Kantav tervishoiusüsteem IOT abil: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Käesolevas töös on andurid sisse keeratud

kantavat mantlit ja see mõõdab kasutaja temperatuuri, EKG -d, asendit, vererõhku ja BPM -i ning saadab selle läbi ThingSpeaki serveri. See kuvab mõõdetud andmete graafilise esituse. Andmete teisendamist teostab Arduino peamine tuumakontroller. Kui andurid on mõõdetud, käivitab programmi Arduino ja programmi lisatakse ka ThingSpeak API võti.

1. etapp: komponendid taastatakse

1. Arduino UNO

2. LM75 (temperatuuriandur)

3. AD8232 (EKG andur)

4. HW01 (impulssandur)

5. ESP8266 (WiFi-moodul)

6. Kahendjuhtmed

7. USB -kaabel silumiseks

8. Liitium -ioon aku 4 (9v)

9. Vihmamantel

10. Puuvillane kast (25X25cm)

11. Liimipüstol 2 pulgaga.

Samm: ühendage LM75 ja Arduino

LM75 hõlmab Arduinoga I2C protokolli. Niisiis, temperatuur on aistingud ja see teisendatakse digitaalseteks andmeteks, kasutades sisseehitatud 9 -bitist delta sigma Analog to digital converter. Tänu LM75 täpsusele kasutatakse seda kasutaja temperatuuri mõõtmiseks. Anduri eraldusvõime on 9 bitti ja sellel on 7 -bitine alam -aadress. seega on andmevorming kahe täiendus alam -aadressiga. LM75 anduri töösagedus on 400KHz. LM75 sisaldab madalpääsfiltrit, mis suurendab kommunikatsiooni usaldusväärsust mürakeskkonnas.

Arduino tihvtid A4 ja A5 hõlmavad kahe juhtmega liidese sidet, nii et see ühendatakse LM75 SDA ja SCL -pistikuga.

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (analoog IN)

SDA ---- A4 (analoog IN)

VCC ---- 3.3V

GND ---- GND

Samm: ühendus impulssmooduli ja Arduino vahel

Selles töös kasutatakse impulssandurit. Pulseandur on hästi kavandatud Plug and Play andur, mille kaudu kasutaja saab võtta reaalajas pulsi- või pulsiandmeid ning toita neid kõikjal, kus soovib.

Ühendage pulsiandur Arduino Uno plaadiga järgmiselt: + to + 5V ja - GND S tO A0. Ühendage LCD Arduino Uno plaadiga järgmiselt: VSS to +5V ja VDD to GND and 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 ja K/VDD kuni GND. Ühendage 10K potentsiomeeter LCD -ga järgmiselt: andmed v0 ja VCC +5V pingega. Ühendage LED Arduinoga järgmiselt: LED1 (punane, vilkuv tihvt) D13 -ga ja LED2 (roheline, tuhmumiskiirus) D8 -ga.

PULSE andur ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

Kui andur puudutab nahka, vilgub anduri LED.

Samm: ühendus EKG anduri ja Arduino vahel

AD8232 EKG andur on ühendatud Arduinoga ja elektroodid on paigutatud vasakule käele, paremale käele ja paremale jalale. Sel juhul toimib parema jala ajam vooluahela tagasisidena. Südame elektrilist aktiivsust mõõtvatel elektroodidel on kolm sisendit ja seda näitab LED. Müra vähendamiseks kasutatakse mõõteriistade võimendit (BW: 2KHz) ja kahte kõrgpääsfiltrit, et vähendada liikumisartefakte ja elektroodide poolrakkude potentsiaali. AD8232 on konfigureeritud kolme elektroodi konfiguratsioonina.

ÜHENDAMINE: Vasaku käe elektrood on ühendatud +IN kontaktiga AD8232 ja parema käe elektrood on ühendatud AD8232 -IN tihvtiga ja parema jala tagasiside on ühendatud AD8232 RLDFB tihvtiga. Selle anduri väljalülitamise tuvastamine on vahelduvvool või alalisvool. Selleks kasutatakse vahelduvvoolu. LO-pin on ühendatud Arduino analoogpistikuga (11) ja LO+ pin on ühendatud Arduino analoogpistikuga (10) ja elektroodide väljund on ühendatud Arduino A1 tihvtiga.

