Sistem Penjagaan Kesihatan yang Boleh Dipakai Menggunakan IOT: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Dalam karya ini, sensor dibungkus

lapisan yang boleh dipakai dan ia mengukur suhu, ECG, kedudukan, tekanan darah dan BPM pengguna dan menghantarnya melalui pelayan ThingSpeak. Ia memaparkan gambaran grafik data yang diukur. Transformasi data dilakukan oleh pengawal teras utama Arduino. Apabila sensor diukur Arduino akan menjalankan program dan juga kunci API ThingSpeak dimasukkan dalam program.

Langkah 1: Komponen yang Diperolehi

1. Arduino UNO

2. LM75 (Sensor suhu)

3. AD8232 (Sensor EKG)

4. HW01 (Sensor nadi)

5. ESP8266 (Modul Wi-Fi)

6. Wayar binari

7. Kabel USB untuk penyahpepijatan

8. Pek bateri ion litium 4 (9v)

9. Kot hujan

10. Kotak kapas (25X25cm)

11. Pistol gam dengan 2 batang.

Langkah 2: Menghubungkan LM75 dan Arduino

LM75 melibatkan dalam protokol I2C dengan Arduino. Jadi, suhunya adalah pancaindera dan ia akan ditukar menjadi data digital menggunakan penukar delta sigma Analog ke digital converter ke digital. Oleh kerana ketepatan LM75 ia digunakan untuk mengukur suhu pengguna. Resolusi sensor adalah 9 bit dan ia mempunyai alamat hamba 7bit. jadi, format data adalah dua pelengkap dengan alamat hamba. Frekuensi operasi sensor LM75 adalah 400KHz. LM75 mengandungi penapis lulus rendah untuk meningkatkan kebolehpercayaan komunikasi dalam persekitaran bunyi.

Pin Arduino A4 dan A5 terlibat dalam komunikasi antara muka wayar sehingga ia akan disambungkan ke pin SDA dan SCL LM75.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (Analog DALAM)

SDA ---- A4 (Analog DALAM)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Langkah 3: Sambungan Antara Modul Nadi dan Arduino

Dalam kerja ini sensor nadi digunakan. Sensor denyut adalah sensor Plug and Play yang direka dengan baik di mana pengguna dapat mengambil data denyut jantung langsung atau denyut nadi dan dapat memberi makan di mana sahaja yang dikehendaki.

Sambungkan Pulse Sensor ke Arduino Uno Board seperti berikut: + hingga + 5V dan - ke GND S tO A0. Sambungkan LCD ke Arduino Uno Board seperti berikut: VSS ke + 5V dan VDD ke GND dan RS ke 12 dan RW ke GND dan E ke D11 dan D4 ke D5 dan D5 ke D4 dan D6 ke D3 dan D7 ke D2 dan A / VSS ke + 5V dan K / VDD ke GND. Sambungkan Potensiometer 10K ke LCD seperti berikut: Data ke v0 dan VCC ke + 5V. Sambungkan LED ke Arduino seperti berikut: LED1 (MERAH, Pin berkedip) ke D13 dan LED2 (HIJAU, kadar pudar) ke D8.

Sensor PULSE ------ Arduino

VSS ------ + 5V

GND ------ GND

S ----- A0

Semasa sensor menyentuh kulit, LED pada sensor akan berkelip.

Langkah 4: Sambungan Antara Sensor ECG dan Arduino

Sensor EC82 AD8232 dihubungkan dengan Arduino dan elektrod diletakkan di lengan Kiri, lengan Kanan dan kaki Kanan. Dalam ini, pemacu kaki kanan bertindak sebagai maklum balas kepada litar. Terdapat tiga input dari elektrod yang mengukur aktiviti elektrik jantung dan ia akan ditunjukkan oleh LED. Untuk mengurangkan kebisingan digunakan penguat instrumentasi (BW: 2KHz) dan dua penapis lulus tinggi digunakan untuk mengurangkan artifak gerakan dan potensi separuh sel elektrod. AD8232 dikonfigurasikan sebagai konfigurasi tiga elektrod.

SAMBUNGAN: Elektrod lengan kiri disambungkan + IN pin AD8232 dan elektrod lengan kanan disambungkan ke -IN pin AD8232 dan maklum balas kaki kanan disambungkan ke pin RLDFB AD8232. Mengeluarkan pengesanan dalam sensor ini adalah AC atau DC. Untuk AC ini digunakan. Pin LO disambungkan ke pin Analog (11) Arduino dan pin LO + disambungkan ke pin Analog (10) Arduino dan Output dari elektrod disambungkan ke pin A1 Arduino.

