Drabare gesondheidsorgstelsel met IOT: 8 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

In die huidige werk is die sensors toegedraai

die draagbare jas en dit meet die gebruiker se temperatuur, EKG, posisie, bloeddruk en BPM en stuur dit deur die ThingSpeak -bediener. Dit toon 'n grafiese voorstelling van die gemete data. Die datatransformasie word uitgevoer deur die belangrikste kernbeheerder van Arduino. As die sensors meet, sal Arduino die program uitvoer, en ook die ThingSpeak API -sleutel word in die program ingevoeg.

Stap 1: Komponente word aangevra

1. Arduino UNO

2. LM75 (Temperatuursensor)

3. AD8232 (EKG -sensor)

4. HW01 (polssensor)

5. ESP8266 (Wi-Fi-module)

6. Binêre drade

7. USB -kabel vir ontfouting

8. Litiumioonbattery van 4 (9v)

9. Reënjas

10. Katoen boks (25X25cm)

11. Plak pistool met 2 stokke.

Stap 2: Verbind LM75 en Arduino

Die LM75 behels die I2C -protokol met Arduino. Die temperatuur is dus sintuie en dit word omgeskakel in digitale data met behulp van die ingeboude 9 -bis delta sigma analoog na digitale omskakelaar. Vanweë die akkuraatheid van LM75 word dit gebruik om die temperatuur van die gebruiker te meet. Die resolusie van die sensor is 9 bis en het 'n 7 -bits slawe -adres. die dataformaat is dus 'n aanvulling van twee met slawe -adres. Die werkfrekwensie van die LM75 -sensor is 400KHz. Die LM75 bevat 'n laagdeurlaatfilter om die kommunikasiebetroubaarheid in die geraasomgewing te verhoog.

Die Arduino -pen A4 en A5 behels tweedraads koppelvlak -kommunikasie, sodat dit gekoppel sal word aan die SDA- en SCL -pen van LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (analoog IN)

SDA ---- A4 (analoog IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Stap 3: Verbinding tussen Pulsmodule en Arduino

In hierdie werk word die polssensor gebruik. Pulssensor is 'n goed ontwerpte Plug and Play -sensor waardeur gebruikers lewendige hartklop- of polsslagdata kan neem en dit kan voer waar dit wil.

Koppel die polssensor soos volg op die Arduino Uno -bord: + tot + 5V en - na GND S tO A0. Koppel die LCD na die Arduino Uno Board soos volg: VSS na +5V en VDD na GND en RS na 12 en RW na GND en E na D11 en D4 na D5 en D5 na D4 en D6 na D3 en D7 na D2 en A/VSS na +5V en K/VDD na GND. Koppel 10K Potentiometer soos volg aan die LCD: Data na v0 en VCC tot +5V. Koppel die LED aan die Arduino soos volg: LED1 (ROOI, knipperpen) na D13 en LED2 (GROEN, vervaagsnelheid) na D8.

PULSSENSOR ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

As die sensor aan die vel raak, knip die LED op die sensor.

Stap 4: Verbinding tussen EKG -sensor en Arduino

Die AD8232 EKG -sensor het 'n koppelvlak met Arduino en die elektrodes word aan die linkerarm, regterarm en regterbeen geplaas. Hierin dien die regterbeenaandrywing as terugvoer na die stroombaan. Daar is drie insette van die elektrodes, dit meet die elektriese aktiwiteit van die hart, en dit sal met LED aangedui word. Om die geraas te verminder, word die instrumentasieversterker (BW: 2KHz) gebruik en twee hoëpasfilters word gebruik om die bewegingsartefakte en die elektrodes halfselpotensiaal te verminder. AD8232 is opgestel as drie elektrode -konfigurasies.

VERBINDING: Die linkerarmelektrode is gekoppel +IN -pen van AD8232 en regterarmelektrode is gekoppel aan -IN -pen van AD8232 en terugvoering van regterbeen is gekoppel aan RLDFB -pen van AD8232. Afleidingsopsporing in hierdie sensor is wisselstroom of gelykstroom. Hiervoor word AC gebruik. LO-pen is gekoppel aan die analoog pen (11) van Arduino en LO+ pen is gekoppel aan analoog pen (10) van die Arduino en uitset vanaf die elektrodes is gekoppel aan A1 pen van Arduino.