EKG andur ------ Arduino

LO- ------ analoogtapp (11)

LO+ ------ analoogtapp (10)

Väljund ------ A1

Patsiendi kehale asetatud elektroodid tuvastavad naha elektropotentsiaali väikesed muutused, mis tekivad südamelihase depolarisatsioonist südame löögisageduse ajal, erinevalt tavapärasest kolmekordsest EKG -st, milles elektroodid asetatakse patsiendi jäsemetele ja rinnale. EKG signaali mõõtmisel varieerub ebanormaalsetes tingimustes PR -intervalli ja QR -intervalli faasi ja amplituudi kestus. Ebanormaalsused on määratletud Arduino programmeerimises.

Normaalsed EKG parameetrid Ebanormaalsed EKG parameetrid

P-laine 0,06-0,11 <0,25 ------------------------------------------- --------- Lamedad või ümberpööratud T-lained Koronaarne isheemia

QRS kompleks <0,12 0,8-1,2 ------------------------------------------- ------- Suurenenud QRS kimbu haru plokk

T laine 0,16 <0,5 --------------------------------------------- ------------------ Suurenenud PR AV blokaad

QT-intervall 0,36–0,44 --------------------------------------------- --------------- Lühike QT-intervalli hüperkaltseemia

PR-intervall 0,12-0,20 --------------------------------------------- ------ Pikk PR, QRS lai, QT lühike hüperkaleemia

näitab kõrvalekaldeid EKG signaalis, mis on See lisatakse Arduino kodeeringusse ja kui kõrvalekalded ilmnevad, saadetakse see hoiatussõnumina konkreetsetele mobiilinumbritele. Meil on eraldi raamatukogufail, mis on programmi kaasatud

Samm: WiFi-mooduli ja Arduino ühendamine

ESP8266 Wi-Fi moodul on madala hinnaga eraldiseisev traadita transiiver, mida saab kasutada IoT lõpp-punkti arendamiseks. ESP8266 WiFi-moodul võimaldab Interneti-ühendust sisseehitatud rakendustega. See kasutab serveri/kliendiga ühenduse loomiseks TCP/UDP sideprotokolli. ESP8266 WiFi-mooduliga suhtlemiseks peab mikrokontroller kasutama AT-käskude komplekti. Mikrokontroller suhtleb ESP8266-01 WiFi-mooduliga, kasutades UART-i, millel on määratud baudikiirus (vaikimisi 115200).

MÄRKUSED:

1. ESP8266 WiFi-moodulit saab programmeerida Arduino IDE abil ja selleks peate tegema mõned muudatused Arduino IDE-s. Esmalt avage Arduino IDE ja täiendavate tahvlite halduri URL -ide jaotis File -> Preferences. Nüüd minge Tööriistad -> Juhatus -> Tahvlite haldur ja otsige otsinguväljalt ESP8266. Valige kogukond ESP8266 by ESP8266 Community ja klõpsake Install.

2.. ESP8266 moodul töötab 3,3 V toiteallikaga ja kõik suurem, näiteks 5 V, tapab SoC. Niisiis, ESP8266 ESP-01 mooduli VCC pin ja CH_PD pin on ühendatud 3,3 V toiteallikaga.

3. Wi-Fi moodulil on kaks töörežiimi: programmeerimisrežiim ja tavarežiim. Programmeerimisrežiimis saate programmi või püsivara üles laadida ESP8266 moodulisse ja tavarežiimis töötab üleslaaditud programm või püsivara normaalselt.

4. Programmeerimisrežiimi lubamiseks peab GPIO0 pin olema ühendatud GND -ga. Lülitusskeemil oleme ühendanud SPDT lüliti GPIO0 tihvtiga. SPDT -kangi lülitamine lülitab ESP8266 programmeerimisrežiimi (GPIO0 on ühendatud GND -ga) ja tavarežiimi (GPIO0 toimib GPIO -pin) vahel. Samuti mängib RST (Reset) olulist rolli programmeerimisrežiimi lubamisel. RST -tihvt on aktiivne LOW -tihvt ja seega on see GND -ga ühendatud nupu abil. Seega lähtestatakse ESP8266 moodul iga kord, kui nuppu vajutatakse.

Ühendus:

ESP8266 mooduli RX- ja TX -tihvtid on ühendatud Arduino tahvli RX- ja TX -tihvtidega. Kuna ESP8266 SoC ei talu 5 V, on Arduino RX Pin ühendatud nivoo muunduri kaudu, mis koosneb 1KΩ ja 2,2KΩ takistusest.

WiFi-moodul ------ Arduino

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

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

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

RST ---------------- GND (tavaliselt avatud)

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

TX ---------------- Arduino TX

RX ----------------- Arduino RX (taseme muunduri kaudu)

Pärast ühendamist ja konfigureerimist:

Programmeerimisrežiimis ESP8266 (GPIO0 on ühendatud GND -ga) ühendage Arduino süsteemiga. Kui ESP8266 moodul on sisse lülitatud, vajutage RST nuppu ja avage Arduino IDE. Tahvli suvandites (Tööriistad -> Tahvel) valige tahvel “Generic ESP8266”. Valige IDE -s sobiv pordi number. Nüüd avage vilkuv visand ja muutke LED -pin 2 -ks. Siin tähendab 2 ESP8266 mooduli GPIO2 tihvti. Enne üleslaadimise alustamist veenduge, et GPIO0 on esmalt GND -ga ühendatud ja seejärel vajutage nuppu RST. Vajutage üleslaadimisnuppu ja koodi koostamine ja üleslaadimine võtab natuke aega. Edusamme näete IDE allosas. Kui programm on edukalt üles laaditud, saate GPIO0 GND -st eemaldada. GPIO2 -ga ühendatud LED hakkab vilkuma.

6. samm: programm

Programm on mõeldud LM75, Pulse-mooduli, EKG-anduri ja WiFi-mooduli ühendamiseks Arduinoga

Samm: ThingSpeak Serveri seadistamine

ThingSpeak on rakendusplatvorm. asjade Internet. See on avatud platvorm MATLAB analüütikaga. ThingSpeak võimaldab teil luua rakenduse andurite kogutud andmete ümber. ThingSpeaki funktsioonide hulka kuuluvad: reaalajas andmete kogumine, andmetöötlus, visualiseerimised, rakendused ja pistikprogrammid

ThingSpeaki keskmes on ThingSpeaki kanal. Andmete salvestamiseks kasutatakse kanalit. Iga kanal sisaldab 8 välja mis tahes tüüpi andmete jaoks, 3 asukohavälja ja 1 olekuvälja. Kui teil on ThingSpeaki kanal, saate avaldada kanalis andmeid, lasta ThingSpeakil andmeid töödelda ja seejärel lasta rakendusel andmed alla laadida.

SAMMUD:

1. Looge ThingSpeakis konto.

2. Looge uus kanal ja pange sellele nimi.

3. Ja looge 3 esitatut ja määrake iga esitatu jaoks selle nimi.

4. Pange tähele ThingSpeaki kanali ID -d.

5. Pange tähele API -võtit.

6. Ja mainige seda programmis programmi ESP8266 andmete edastamiseks.

7. Nüüd on visualiseeritud andmed saadud.

8. samm: järelduste seadistamine (riistvara)

Meie projekti riistvara häälestus See sisaldab kõiki projekti riistvarakomponente ning see pakitakse ja sisestatakse patsientidele mugavalt kantavasse mantlisse. Anduritega mantel on meie tehtud ja see annab kasutajatele veatu mõõtmise. Kasutaja bioloogilised andmed, teave salvestatakse ThingSpeaki serverisse pikaajaliseks analüüsiks ja jälgimiseks. See on projekt, mis hõlmas tervishoiusüsteemi

SEADISTUS:

1. Asetage ahelad puuvillakasti sisse.

2. Liimipüstoli abil saate selle kasti külge kinnitada.

3. Ühendage aku Arduino VIN -iga aku positiivse klemmiga ja Arduino GND aku negatiivse klemmiga

4. Seejärel kinnitage kast liimipüstoli abil mantli sisse.

Kui tõrgeteta kodeerimine on loodud, käivitatakse programm ja olete valmis nägema Senori väljundit sellisel platvormil nagu Arduino väljundkuva ja hiljem edastatakse teave veebi kaudu ThingSpeak Cloudi ja oleme valmis seda kogu maailmas visualiseerima platvorm. Veebiliidest saab arendada, et rakendada rohkem funktsioone andmete visualiseerimisel, haldamisel ja analüüsimisel, et pakkuda kasutajale paremat liidest ja kogemust. Kasutades kavandatud töö seadistusi, saab arst patsiendi seisundit 24*7 skriinida ja patsiendi seisundi järskudest muutustest teavitatakse arsti või parameedikut röstsaiaga. Veelgi enam, kuna teave on Thingspeaki serveris ligipääsetav, saab patsiendi seisundit kontrollida eemalt kõikjal planeedil. Lisaks sellele, et näeme lihtsalt patsiendi igakülgset teavet, saame seda teavet kasutada vastavate ekspertide kiireks mõistmiseks ja patsiendi tervise parandamiseks.