Raksha - Ufuatiliaji wa Vitamini kwa Wafanyakazi wa Mbele: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Teknolojia za ufuatiliaji wa afya zinazovaliwa, pamoja na saa za macho na wafuatiliaji wa mazoezi ya mwili, zimevutia maslahi makubwa ya watumiaji katika miaka michache iliyopita. Sio tu kwamba maslahi haya yamehimizwa tu na ukuaji wa mahitaji ya haraka katika soko la teknolojia linaloweza kuvaliwa kwa ufuatiliaji wa kila mahali, unaoendelea, na unaoenea wa ishara muhimu, lakini umetekelezwa na maendeleo ya kiteknolojia ya kisasa katika sensa teknolojia na mawasiliano ya waya. Soko la teknolojia ya kuvaa lilikuwa na thamani ya zaidi ya $ 13.2 bilioni ifikapo mwisho wa 2016 na thamani yake inatabiriwa kufikia $ 34 bilioni ifikapo mwisho wa 2020.

Kuna sensorer nyingi za kupima vitili vya mwili wa binadamu ambazo ni muhimu kwa daktari au dawa kujua shida za kiafya. Sote tunajua kuwa daktari huangalia kwanza Kiwango cha Moyo kujua utofauti wa Kiwango cha Moyo (HRV) na joto la mwili. Lakini bendi za sasa zinazoweza kuvaliwa na vifaa vinashindwa kwa usahihi na kurudia kwa data iliyopimwa. Hii hufanyika sana kwa sababu ya kukosa mpangilio wa usawa wa mazoezi ya mwili na kusoma kwa makosa nk wengi hutumia sensorer za LED na Photodiode kulingana na Picha Plethysmography (PPG) kwa kipimo cha kiwango cha moyo.

vipengele:

• Vaa inayotumiwa na betri
• Hupima kiwango cha moyo wa wakati halisi na muda wa kupigwa kati (IBI)
• Hupima joto la mwili wakati halisi
• Viwanja vya wakati halisi kwenye maonyesho
• Hutuma data kupitia Bluetooth kwa simu ya rununu
• Takwimu zinaweza kurekodiwa na kupelekwa kwa daktari moja kwa moja kwa uchambuzi zaidi.
• Usimamizi mzuri wa betri na kulala pamoja.
• Kwa kutuma data kwenye wingu inaunda hifadhidata kubwa kwa watafiti wanaofanya kazi kwa suluhisho za matibabu kwa COVID-19.

Vifaa

Vifaa vinahitajika:

• SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 5V / 16MHz × 1
• sensa ya kunde × 1
• thermistor 10k × 1
• Battery inayoweza kuchajiwa tena, 3.7 V × 1
• Moduli ya Bluetooth ya HC-05 × 1

Programu za programu na huduma za mkondoni

Arduino IDE

Zana za mikono na mashine za kutengeneza

• Printa ya 3D (generic)
• Chuma cha kutengeneza (generic)

Hatua ya 1: Wacha tuanze

Hivi sasa, vifaa vya kisasa vya kuvaa bado haizingatii tu vipimo rahisi vya ufuatiliaji wa mwili kama idadi ya hatua zilizochukuliwa kwa siku, pia hufuatilia mambo muhimu ya kisaikolojia, kama vile Tofauti ya Kiwango cha Moyo (HRV), hatua za sukari, usomaji wa shinikizo la damu, na habari ya ziada inayohusiana na afya. Miongoni mwa ishara nyingi muhimu zilizopimwa, hesabu ya kiwango cha moyo (HR) imekuwa moja ya vigezo muhimu zaidi. Kwa miaka mingi, faili ya Electrocardiogram (ECG) imekuwa ikitumika kama mbinu kuu ya ufuatiliaji wa moyo kutambua ubaya wa mishipa na kugundua kasoro katika midundo ya moyo. ECG ni rekodi ya shughuli za umeme za moyo. Inaonyesha tofauti katika ukubwa wa ishara ya ECG dhidi ya wakati. Shughuli hii ya umeme iliyorekodiwa hutokana na uharibifu wa njia ya moyo na tishu za misuli ya moyo wakati wa kila mzunguko wa moyo. Ingawa teknolojia za jadi za ufuatiliaji wa moyo kwa kutumia ishara za ECG zimepata maboresho endelevu kwa miongo kadhaa kushughulikia mahitaji yanayobadilika ya watumiaji wao, haswa kwa usahihi wa kipimo.