EKG-sensor ------ Arduino

LO- ------ Analoog pen (11)

LO+ ------ Analoog pen (10)

Uitset ------ A1

Die elektrodes wat by die pasiënt se liggaam geplaas word, bespeur die klein veranderinge in die elektropotensiaal op die vel wat ontstaan as gevolg van die depolarisering van die hartspier tydens 'n bereikende hartklop, anders as in 'n konvensionele drievoudige EKG, waarin elektrodes op die ledemate en bors van die pasiënt geplaas word. By die meting van die EKG -sein wissel die PR -interval en die QR -intervalfase en amplitude -duur in abnormale toestande. Die afwykings word gedefinieer in die Arduino -programmering.

Normale EKG parameters Abnormale EKG parameters

P Wave 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- --------- Plat of omgekeerde T-golwe Koronêre ischemie

QRS-kompleks <0,12 0,8-1,2 ------------------------------------------- ------- Verhoogde QRS Bundel-takblok

T Wave 0.16 <0.5 --------------------------------------------- ------------------ Verhoogde PR AV-blok

QT-interval 0.36-0.44 --------------------------------------------- --------------- Kort QT-interval hiperkalsemie

PR Interval 0.12-0.20 --------------------------------------------- ------ Lang PR, QRS wyd, QT kort Hiperkalemie

toon die afwykings in die EKG -sein: dit word ingesluit in die Arduino -kodering, en as die afwykings voorkom, word dit as 'n waarskuwingsboodskap na die spesifieke selfoonnommers gestuur. Ons het 'n aparte biblioteeklêer wat by die program ingesluit is

Stap 5: Verbind Wi-Fi-module en Arduino

ESP8266 Wi-Fi-module is 'n goedkoop, selfstandige draadlose transceiver wat gebruik kan word vir eindpunt-IoT-ontwikkelings. ESP8266 Wi-Fi-module maak internetverbinding moontlik vir ingebedde toepassings. Dit gebruik TCP/UDP -kommunikasieprotokol om met die bediener/kliënt te skakel. Om met die ESP8266 Wi-Fi-module te kommunikeer, moet die mikrobeheerder 'n stel AT-opdragte gebruik. Mikrokontroleerder kommunikeer met die ESP8266-01 Wi-Fi-module met behulp van UART met 'n gespesifiseerde baudrate (standaard 115200).

NOTAS:

1. Die ESP8266 Wi-Fi-module kan met Arduino IDE geprogrammeer word, en om dit te kan doen, moet u 'n paar veranderinge aan die Arduino IDE aanbring. Gaan eers na File -> Preferences in die Arduino IDE en in die afdeling Extra URL's Manager. Gaan nou na Tools -> Board -> Boards Manager en soek na ESP8266 in die soekveld. Kies die ESP8266 deur ESP8266 -gemeenskap en klik op Installeer.

2.. Die ESP8266 -module werk op 3.3V -kragtoevoer, en alles wat groter is, soos 5V, sal byvoorbeeld die SoC doodmaak. Die VCC-pen en CH_PD-pen van die ESP8266 ESP-01-module is dus gekoppel aan 'n 3.3V-voeding.

3. Die Wi-Fi-module het twee werkswyses: die programmeermodus en die normale modus. In die programmeermodus kan u die program of firmware na die ESP8266 -module oplaai, en in die normale modus sal die opgelaaide program of firmware normaalweg loop.

4. Om die programmeermodus te aktiveer, moet die GPIO0 -pen aan GND gekoppel word. In die kringdiagram het ons 'n SPDT -skakelaar aan die GPIO0 -pen gekoppel. Deur die hefboom van SPDT te skakel, skakel die ESP8266 tussen die programmeermodus (GPIO0 is gekoppel aan GND) en die normale modus (GPIO0 dien as 'n GPIO -pen). Die RST (Reset) speel ook 'n belangrike rol in die moontlikheid van programmeermodus. Die RST -pen is 'n aktiewe LOW -pen, en dit is dus met 'n drukknoppie verbind met GND. Dus, wanneer die knoppie ingedruk word, sal die ESP8266 -module herstel word.

Verbinding:

Die RX- en TX -penne van die ESP8266 -module is gekoppel aan RX- en TX -penne op die Arduino -bord. Aangesien die ESP8266 SoC nie 5V kan verdra nie, word die RX -pen van Arduino verbind deur 'n vlakomskakelaar wat bestaan uit 'n 1KΩ en 'n 2.2KΩ weerstand.