Sensor ECG ------ Arduino

LO- ------ Pin analog (11)

LO + ------ Pin analog (10)

Keluaran ------ A1

Elektrod yang diletakkan di badan pesakit mengesan perubahan kecil potensi Elektro pada kulit yang timbul daripada penyusutan otot jantung semasa denyutan jantung tidak seperti ECG tiga kali ganda konvensional yang cenderung Elektrod diletakkan pada anggota badan dan dada pesakit. Dalam mengukur isyarat ECG, selang PR dan fasa selang QR dan tempoh amplitudnya berbeza dalam keadaan tidak normal. Kelainan ditentukan dalam pengaturcaraan Arduino.

Parameter ECG normal Parameter ECG tidak normal

Gelombang P 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- --------- Gelombang T rata atau terbalik Iskemia koronari

Kompleks QRS <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- Peningkatan blok cawangan QRS Bundle

Gelombang T 0.16 <0.5 --------------------------------------------- ------------------ Peningkatan blok AV PR

Selang QT 0.36-0.44 --------------------------------------------- --------------- Hiperkalsemia Selang QT Pendek

Selang PR 0.12-0.20 --------------------------------------------- ------ PR panjang, lebar QRS, Hyperkalemia pendek QT

menunjukkan Kelainan pada isyarat EKG yang mana Ia akan dimasukkan dalam pengekodan Arduino dan apabila kelainan itu terjadi, ia akan dihantar sebagai pesanan amaran ke nombor telefon bimbit tertentu. Kami mempunyai fail perpustakaan yang terpisah yang termasuk dalam Program

Langkah 5: Interfacing Modul Wi-Fi dan Arduino

Modul Wi-Fi ESP8266 adalah transceiver tanpa wayar mandiri kos rendah yang boleh digunakan untuk pengembangan IoT titik akhir. Modul Wi-Fi ESP8266 membolehkan penyambungan internet ke aplikasi tertanam. Ia menggunakan protokol komunikasi TCP / UDP untuk berhubung dengan pelayan / klien. Untuk berkomunikasi dengan modul Wi-Fi ESP8266, pengawal mikro perlu menggunakan set perintah AT. Mikrokontroler berkomunikasi dengan modul Wi-Fi ESP8266-01 menggunakan UART yang mempunyai kadar Baud yang ditentukan (Lalai 115200).

CATATAN:

1. Modul Wi-Fi ESP8266 dapat diprogramkan menggunakan Arduino IDE dan untuk melakukan itu, anda perlu membuat beberapa perubahan pada Arduino IDE. Pertama, pergi ke Fail -> Keutamaan di Arduino IDE dan di Bahagian URL Pengurus Papan Tambahan. Sekarang, pergi ke Tools -> Board -> Boards Manager dan cari ESP8266 di medan carian. Pilih Komuniti ESP8266 oleh ESP8266 dan klik Pasang.

2. Modul ESP8266 berfungsi pada Bekalan Kuasa 3.3V dan apa-apa yang lebih besar daripada itu, seperti 5V misalnya, akan membunuh SoC. Oleh itu, Pin VCC dan Pin CH_PD Modul ESP8266 ESP-01 disambungkan ke Bekalan 3.3V.

3. Modul Wi-Fi mempunyai dua modus operasi: Mod Pengaturcaraan dan Mod Normal. Dalam Mod Pengaturcaraan, anda dapat memuat naik program atau firmware ke Modul ESP8266 dan dalam Mod Normal, program atau firmware yang diunggah akan berjalan seperti biasa.

4. Untuk mengaktifkan Mod Pengaturcaraan, pin GPIO0 mesti disambungkan ke GND. Dalam rajah litar, kami telah menghubungkan suis SPDT ke pin GPIO0. Beralih tuas SPDT akan menukar ESP8266 antara mod Pengaturcaraan (GPIO0 disambungkan ke GND) dan mod normal (GPIO0 bertindak sebagai Pin GPIO). Juga, RST (Reset) akan memainkan peranan penting dalam mengaktifkan Mod Pengaturcaraan. Pin RST adalah pin LOW yang aktif dan oleh itu, ia disambungkan ke GND melalui Butang Tekan. Jadi, setiap kali butang ditekan, Modul ESP8266 akan diset semula.

Sambungan:

Pin RX dan TX Modul ESP8266 disambungkan ke Pin RX dan TX pada papan Arduino. Oleh kerana ESP8266 SoC tidak boleh bertolak ansur dengan 5V, Pin RX Arduino disambungkan melalui penukar tahap yang terdiri daripada 1KΩ dan Resistor 2.2KΩ.

