आईओटी का उपयोग कर पहनने योग्य स्वास्थ्य देखभाल प्रणाली: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

वर्तमान कार्य में, सेंसर को लपेटा गया है

पहनने योग्य कोट और यह उपयोगकर्ता के तापमान, ईसीजी, स्थिति, रक्तचाप और बीपीएम को मापता है और इसे थिंगस्पीक सर्वर के माध्यम से भेजता है। यह मापा डेटा का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व प्रदर्शित करता है। डेटा परिवर्तन Arduino के मुख्य कोर नियंत्रक द्वारा किया जाता है। जब सेंसर उपाय होते हैं तो Arduino प्रोग्राम चलाएगा और प्रोग्राम में थिंगस्पीक एपीआई कुंजी भी डाली जाएगी।

चरण 1: घटकों को पुनः प्राप्त किया गया

1. अरुडिनो यूएनओ

2. एलएम 75 (तापमान सेंसर)

3. AD8232 (ईसीजी सेंसर)

4. HW01 (पल्स सेंसर)

5. ESP8266 (वाई-फाई मॉड्यूल)

6. बाइनरी तार

7. डिबगिंग के लिए यूएसबी केबल

8. लिथियम आयन बैटरी पैक 4(9v)

9. रेन कोट

10. कॉटन बॉक्स (25X25cm)

11. 2 छड़ियों के साथ गोंद बंदूक।

चरण 2: LM75 और Arduino को जोड़ना

LM75 में Arduino के साथ I2C प्रोटोकॉल शामिल है। तो, तापमान समझ में आता है और यह इनबिल्ट 9 बिट डेल्टा सिग्मा एनालॉग से डिजिटल कनवर्टर का उपयोग करके डिजिटल डेटा में परिवर्तित हो जाएगा। LM75 सटीकता के कारण इसका उपयोग उपयोगकर्ता के तापमान को मापने के लिए किया जाता है। सेंसर का रेजोल्यूशन 9 बिट है और इसमें 7 बिट स्लेव एड्रेस है। इसलिए, डेटा प्रारूप दास पते के साथ दो का पूरक है। LM75 सेंसर की ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी 400KHz है। LM75 में शोर वातावरण में संचार विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए कम पास फिल्टर होता है।

Arduino पिन A4 और A5 में दो वायर इंटरफ़ेस संचार शामिल हैं, इसलिए इसे LM75 के SDA और SCL पिन से जोड़ा जाएगा।

LM75 ------ ARDUINO

एससीएल ---- ए5 (एनालॉग इन)

एसडीए ---- ए 4 (एनालॉग इन)

वीसीसी ---- 3.3V

जीएनडी ---- जीएनडी

चरण 3: पल्स मॉड्यूल और Arduino के बीच संबंध

इस काम में पल्स सेंसर का इस्तेमाल किया जाता है। पल्स सेंसर एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किया गया प्लग एंड प्ले सेंसर है जिसके माध्यम से उपयोगकर्ता लाइव हार्ट रेट या पल्स रेट डेटा ले सकता है और इसे जहां चाहे वहां फीड कर सकता है।

पल्स सेंसर को Arduino Uno Board से निम्नानुसार कनेक्ट करें: + से +5V और - GND S से A0 तक। एलसीडी को Arduino Uno बोर्ड से निम्न प्रकार से कनेक्ट करें: VSS से +5V और VDD से GND और RS से 12 और RW से GND और E से D11 और D4 से D5 और D5 से D4 और D6 से D3 और D7 से D2 और A/VSS को +5V और K/VDD से GND। निम्नलिखित के रूप में 10K पोटेंशियोमीटर को LCD से कनेक्ट करें: डेटा को v0 और VCC से +5V तक। एलईडी को Arduino से निम्नलिखित के रूप में कनेक्ट करें: LED1 (RED, ब्लिंक पिन) से D13 और LED2 (GREEN, फ़ेड रेट) को D8 से।

पल्स सेंसर ------ Arduino

वीएसएस ------ +5वी

जीएनडी ------ जीएनडी

एस ----- ए0

जब सेंसर त्वचा को छूता है तो सेंसर पर लगी एलईडी झपकती है।

चरण 4: ईसीजी सेंसर और अरुडिनो के बीच संबंध

AD8232 ECG सेंसर को Arduino के साथ जोड़ा गया है और इलेक्ट्रोड्स को लेफ्ट आर्म, राइट आर्म और राइट लेग पर रखा गया है। इसमें राइट लेग ड्राइव सर्किट के फीडबैक के रूप में कार्य करता है। इलेक्ट्रोड से तीन इनपुट होते हैं जो हृदय की विद्युत गतिविधि को मापते हैं और इसे एलईडी द्वारा इंगित किया जाएगा। शोर को कम करने के लिए इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर (बीडब्ल्यू: 2 किलोहर्ट्ज़) का उपयोग किया जाता है और गति कलाकृतियों और इलेक्ट्रोड आधा सेल क्षमता को कम करने के लिए दो उच्च पास फ़िल्टर का उपयोग किया जाता है। AD8232 को तीन इलेक्ट्रोड कॉन्फ़िगरेशन के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है।

कनेक्शन: लेफ्ट आर्म इलेक्ट्रोड AD8232 के +IN पिन से जुड़ा है और राइट आर्म इलेक्ट्रोड AD8232 के -IN पिन से जुड़ा है और राइट लेग फीडबैक AD8232 के RLDFB पिन से जुड़ा है। इस सेंसर में लीड ऑफ डिटेक्शन एसी या डीसी है। इसके लिए एसी का इस्तेमाल किया जाता है। LO- पिन Arduino के एनालॉग पिन (11) से जुड़ा है और LO+ पिन Arduino के एनालॉग पिन (10) से जुड़ा है और इलेक्ट्रोड से आउटपुट Arduino के A1 पिन से जुड़ा है।

ईसीजी सेंसर ------ अरुडिनो

एलओ ------ एनालॉग पिन(11)

एलओ+ ------ एनालॉग पिन(10)

आउटपुट ------ A1

रोगी के शरीर पर लगाए गए इलेक्ट्रोड त्वचा पर इलेक्ट्रो पोटेंशिअल के छोटे बदलावों का पता लगाते हैं जो हृदय की धड़कन के दौरान हृदय की मांसपेशियों के विध्रुवण से उत्पन्न होते हैं, जो पारंपरिक ट्रिपल ईसीजी के विपरीत होता है, जिसमें रोगी के अंगों और छाती पर इलेक्ट्रोड लगाए जाते हैं। ईसीजी सिग्नल को मापने में पीआर अंतराल और क्यूआर अंतराल चरण और आयाम अवधि असामान्य स्थितियों में भिन्न होती है। असामान्यताओं को Arduino प्रोग्रामिंग में परिभाषित किया गया है।

सामान्य ईसीजी पैरामीटर असामान्य ईसीजी पैरामीटर

पी वेव 0.06-0.11 <0.25 ------------------------------------------- ------------- चपटी या उलटी टी तरंगे कोरोनरी इस्किमिया

क्यूआरएस कॉम्प्लेक्स <0.12 0.8-1.2 ------------------------------------------- ------- क्यूआरएस बंडल शाखा ब्लॉक में वृद्धि

टी वेव 0.16 <0.5 ------------------------------------------- ------------------ बढ़ा हुआ पीआर एवी ब्लॉक

क्यूटी अंतराल 0.36-0.44 ------------------------------------------- --------------- लघु क्यूटी अंतराल अतिकैल्शियमरक्तता

पीआर अंतराल 0.12-0.20 ------------------------------------------- ------ लंबा पीआर, क्यूआरएस चौड़ा, क्यूटी छोटा हाइपरकेलेमिया

ईसीजी सिग्नल में असामान्यताएं दिखाता है जो कि इसे अरुडिनो कोडिंग में शामिल किया जाएगा और जब असामान्यताएं होती हैं तो इसे विशेष मोबाइल नंबरों पर अलर्ट संदेश के रूप में भेजा जाएगा। हमारे पास अलग पुस्तकालय फ़ाइल है जो प्रोग्राम में शामिल है

चरण 5: वाई-फाई मॉड्यूल और अरुडिनो को इंटरफेस करना

ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल कम लागत वाला स्टैंडअलोन वायरलेस ट्रांसीवर है जिसका उपयोग एंड-पॉइंट IoT विकास के लिए किया जा सकता है। ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए इंटरनेट कनेक्टिविटी को सक्षम बनाता है। यह सर्वर/क्लाइंट से जुड़ने के लिए टीसीपी/यूडीपी संचार प्रोटोकॉल का उपयोग करता है। ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल के साथ संचार करने के लिए, माइक्रोकंट्रोलर को एटी कमांड के सेट का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। माइक्रोकंट्रोलर निर्दिष्ट बॉड दर (डिफ़ॉल्ट 115200) वाले UART का उपयोग करके ESP8266-01 वाई-फाई मॉड्यूल के साथ संचार करता है।

टिप्पणियाँ:

1. ESP8266 वाई-फाई मॉड्यूल को Arduino IDE का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है और ऐसा करने के लिए आपको Arduino IDE में कुछ बदलाव करने होंगे। सबसे पहले, Arduino IDE और अतिरिक्त बोर्ड प्रबंधक URL अनुभाग में फ़ाइल -> वरीयताएँ पर जाएँ। अब, टूल्स -> बोर्ड -> बोर्ड मैनेजर पर जाएं और सर्च फील्ड में ESP8266 खोजें। ESP8266 समुदाय द्वारा ESP8266 चुनें और इंस्टॉल पर क्लिक करें।

2.. ESP8266 मॉड्यूल 3.3V बिजली की आपूर्ति पर काम करता है और इससे अधिक कुछ भी, उदाहरण के लिए 5V की तरह, SoC को मार देगा। तो, ESP8266 ESP-01 मॉड्यूल का VCC पिन और CH_PD पिन 3.3V आपूर्ति से जुड़ा है।

3. वाई-फाई मॉड्यूल के संचालन के दो तरीके हैं: प्रोग्रामिंग मोड और सामान्य मोड। प्रोग्रामिंग मोड में, आप प्रोग्राम या फर्मवेयर को ESP8266 मॉड्यूल पर अपलोड कर सकते हैं और सामान्य मोड में, अपलोड किया गया प्रोग्राम या फर्मवेयर सामान्य रूप से चलेगा।

4. प्रोग्रामिंग मोड को सक्षम करने के लिए, GPIO0 पिन को GND से जोड़ा जाना चाहिए। सर्किट आरेख में, हमने एक SPDT स्विच को GPIO0 पिन से जोड़ा है। SPDT के लीवर को टॉगल करने से ESP8266 प्रोग्रामिंग मोड (GPIO0 GND से जुड़ा है) और सामान्य मोड (GPIO0 GPIO पिन के रूप में कार्य करता है) के बीच स्विच हो जाएगा। साथ ही, प्रोग्रामिंग मोड को सक्षम करने में RST (रीसेट) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा। RST पिन एक सक्रिय LOW पिन है और इसलिए, यह पुश बटन के माध्यम से GND से जुड़ा होता है। इसलिए, जब भी बटन दबाया जाएगा, ESP8266 मॉड्यूल रीसेट हो जाएगा।

कनेक्शन:

ESP8266 मॉड्यूल के RX और TX पिन Arduino बोर्ड पर RX और TX पिन से जुड़े हैं। चूंकि ESP8266 SoC 5V को सहन नहीं कर सकता है, Arduino का RX पिन 1KΩ और 2.2KΩ रेसिस्टर से युक्त एक स्तर कनवर्टर के माध्यम से जुड़ा हुआ है।

वाई-फाई मॉड्यूल ------ Arduino

वीसीसी ----------------- 3.3V

जीएनडी ----------------- जीएनडी

सीएच_पीडी ----------------- 3.3V

आरएसटी ----------------- जीएनडी (सामान्य रूप से खुला)

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

TX ----------------- Arduino का TX

RX ----------------- Arduino का RX (लेवल कन्वर्टर के माध्यम से)

कनेक्ट करने और कॉन्फ़िगर करने के बाद:

प्रोग्रामिंग मोड में ESP8266 (GPIO0 GND से जुड़ा है), Arduino को सिस्टम से कनेक्ट करें। ESP8266 मॉड्यूल चालू होने के बाद, RST बटन दबाएं और Arduino IDE खोलें। बोर्ड विकल्प (टूल्स -> बोर्ड) में, "जेनेरिक ESP8266" बोर्ड का चयन करें। आईडीई में उपयुक्त पोर्ट नंबर का चयन करें। अब, ब्लिंक स्केच खोलें और एलईडी पिन को 2 में बदलें। यहां, 2 का अर्थ है ESP8266 मॉड्यूल का GPIO2 पिन। अपलोड को हिट करने से पहले सुनिश्चित करें कि GPIO0 पहले GND से जुड़ा है और फिर RST बटन दबाएं। अपलोड बटन दबाएं और कोड को संकलित और अपलोड करने में कुछ समय लगेगा। आप आईडीई के निचले भाग में प्रगति देख सकते हैं। एक बार प्रोग्राम सफलतापूर्वक अपलोड हो जाने के बाद, आप GPIO0 को GND से हटा सकते हैं। GPIO2 से जुड़ी एलईडी झपकेगी।

चरण 6: कार्यक्रम

कार्यक्रम Arduino के लिए LM75, पल्स मॉड्यूल, ECG सेंसर और वाई-फाई मॉड्यूल को इंटरफेस करने के लिए है

चरण 7: थिंगस्पीक सर्वर सेटअप

थिंगस्पीक के लिए एक एप्लीकेशन प्लेटफॉर्म है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स। यह MATLAB एनालिटिक्स के साथ एक खुला मंच है। थिंगस्पीक आपको सेंसर द्वारा एकत्र किए गए डेटा के आसपास एक एप्लिकेशन बनाने की अनुमति देता है। थिंगस्पीक की विशेषताओं में शामिल हैं: रीयल-टाइम डेटा संग्रह, डेटा प्रोसेसिंग, विज़ुअलाइज़ेशन, ऐप्स और प्लगइन्स

थिंगस्पीक के केंद्र में एक थिंगस्पीक चैनल है। डेटा को स्टोर करने के लिए एक चैनल का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक चैनल में किसी भी प्रकार के डेटा के लिए 8 फ़ील्ड, 3 स्थान फ़ील्ड और 1 स्थिति फ़ील्ड शामिल हैं। एक बार आपके पास एक ThingSpeak चैनल हो जाने पर आप चैनल पर डेटा प्रकाशित कर सकते हैं, ThingSpeak को डेटा संसाधित करने के लिए कह सकते हैं, और फिर अपने एप्लिकेशन से डेटा पुनर्प्राप्त कर सकते हैं।

कदम:

1. थिंगस्पीक में एक खाता बनाएँ।

2. नया चैनल बनाएं और उसे नाम दें।

3. और 3 फाइल बनाएं और प्रत्येक फाइल के लिए उसका नाम निर्दिष्ट करें।

4. थिंगस्पीक की चैनल आईडी नोट करें।

5. एपीआई कुंजी नोट करें।

6. और ESP8266 से डेटा पास करने के लिए प्रोग्राम में इसका उल्लेख करें।

7. अब विज़ुअलाइज़ डेटा प्राप्त होता है।

चरण 8: निष्कर्ष सेटअप (हार्डवेयर)

हमारी परियोजना का हार्डवेयर सेटअप इसमें परियोजना के सभी हार्डवेयर घटक शामिल हैं और यह रोगियों के लिए आरामदायक पहनने योग्य कोट में पैक और सम्मिलित किया जाएगा। सेंसर के साथ कोट हमारे द्वारा बनाया गया है और यह उपयोगकर्ताओं को त्रुटि मुक्त माप प्रदान करता है। उपयोगकर्ता का जैविक डेटा, जानकारी लंबी अवधि के विश्लेषण और निगरानी के लिए थिंगस्पीक सर्वर में संग्रहीत की जाती है। यह वही है जो परियोजना स्वास्थ्य सेवा प्रणाली में शामिल है

सेट अप:

1. सर्किट को कॉटन बॉक्स के अंदर रखें।

2. गोंद बंदूक का उपयोग करके इसे बॉक्स में ठीक किया जा सकता है।

3. बैटरी को Arduino के VIN से बैटरी के धनात्मक टर्मिनल से और Arduino के GND को बैटरी के ऋणात्मक टर्मिनल से कनेक्ट करें

4. फिर ग्लू गन की मदद से बॉक्स को कोट के अंदर लगा दें।

एक बार त्रुटि मुक्त कोडिंग स्थापित हो जाने के बाद कार्यक्रम निष्पादित हो जाता है और कोई व्यक्ति Arduino आउटपुट डिस्प्ले जैसे प्लेटफॉर्म पर सेनर आउटपुट देखने के लिए तैयार होगा और बाद में जानकारी वेब के माध्यम से थिंगस्पीक क्लाउड में स्थानांतरित कर दी जाएगी और हम इसे दुनिया पर देखने के लिए तैयार होंगे। मंच। उपयोगकर्ता को बेहतर इंटरफ़ेस और अनुभव प्रदान करने के लिए डेटा विज़ुअलाइज़ेशन, प्रबंधन और विश्लेषण में अधिक कार्यक्षमता के कार्यान्वयन के लिए वेब इंटरफ़ेस विकसित किया जा सकता है। प्रस्तावित कार्य की व्यवस्था का उपयोग करके चिकित्सक 24*7 रोगी की स्थिति की जांच कर सकता है और रोगी की स्थिति में किसी भी आकस्मिक परिवर्तन की सूचना डॉक्टर या पैरामेडिकल स्टाफ को टोस्ट अधिसूचना के माध्यम से दी जाती है। इसके अलावा, चूंकि थिंग्सपीक सर्वर में जानकारी उपलब्ध है, इसलिए रोगी की स्थिति को ग्रह पर कहीं से भी दूर से जांचा जा सकता है। केवल रोगी की विकृत जानकारी देखने के अलावा, हम संबंधित विशेषज्ञों द्वारा रोगी के स्वास्थ्य को तुरंत समझने और रोगी के स्वास्थ्य का इलाज करने के लिए इस जानकारी का उपयोग कर सकते हैं।