Mbinu hizi, hadi sasa, hazijaboreshwa hadi kufikia kiwango cha kumpa mtumiaji kubadilika, uwekaji, na urahisi. Kwa mfano, ili ECG ifanye kazi kwa ufanisi, bio-elektroni kadhaa lazima ziwekwe katika maeneo fulani ya mwili; utaratibu huu unazuia sana kubadilika kwa kusonga na uhamaji wa watumiaji. Kwa kuongezea, PPG imejionyesha kuwa mbinu mbadala ya ufuatiliaji wa HR. Kwa kutumia uchambuzi wa kina wa ishara, ishara ya PPG inatoa uwezo mzuri wa kuchukua nafasi ya rekodi za ECG kwa uchimbaji wa ishara za HRV, haswa katika ufuatiliaji wa watu wenye afya. Kwa hivyo, kushinda mapungufu ya ECG, suluhisho mbadala inayotokana na teknolojia ya PPG inaweza kutumika. Kwa data hizi zote tunaweza kuhitimisha kuwa kupima kiwango cha moyo na joto la mwili na kuzichambua kujua ikiwa kuna joto la kawaida la mwili linapanda na viwango vya chini vya oksijeni ya SpO2 katika hemoglobini vitasaidia kugundua mapema COVID-19. Kwa kuwa kifaa hiki kinaweza kuvaliwa hii inaweza kusaidia wafanyikazi wa mbele kama vile madaktari, manesi, maafisa wa polisi na wafanyikazi wa usafi ambao wanafanya huduma ya mchana na usiku kupigana na COVID-19.

Pata sehemu zinazohitajika tunaweza kubadilisha maonyesho na aina ya sensa kulingana na mahitaji. Kuna sensa moja nzuri zaidi MAX30100 au MAX30102 kwa kipimo cha kiwango cha moyo kwa kutumia mbinu ya PPG. Ninatumia 10m thermistor kwa kipimo cha joto, mtu anaweza kutumia sensorer yoyote ya joto kama LM35 au DS1280 nk.

Hatua ya 2: Kubuni Kesi

Ili kuvaa kifaa kinachoweza kuvaliwa, inapaswa kufungwa katika kesi inayofaa ili kulinda kutokana na uharibifu, kwa hivyo niliendelea na kubuni kesi ambayo inaweza kutoshea sensorer zangu zote na MCU.

Hatua ya 3: Kukusanya Elektroniki

Sasa tunahitaji kuunganisha vifaa vyote vinavyohitajika, hapo awali nilikuwa na mpango wa kuchagua ESP12E kama MCU lakini kwa kuwa ina pini moja tu ya ADC na nilitaka kuunganisha vifaa 2 vya analog nilirudi Arduino na usanidi wa Bluetooth.

Karibu nichague ESP 12E

Pamoja na ESP mtu anaweza kutuma moja kwa moja data kwenye wingu inaweza kuwa seva ya kibinafsi au wavuti kama vile kusema na kushirikiwa moja kwa moja kwa wafanyikazi wanaohusika kutoka hapo.

Mpangilio

Uunganisho wa mapema wa kebo ulikuwa na maswala mengi na waya kuvunjika kwa sababu ya kupinduka na kugeukia nafasi iliyobanwa, baadaye nilihamia kwa waya ya shaba iliyokazwa kutoka kwa silaha ya motor DC. Ambayo ni nzuri kabisa napaswa kusema.

Hatua ya 4: Usimbuaji

Wazo la kimsingi ni kama hii.

Kanuni ya kufanya kazi ya sensorer za PPG kimsingi ni kwa kuangaza Nuru kwenye kidole cha kidole na kupima ukubwa wa nuru kwa kutumia diode ya picha. Hapa ninatumia sensorer ya kunde ya rafu kutoka www.pulsesensor.com. Nimetaja njia mbadala zingine katika sehemu ya sehemu. Tutapima tofauti ya voltage ya analog kwenye pini ya analog 0 ambayo, kwa upande wake, kipimo cha mtiririko wa damu kwenye kidole au kwenye mkono ambao tunaweza kupima kiwango cha moyo na IBI. 10k thermistor ya NTC, yangu hutolewa kutoka pakiti ya betri ya mbali. Hapa, thermistor ya aina ya NTC ya 10kΩ hutumiwa. NTC ya 10kΩ inamaanisha kuwa thermistor hii ina upinzani wa 10kΩ ifikapo 25 ° C. Voltage kwenye kipinga cha 10kΩ inapewa ADC ya pro-mini-board.

Joto linaweza kupatikana kutoka kwa upinzani wa thermistor kwa kutumia usawa wa Steinhart-Hart. Joto katika Kelvin = 1 / (A + B [ln (R)] + C [ln (R)] ^ 3) ambapo A = 0.001129148, B = 0.000234125 na C = 8.76741 * 10 ^ -8 na R ni upinzani wa thermistor. Kumbuka kuwa log () in Arduino kweli ni logi ya asili.

int thermistor_adc_val;

pato_voltage mara mbili, thermistor_resistance, therm_res_ln, joto, tempf; thermistor_adc_val = AnalogSoma (thermistor_output);

pato_voltage = ((thermistor_adc_val * 3.301) / 1023.0);

thermistor_resistance = ((3.301 * (10 / pato_voltage)) - 10);

/ * Upinzani katika kilo ohms * /

thermistor_resistance = thermistor_resistance * 1000;

/ * Upinzani katika ohms * /

therm_res_ln = logi (thermistor_resistance);

/ * Steinhart-Hart Thermistor Equation: * / / * Joto katika Kelvin = 1 / (A + B [ln (R)] + C [ln (R)] ^ 3) * / / * ambapo A = 0.001129148, B = 0.000234125 na C = 8.76741 * 10 ^ -8 * / joto = (1 / (0.001129148 + (0.000234125 * therm_res_ln) + (0.0000000876741 * therm_res_ln * therm_res_ln * therm_res_ln))); / * Joto katika Kelvin * / joto = joto - 273.15; / * Joto kwa digrii Celsius * /

Serial.print ("Joto kwa digrii Celsius =");

Serial.println (joto);

Nambari kamili inaweza kupatikana hapa.

Hatua ya 5: Upimaji na Kufanya kazi

Hatua ya 6: Uboreshaji wa Baadaye na Hitimisho

Maboresho ya baadaye:

• Ningependa kuongeza huduma zifuatazo:
• Kutumia ML ndogo na Tensorflow lite kugundua hali mbaya.
• Kuongeza betri kwa kutumia BLE
• Programu ya Android ya arifa za kibinafsi na maoni kuhusu afya
• Kuongeza motor ya kutetemeka kwa kuonya

Hitimisho:

Kwa msaada wa sensorer ya openource na vifaa vya elektroniki, tunaweza kufanya mabadiliko katika maisha ya wafanyikazi wa mstari wa mbele kwa kugundua dalili za COVID-19 yaani, tofauti katika HRV na joto la Mwili mtu anaweza kugundua mabadiliko na kuwashauri kupata karantini ili kuzuia kuenea. ya ugonjwa. Sehemu bora ya kifaa hiki ni, ni chini ya $ 15 ambayo ni ya bei rahisi kuliko tracker yoyote inayopatikana ya mazoezi ya mwili nk na kwa hivyo serikali inaweza kuifanya na kuwalinda wafanyikazi wa mstari wa mbele.