Modul Wi-Fi ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (Biasanya Terbuka)

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

TX ---------------- TX dari Arduino

RX ----------------- RX dari Arduino (Melalui tahap penukar)

Selepas menyambung dan mengkonfigurasi:

ESP8266 dalam Mod Pengaturcaraan (GPIO0 disambungkan ke GND), sambungkan Arduino ke sistem. Setelah Modul ESP8266 dihidupkan, Tekan butang RST dan buka Arduino IDE. Dalam pilihan Papan (Alat -> Papan), pilih Papan "Generik ESP8266". Pilih nombor port yang sesuai di IDE. Sekarang, buka Sketsa Berkedip dan ubah Pin LED menjadi 2. Di sini, 2 bermaksud pin GPIO2 Modul ESP8266. Sebelum anda memuat naik pastikan GPIO0 disambungkan ke GND terlebih dahulu dan kemudian tekan butang RST. Tekan butang muat naik dan kod akan mengambil masa untuk menyusun dan memuat naik. Anda dapat melihat kemajuan di bahagian bawah IDE. Setelah program berjaya dimuat naik, anda boleh mengeluarkan GPIO0 dari GND. LED yang disambungkan ke GPIO2 akan berkelip.

Langkah 6: Program

Program ini adalah untuk menghubungkan LM75, modul Pulse, sensor ECG dan modul Wi-Fi ke Arduino

Langkah 7: Persediaan Pelayan ThingSpeak

ThingSpeak adalah platform aplikasi untuk. Internet Perkara. Ia adalah platform terbuka dengan analisis MATLAB. ThingSpeak membolehkan anda membina aplikasi di sekitar data yang dikumpulkan oleh sensor. Ciri-ciri ThingSpeak termasuk: pengumpulan data masa nyata, pemprosesan data, visualisasi, aplikasi, dan pemalam

Di tengah-tengah ThingSpeak adalah Saluran ThingSpeak. Saluran digunakan untuk menyimpan data. Setiap saluran merangkumi 8 bidang untuk semua jenis data, 3 bidang lokasi, dan 1 bidang status. Setelah anda mempunyai saluran ThingSpeak, anda dapat menerbitkan data ke saluran, meminta ThingSpeak memproses data, dan kemudian meminta aplikasi anda mengambil data.

LANGKAH-LANGKAH:

1. Buat akaun di ThingSpeak.

2. Buat Saluran baru dan beri nama.

3. Dan buat 3 yang difailkan dan nyatakan namanya untuk setiap yang difailkan.

4. Perhatikan ID Saluran ThingSpeak.

5. Perhatikan kunci API.

6. Dan sebutkan di Program untuk menyampaikan data dari ESP8266.

7. Sekarang data visualisasi diperoleh.

Langkah 8: Persediaan Kesimpulan (Perkakasan)

Penyediaan perkakasan projek kami Ia mengandungi semua komponen perkakasan projek dan ia akan dibungkus dan Dimasukkan dalam lapisan yang boleh dipakai agar pesakit selesa. Lapisan dengan sensor dibuat oleh kami dan ia memberikan pengukuran ralat kepada pengguna. Data biologi pengguna, Maklumat disimpan di pelayan ThingSpeak untuk analisis dan pemantauan jangka panjang. Ini adalah projek yang terlibat dalam sistem penjagaan kesihatan

PENYEDIAAN:

1. Letakkan litar di dalam kotak kapas.

2. Menggunakan pistol gam membuatnya boleh dipasang ke kotak.

3. Sambungkan bateri ke VIN Arduino ke terminal positif Bateri dan GND Arduino ke terminal negatif Bateri

4. Kemudian pasangkan kotak ke dalam mantel menggunakan pistol gam.

Setelah pengekodan bebas ralat dibuat maka program akan dijalankan dan seseorang akan bersedia untuk melihat output Senor pada platform seperti paparan output Arduino dan kemudian maklumat tersebut dipindahkan ke ThingSpeak Cloud melalui web dan kami akan bersedia untuk membayangkannya di dunia pelantar. Antaramuka web dapat dikembangkan untuk pelaksanaan lebih banyak fungsi dalam visualisasi, manajemen, dan analisis data untuk memberikan antarmuka dan pengalaman yang lebih baik kepada pengguna. Dengan menggunakan penyediaan kerja yang dicadangkan, Doktor dapat menyaring keadaan pesakit 24 * 7 dan setiap perubahan status pesakit secara tiba-tiba diberitahu kepada doktor atau kakitangan Paramedik melalui pemberitahuan roti bakar. Terlebih lagi, kerana maklumat itu dapat diakses di pelayan Thingspeak, keadaan pesakit dapat diperiksa dari jauh dari mana saja di planet ini. Selain hanya melihat maklumat pesakit yang dapat dilihat, kita dapat menggunakan maklumat ini untuk pemahaman yang cepat dan menyembuhkan kesihatan pesakit oleh pakar masing-masing.