Հագանելի առողջապահական համակարգ ՝ օգտագործելով IOT ՝ 8 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Ներկայիս աշխատանքում սենսորները փաթաթված են

կրելի վերարկուն և չափում է օգտագործողի ջերմաստիճանը, ԷՍԳ -ն, դիրքը, արյան ճնշումը և BPM- ը և այն ուղարկում ThingSpeak սերվերի միջոցով: Այն ցուցադրում է չափված տվյալների գրաֆիկական ներկայացում: Տվյալների փոխակերպումը կատարվում է Arduino- ի հիմնական հիմնական վերահսկիչի կողմից: Երբ սենսորները չափման միջոց են, Arduino- ն գործարկելու է ծրագիրը, ինչպես նաև ThingSpeak API ստեղնը տեղադրված է ծրագրում:

Քայլ 1. Բաղադրիչների վերստուգում

1. Arduino UNO

2. LM75 (ջերմաստիճանի տվիչ)

3. AD8232 (ԷՍԳ սենսոր)

4. HW01 (զարկերակային տվիչ)

5. ESP8266 (Wi-Fi մոդուլ)

6. Երկուական լարեր

7. USB մալուխ `կարգաբերման համար

8. Լիթիում իոնային մարտկոցի տուփ 4 (9 վ)

9. Անձրեւի բաճկոն

10. Բամբակյա տուփ (25X25 սմ)

11. Սոսինձ ատրճանակ 2 ձողիկներով:

Քայլ 2. LM75- ի և Arduino- ի միացում

LM75- ը ներառում է Arduino- ի հետ I2C արձանագրությունը: Այսպիսով, ջերմաստիճանը զգայարաններ են, և այն կվերածվի թվային տվյալների ՝ օգտագործելով ներկառուցված 9 բիթանոց դելտա սիգմայի անալոգային թվային փոխարկիչ: LM75 ճշգրտության շնորհիվ այն օգտագործվում է օգտագործողի ջերմաստիճանը չափելու համար: Սենսորի լուծաչափը 9 բիթ է և ունի 7 բիթ ստրուկի հասցե: Այսպիսով, տվյալների ձևաչափը երկուսի լրացումն է ստրուկի հասցեով: LM75 սենսորի աշխատանքային հաճախականությունը 400KHz է: LM75- ը պարունակում է ցածր փոխանցման զտիչ `աղմուկի միջավայրում հաղորդակցության հուսալիությունը բարձրացնելու համար:

Arduino կապը A4 և A5 ներառում է երկու լարային միջերեսային հաղորդակցություն, այնպես որ այն միացված կլինի LM75- ի SDA և SCL կապին:

LM75 ------ ARDUINO

SCL ---- A5 (անալոգային)

SDA ---- A4 (անալոգային)

ԵԿՀ ---- 3.3 Վ

GND ---- GND

Քայլ 3. Միացում Pulse մոդուլի և Arduino- ի միջև

Այս աշխատանքում օգտագործվում է զարկերակային տվիչը: Իմպուլսային սենսորը լավ նախագծված Plug and Play սենսոր է, որի միջոցով օգտվողը կարող է վերցնել կենդանի սրտի զարկերի կամ զարկերակային հաճախության տվյալներ և կարող է կերակրել այն որտեղ ուզի:

Միացրեք իմպուլսային տվիչը Arduino Uno տախտակին հետևյալ կերպ ՝ + + + 5V և - GND S tO A0: LCD- ն Arduino Uno տախտակին միացրեք հետևյալ կերպ. +5V և K/VDD մինչև GND: Միացրեք 10K պոտենցիոմետրը LCD- ին հետևյալ կերպ. Տվյալները v0- ին և VCC- ն +5V- ին: LED- ն Arduino- ին միացրեք հետևյալ կերպ.

PULSE ցուցիչ ------ Arduino

VSS ------ +5V

GND ------ GND

S ----- A0

Երբ սենսորը դիպչում է մաշկին, սենսորի LED- ը թարթում է:

Քայլ 4. ԷԿԳ տվիչի և Արդուինոյի միջև կապը

AD8232 ԷՍԳ սենսորը միացված է Arduino- ին, և էլեկտրոդները տեղադրված են Ձախ թևի, Աջ թևի և Աջ ոտքի մոտ: Այս դեպքում աջ ոտքի շարժիչը գործում է որպես հետադարձ սխեմային: Էլեկտրոդներից երեք մուտք կա, որը չափում է սրտի էլեկտրական ակտիվությունը, և դա նշվելու է LED- ով: Աղմուկը նվազեցնելու համար օգտագործվում է գործիքավորման ուժեղացուցիչը (BW: 2KHz), և երկու բարձր փոխանցման զտիչ `շարժման արտեֆակտները և էլեկտրոդների կես բջիջների ներուժը նվազեցնելու համար: AD8232- ը կազմաձևված է որպես երեք էլեկտրոդի կոնֆիգուրացիա:

