng aming proyekto Naglalaman ito ng lahat ng mga bahagi ng hardware ng proyekto at ito ay naka-pack at Isingit sa isang naisusuot na amerikana para sa mga pasyente na komportable. Ang amerikana na may mga sensor ay ginawa namin at nagbibigay ito ng libreng pagsukat sa error sa mga gumagamit. Ang biological data ng gumagamit, Ang impormasyon ay nakaimbak sa ThingSpeak server para sa pangmatagalang pagsusuri at pagsubaybay. Ito ay kung ano ang proyekto na kasangkot sa sistema ng pangangalaga ng kalusugan

SETUP:

1. Ilagay ang mga circuit sa loob ng cotton box.

2. Ang paggamit ng pandikit na baril gawin itong naaayos sa kahon.

3. Ikonekta ang baterya sa VIN ng Arduino sa Positibong terminal ng Baterya at GND ng Arduino sa Negatibong terminal ng Baterya

4. Pagkatapos ayusin ang kahon sa loob ng amerikana gamit ang glue gun.

Kapag ang error free coding ay naitatag pagkatapos ang programa ay naisakatuparan at ang isa ay handa na upang makita ang output ng Senor sa isang platform tulad ng display ng output ng Arduino at kalaunan ang impormasyon ay inililipat sa ThingSpeak Cloud sa pamamagitan ng web at handa na naming mailarawan ito sa mundo platform. Ang web interface ay maaaring binuo para sa pagpapatupad ng higit na pag-andar sa visualization ng data, pamamahala, at pagtatasa upang makapagbigay ng mas mahusay na interface at karanasan sa gumagamit. Sa pamamagitan ng paggamit ng pag-set up ng iminungkahing gawain ang Doctor ay maaaring i-screen ang kondisyon ng pasyente 24 * 7 at ang anumang biglaang pagbabago sa katayuan ng pasyente ay aabisuhan sa Doctor o Paramedical staff sa pamamagitan ng isang toast notification. Ano pa, dahil ang impormasyon ay maa-access sa server ng Thingspeak, ang kalagayan ng pasyente ay maaaring masuri mula sa malayo mula sa anumang lugar sa planeta. Bukod sa simpleng pagtingin sa malaswang impormasyon ng isang pasyente, maaari naming magamit ang impormasyong ito para sa mabilis na pag-unawa at pagalingin ang kalusugan ng pasyente ng kani-kanilang mga dalubhasa.