Wi-Fi-module ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (normaalweg oop)

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

TX ---------------- TX van Arduino

RX ----------------- RX van Arduino (deurvlak-omskakelaar)

Na verbinding en opstel:

Die ESP8266 in die programmeermodus (GPIO0 is gekoppel aan GND), verbind die Arduino met die stelsel. Sodra die ESP8266 -module aangeskakel is, druk die RST -knoppie en maak die Arduino IDE oop. Kies in die bordopsies (gereedskap -> bord) die bord "Generiese ESP8266". Kies die toepaslike poortnommer in die IDE. Maak nou die Blink Sketch oop en verander die LED -pen na 2. Hier beteken 2 GPIO2 -pen van die ESP8266 -module. Maak seker dat GPIO0 eers aan GND gekoppel is en druk dan op die RST -knoppie voordat u die oplaai begin. Druk die oplaai -knoppie, en dit sal 'n rukkie neem om dit op te stel en op te laai. U kan die vordering onderaan die IDE sien. Sodra die program suksesvol opgelaai is, kan u die GPIO0 van GND verwyder. Die LED wat aan GPIO2 gekoppel is, sal knipper.

Stap 6: Programmeer

Die program is vir die koppeling van LM75, Pulsmodule, EKG-sensor en Wi-Fi-module met Arduino

Stap 7: Opstel van ThingSpeak -bediener

ThingSpeak is 'n toepassingsplatform vir. die internet van dinge. Dit is 'n oop platform met MATLAB -analise. Met ThingSpeak kan u 'n toepassing bou rondom data wat deur sensors ingesamel word. Kenmerke van ThingSpeak sluit in: data-insameling in real-time, dataverwerking, visualisering, programme en inproppe

In die hartjie van ThingSpeak is 'n ThingSpeak -kanaal. 'N Kanaal word gebruik om die data te stoor. Elke kanaal bevat 8 velde vir enige tipe data, 3 liggingvelde en 1 statusveld. Sodra u 'n ThingSpeak -kanaal het, kan u data op die kanaal publiseer, deur ThingSpeak die data laat verwerk en dan u aansoek laat oplaai.

STAPPE:

1. Skep 'n rekening in ThingSpeak.

2. Skep nuwe kanaal en noem dit.

3. En skep 3 lêers en spesifiseer die naam vir elke lêer.

4. Let op die kanaal -ID van ThingSpeak.

5. Let op die API -sleutel.

6. En noem dit in Program om die data van die ESP8266 deur te gee.

7. Visualiseer data nou.

Stap 8: Opstel van gevolgtrekking (hardeware)

Die hardeware -opstelling van ons projek Dit bevat alle hardeware -komponente van die projek en dit word verpak en in 'n draagbare jas geplaas vir pasiënte wat gemaklik is. Die jas met sensors word deur ons gemaak en dit bied gebruikers 'n foutlose meting. Die biologiese data van die gebruiker, die inligting word gestoor in die ThingSpeak -bediener vir langtermyn analise en monitering. Dit is wat die projek by die gesondheidsorgstelsel behels

STEL OP:

1. Plaas die stroombane in die watte boks.

2. Deur die gomgeweer te gebruik, kan dit aan die boks vasgemaak word.

3. Sluit die battery aan op die VIN van Arduino op die positiewe terminaal van die battery en die GND van die Arduino op die negatiewe aansluiting van die battery

4. Maak die boks dan vas met 'n gomgeweer aan die binnekant van die jas.

Sodra die foutvrye kodering vasgestel is, word die program uitgevoer en sal u die Senor -uitvoer op 'n platform soos die Arduino -uitvoervertoning kan sien, en later word die inligting via die web na die ThingSpeak Cloud oorgedra en dat ons dit gereed sal maak om dit op die wêreld te visualiseer platform. Die webkoppelvlak kan ontwikkel word vir die implementering van meer funksies in datavisualisering, -bestuur en -analise om 'n beter koppelvlak en ervaring aan die gebruiker te bied. Deur die opstelling van die voorgestelde werk te gebruik, kan die dokter die toestand van die pasiënt 24*7 ondersoek en alle abrupte veranderinge in die status van die pasiënt word deur die dokter of paramediese personeel in kennis gestel deur middel van 'n roosterbroodkennisgewing. Boonop kan die toestand van die pasiënt vanaf enige plek op die planeet op afstand nagegaan word, aangesien die inligting op die Thingspeak -bediener toeganklik is. Behalwe dat ons bloot die gegewens van 'n pasiënt kan sien, kan ons hierdie inligting gebruik vir 'n eenvoudige begrip en om die gesondheid van die pasiënt deur die onderskeie kundiges te genees.