ՄԻԱ:ՈՄ. Ձախ թևի էլեկտրոդը միացված է AD8232- ի +IN քորոցին, իսկ աջ թևի էլեկտրոդը `AD8232- ի IN փինին, իսկ աջ ոտքի հետադարձ կապը` AD8232- ի RLDFB կապին: Այս սենսորում հոսանքի անջատումը AC կամ DC է: Դրա համար AC- ն օգտագործվում է: LO-pin- ը միացված է Arduino- ի անալոգային կապին (11), իսկ LO+ կապը `Arduino- ի անալոգային կապին (10), իսկ էլեկտրոդներից ելքը` Arduino- ի A1 կապին:

ԷԿԳ տվիչ ------ Arduino

LO- ------ Անալոգային քորոց (11)

LO+ ------ Անալոգային քորոց (10)

Արդյունք ------ A1

Հիվանդի մարմնի վրա տեղադրված էլեկտրոդները հայտնաբերում են մաշկի վրա էլեկտրոէներգիայի ներուժի փոքր փոփոխությունները, որոնք առաջանում են սրտի մկանների բևեռացումից ՝ ի տարբերություն սովորական եռապատկվող ԷԿԳ -ի, որի դեպքում էլեկտրոդները տեղադրվում են հիվանդների վերջույթների և կրծքավանդակի վրա: ԷԿԳ ազդանշանը չափելիս PR միջակայքը և QR միջակայքի փուլը և ամպլիտուդի տևողությունը տատանվում են աննորմալ պայմաններում: Աննորմալությունները սահմանված են Arduino ծրագրավորման մեջ:

ԷԿԳ -ի նորմալ պարամետրեր ԷԿԳ -ի աննորմալ պարամետրեր

P ալիք 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- --------- Հարթ կամ շրջված T ալիքներ Կորոնար իշեմիա

QRS համալիր <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- QRS փաթեթների մասնաճյուղի բլոկի ավելացում

T ալիք 0.16 <0.5 ------------------------------------------------- ------------------ PR PR շրջափակման ավելացում

QT միջակայք 0.36-0.44 ------------------------------------------------ --------------- Կարճ QT միջակայքի հիպերկալեմիա

PR միջակայք 0.12-0.20 ------------------------------------------------- ------ Երկար PR, QRS լայն, QT կարճ հիպերկալեմիա

ցույց է տալիս ԷԿԳ ազդանշանի աննորմալությունները: Այն ներառվելու է Arduino- ի կոդավորման մեջ, և երբ առաջանում են աննորմալություններ, այն որպես ահազանգի հաղորդագրություն կուղարկվի տվյալ բջջային համարներին: Մենք ունենք առանձին գրադարանային ֆայլ, որը ներառված է րագրում

Քայլ 5. Wi-Fi մոդուլի և Arduino- ի միացում

ESP8266 Wi-Fi մոդուլը ցածր գնով ինքնուրույն անլար հաղորդիչ է, որը կարող է օգտագործվել IoT վերջնական կետի զարգացման համար: ESP8266 Wi-Fi մոդուլը հնարավորություն է տալիս ինտերնետ կապ ունենալ ներկառուցված ծրագրերին: Այն օգտագործում է TCP/UDP հաղորդակցության արձանագրությունը ՝ սերվերի/հաճախորդի հետ կապվելու համար: ESP8266 Wi-Fi մոդուլի հետ հաղորդակցվելու համար միկրոկոնտրոլերը պետք է օգտագործի AT հրամանների հավաքածու: Միկրոկոնտրոլերը հաղորդակցվում է ESP8266-01 Wi-Fi մոդուլի հետ `օգտագործելով UART- ը` Baud- ի նշված արագությամբ (լռելյայն 115200):

ՆՇՈՄՆԵՐ

1. ESP8266 Wi-Fi մոդուլը կարող է ծրագրավորվել Arduino IDE- ի միջոցով, և դա անելու համար հարկավոր է մի քանի փոփոխություն կատարել Arduino IDE- ում: Նախ, գնացեք Ֆայլ -> Նախապատվություններ Arduino IDE- ում և Լրացուցիչ խորհուրդների մենեջերների URL բաժնում: Այժմ գնացեք Գործիքներ -> Տախտակ -> Տախտակների կառավարիչ և որոնեք դաշտում ESP8266: Ընտրեք ESP8266 by ESP8266 համայնքը և կտտացրեք Տեղադրեք:

2.. ESP8266 մոդուլն աշխատում է 3.3 Վ էլեկտրամատակարարման վրա և դրանից ավելի մեծ բան, օրինակ ՝ 5 Վ լարման դեպքում, կսպանի SoC- ը: Այսպիսով, ECC8266 ESP-01 մոդուլի VCC կապը և CH_PD կապը միացված են 3.3 Վ լարման:

3. Wi-Fi մոդուլն ունի գործունեության երկու եղանակ ՝ ծրագրավորման ռեժիմ և նորմալ ռեժիմ: Mingրագրավորման ռեժիմում կարող եք ծրագիրը կամ որոնվածը վերբեռնել ESP8266 մոդուլում, իսկ նորմալ ռեժիմում ՝ բեռնված ծրագիրը կամ որոնվածը նորմալ կաշխատի:

4. mingրագրավորման ռեժիմը միացնելու համար GPIO0 կապը պետք է միացված լինի GND- ին: Շղթայի սխեմայում մենք SPDT անջատիչ ենք միացրել GPIO0 կապին: SPDT- ի լծակը միացնելով ՝ ESP8266- ը կփոխանցի mingրագրավորման ռեժիմի (GPIO0- ը միացված է GND- ին) և սովորական ռեժիմին (GPIO0- ը գործում է որպես GPIO Pin): Բացի այդ, RST- ը (Վերագործարկումը) կարևոր դեր կխաղա mingրագրավորման ռեժիմը միացնելու գործում: RST- ի քորոցը ակտիվ OWԱOWՐ քորոց է, ուստի այն միացված է GND- ին ՝ սեղմման կոճակի միջոցով: Այսպիսով, երբ կոճակը սեղմվի, ESP8266 մոդուլը կվերակայվի:

Միացում:

ESP8266 մոդուլի RX և TX կապումներն միացված են Arduino տախտակի RX և TX կապումներին: Քանի որ ESP8266 SoC- ն չի կարող հանդուրժել 5 Վ, Arduino- ի RX Pin- ը միացված է 1KΩ- ից և 2.2KΩ Resistor- ից կազմված մակարդակի փոխարկիչի միջոցով:

Wi-Fi մոդուլ ------ Arduino

ԵԿԿ ---------------- 3.3 Վ

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

CH_PD ---------------- 3.3 Վ

RST ---------------- GND (Սովորաբար բաց)

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

TX ---------------- Arduino- ի TX

RX ----------------- Arduino- ի RX (մակարդակի փոխարկիչի միջոցով)

Միացնելուց և կարգավորելուց հետո

ESP8266 ծրագրավորման ռեժիմում (GPIO0- ը միացված է GND- ին), միացրեք Arduino- ն համակարգին: Երբ ESP8266 մոդուլը միացված է, սեղմեք RST կոճակը և բացեք Arduino IDE- ն: Տախտակի ընտրանքներում (Գործիքներ -> Տախտակ) ընտրեք «Ընդհանուր ESP8266» տախտակը: Ընտրեք համապատասխան նավահանգստի համարը IDE- ում: Այժմ, բացեք Blink Sketch- ը և LED լուսամփոփը փոխեք 2 -ի: Այստեղ 2 -ը նշանակում է ESP8266 մոդուլի GPIO2 փին: Նախքան վերբեռնումը հարվածելը, համոզվեք, որ GPIO0- ը նախ միացված է GND- ին, այնուհետև սեղմեք RST կոճակը: Կտտացրեք վերբեռնման կոճակին, և ծածկագիրը կազմելու և վերբեռնելու համար կպահանջվի որոշ ժամանակ: Դուք կարող եք տեսնել առաջընթացը IDE- ի ներքևում: Successfullyրագիրը հաջողությամբ վերբեռնելուց հետո կարող եք հեռացնել GPIO0- ը GND- ից: GPIO2- ին միացված LED- ը կթարթվի:

Քայլ 6: րագիր

Isրագիրը նախատեսված է Arduino- ին LM75, Pulse մոդուլ, ԷՍԳ սենսոր և Wi-Fi մոդուլներ միացնելու համար:

Քայլ 7: ThingSpeak սերվերի տեղադրում

ThingSpeak- ը կիրառական հարթակ է: իրերի ինտերնետ. Այն բաց հարթակ է MATLAB վերլուծությամբ: ThingSpeak- ը թույլ է տալիս հավելված ստեղծել սենսորների կողմից հավաքված տվյալների շուրջ: ThingSpeak- ի առանձնահատկությունները ներառում են `իրական ժամանակի տվյալների հավաքագրում, տվյալների մշակում, արտացոլում, ծրագրեր և հավելումներ

ThingSpeak- ի հիմքում ThingSpeak ալիքն է: Տվյալները պահելու համար օգտագործվում է ալիք: Յուրաքանչյուր ալիք ներառում է 8 դաշտ ցանկացած տեսակի տվյալների համար, 3 տեղակայման դաշտ և 1 կարգավիճակի դաշտ: Երբ դուք ունեք ThingSpeak ալիք, կարող եք տվյալներ հրապարակել ալիքին, ThingSpeak- ին հանձնարարել մշակել տվյալները և այնուհետև ձեր դիմումը պահանջել ստանալ տվյալները:

ՔԱՅԼԵՐ

1. Ստեղծեք հաշիվ ThingSpeak- ում:

2. Ստեղծեք նոր ալիք և անվանեք այն:

3. Եվ ստեղծեք 3 պահված և յուրաքանչյուր անունի համար նշեք դրա անունը:

4. Ուշադրություն դարձրեք ThingSpeak- ի Channel ID- ին:

5. Նշեք API- ի բանալին:

6. Եվ նշեք դա Programրագրում `ESP8266- ի տվյալները փոխանցելու համար:

7. Այժմ պատկերացրեք տվյալները:

Քայլ 8: Եզրակացությունների կարգավորում (սարքավորում)

Մեր նախագծի ապարատային տեղադրումը Այն պարունակում է ծրագրի բոլոր ապարատային բաղադրիչները, և այն փաթեթավորված և տեղադրված կլինի հարմարավետ հիվանդների համար կրելի վերարկուով: Սենսորներով վերարկուն պատրաստված է մեր կողմից և այն ապահովում է օգտվողներին առանց սխալների չափում: Օգտագործողի կենսաբանական տվյալները, տեղեկատվությունը պահվում է ThingSpeak սերվերում ՝ երկարաժամկետ վերլուծության և մոնիտորինգի համար: Հենց դա է ծրագիրը ներառում առողջապահական համակարգում

ԿԱՐԳԱՎՈՐՈՄ:

1. Տեղադրեք սխեմաները բամբակյա տուփի ներսում:

2. Սոսինձ ատրճանակի օգտագործումը այն ամրացնում է տուփին:

3. Միացրեք մարտկոցը Arduino- ի VIN- ին մարտկոցի դրական տերմինալին և Arduino- ի GND- ը `մարտկոցի բացասական տերմինալին

4. Այնուհետեւ ամրացրեք տուփը վերարկուի ներսում `օգտագործելով սոսինձ ատրճանակ:

Սխալների ազատ կոդավորումը հաստատելուց հետո ծրագիրը գործարկվում է, և մեկը պատրաստ կլինի տեսնել Senor- ի ելքը Arduino- ի ելքի ցուցադրման պլատֆորմի վրա, իսկ ավելի ուշ տեղեկատվությունը վեբի միջոցով փոխանցվում է ThingSpeak Cloud- ին, և մենք պատրաստ ենք այն պատկերացնել աշխարհում: հարթակ: Վեբ ինտերֆեյսը կարող է մշակվել տվյալների արտացոլման, կառավարման և վերլուծության ավելի ֆունկցիոնալ իրականացման համար `օգտվողին ավելի լավ ինտերֆեյս և փորձ ապահովելու համար: Օգտագործելով առաջարկվող աշխատանքի կարգավորումը ՝ Բժիշկը կարող է 24*7 ստուգել հիվանդի վիճակը, և հիվանդի կարգավիճակի կտրուկ փոփոխությունների մասին կենաց ծանուցման միջոցով ծանուցվում է Բժիշկը կամ Բժշկական անձնակազմը: Ավելին, քանի որ տեղեկատվությունը հասանելի է Thingspeak սերվերում, հիվանդի վիճակը կարող է հեռակա կարգով ստուգվել մոլորակի ցանկացած վայրից: Բացի հիվանդի անցյալ տեղեկատվությունը տեսնելուց, մենք կարող ենք օգտագործել այս տեղեկատվությունը համապատասխան մասնագետների կողմից արագ ընկալելու և հիվանդի առողջությունը բուժելու համար: