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Covid-19-Patientenüberwachungsgerät basierend auf LoRa

Komponenten und Verbrauchsmaterialien

The Things Network The Things Uno
× 1
The Things Network The Things Gateway
× 1
Maxim Integrated MAXREFDES117# Entwicklung von Herzfrequenz- und Pulsoximetriemonitoren Plattform
× 1
Seeed Grove - Temperatursensor
× 1
Jumper (generisch)
× 1
DFRobot Gravity:Digital Push Button (Yellow)
× 1
Seeed Grove - Vibrationssensor (SW-420)
× 1
Summer
× 1
LED (generisch)
× 1
Seeed Grove - Temperatur-, Feuchtigkeits-, Druck- und Gassensor (BME680 )
× 1

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

Heißklebepistole (generisch)
Lötkolben (generisch)

Apps und Onlinedienste

Android Studio
Arduino Web Editor
Amazon Web Services AWS IoT
Microsoft Visual Studio Code-Erweiterung für Arduino

Über dieses Projekt

Sommerlich

Wir haben ein intelligentes Patientenüberwachungssystem vorgeschlagen, um den Gesundheitszustand der Patienten automatisch durch sensorbasierte verbundene Netzwerke zu überwachen. Dieses System wurde speziell für Covid-19-Patienten entwickelt. Mehrere Sensoren werden verwendet, um das biologische Verhalten eines Patienten zu erfassen. Die aussagekräftigen biologischen Informationen werden dann an die IoT-Cloud weitergeleitet. Das System ist intelligenter, kann den kritischen Zustand eines Patienten durch die Verarbeitung von Sensordaten erkennen und sofort eine Push-Benachrichtigung an Ärzte/Krankenschwestern sowie das Krankenhauspersonal senden. Die Ärzte und das Pflegepersonal profitieren von diesem System, indem sie ihre entsprechenden Patienten aus der Ferne ohne persönlichen Besuch beobachten. Auch Angehörige von Patienten können von diesem System mit eingeschränktem Zugang profitieren.

Beschreibung

Als Hauptcontroller dieses Überwachungssystems haben wir ein Things UNO (Lora Development Board) verwendet. Das Things UNO-Board sammelte die Informationen über die Gesundheitsparameter des Patienten von verschiedenen Sensoren (beschrieben im Abschnitt Hardwarekomponentenliste). Die Things UNO ist auch für die Übertragung von Daten an das Lora Gateway (The Things Gateway) verantwortlich. Das Lora-Gateway ist mit der AWS-Cloud verbunden. Als IoT-Cloud für dieses System wird die AWS IoT-Cloud-Plattform verwendet.

LISTE DER HARDWAREKOMPONENTEN

Der Notfallzustand eines Patienten wird durch die einfache mathematische Gleichung-I bestimmt,

wobei die genaue mathematische Notation über den Schwellenwert in Tabelle 1 erläutert wird.

Wir haben eine mobile Anwendung zur Visualisierung der Sensordaten entwickelt. Zur Anzeige der Echtzeitsensordaten, die aktuelle Gesundheitsparameter (aktueller Gesundheitszustand) eines Patienten enthalten, wurden verschiedene Diagramme und Messgeräte verwendet. Durch diese Anwendung können Ärzte oder Krankenschwestern ihre Patienten aus der Ferne überwachen, ohne die Intensivstation zu besuchen. Aufgrund der Natur der Intelligenz sendet das System die Push-Benachrichtigung an entsprechende Ärzte oder Pflegepersonal über die Notfallsituation des Patienten, wobei die Gleichung -I durch die Verarbeitung der Sensordaten den Notfallzustand eines Patienten bestimmt. Das Krankenhauspersonal (auf der Intensivstation verantwortliche Person) überwacht auch ständig mehr als einen Patienten gleichzeitig über unsere webbasierte, mit der Cloud verbundene Desktop-Anwendung (siehe Abbildung), was die Effizienz der Intensivstation verbessert. Alle Anwendungen waren mit der IoT-Cloud verbunden und visualisierten die Echtzeitdaten mit verschiedenen Arten von Diagrammen wie Messgerät, Sparkline, Text usw.

Mobile Anwendung des Patientenüberwachungssystems für Ärzte und Pflegepersonal. Das Gerät streamt die Sensordaten kontinuierlich in die IoT-Cloud und die Anwendung ist direkt mit der Cloud verbunden und visualisiert die Echtzeit mit verschiedenen Arten von Diagrammen. 

Fazit

Unser vorgeschlagenes System, das in diesem Projekt beschrieben wird, ermöglicht es Ärzten oder Krankenschwestern sowie Krankenhauspersonal, den Patienten auf der Intensivstation in Echtzeit zu überwachen, was die Effizienz und Servicequalität verbessert. Es besteht eine große Chance, dieses System als tragbares Gerät zu modifizieren, das es uns ermöglicht, ältere Menschen oder Babys von jedem Ort aus fernzuhören.

Referenz

1. Uddin, M. S., Alam, J. B. &Banu, S. (2017, September). Echtzeit-Patientenüberwachungssystem basierend auf dem Internet der Dinge. 2017 4. International Conference on Advances in Electrical Engineering (ICAEE) (S. 516-521). IEEE. DOI:10.1109/ICAEE.2017.8255410

Code

  • Quelle
sourceArduino
#include #include #include #include #include // Legen Sie Ihre AppEUI und AppKeyconst char fest *appEui =" 0000000000000000";const char *appKey ="00000000000000000000000000000000";#define loraSerial Serial1#define debugSerial Serial// Ersetzen Sie REPLACE_ME durch TTN_FP_EU868 oder TTN_FP_US915#define freqPlan REPLACE_ME//VARIABLE/2; der Meeresspiegeldruck in Ihrer Region (****)Adafruit_BME280 bme; // BME280 Sensnor-Deklaration unsigned long currentMillis; // Halten Sie die aktuelle Zeit // Pulsoximeter-Zeitspanne (Messzeitraum) #define REPORTING_PERIOD_MS 1000PulseOximeter pox;uint32_t tsLastReport =0; // Callback (unten registriert) wird ausgelöst, wenn ein Puls erkannt wirdvoid onBeatDetected () { // Serial.println ("Beat!");}void measure_pulse(){ pox.update(); if (millis() - tsLastReport> REPORTING_PERIOD_MS) { bpm=pox.getHeartRate(); tsLastReport =millis(); }}TheThingsNetwork ttn(loraSerial, debugSerial, freqPlan);void setup(){loraSerial.begin(57600); debugSerial.begin(9600); // Warten Sie maximal 10s auf Serial Monitor while (!debugSerial &&millis() <10000); debugSerial.println("--STATUS"); ttn.showStatus(); debugSerial.println("-- JOIN"); ttn.join(appEui, appKey); Serial.println (F ("BME280-Test")); Serial.println ("Initializing MAX30100"); pocken.begin(); pox.setOnBeatDetectedCallback(onBeatDetected); bool-Status; status =bme.begin(); if (!status) { Serial.println ("Konnte keinen gültigen BME280-Sensor finden, Verkabelung überprüfen!"); während (1); } pinMode (7, AUSGANG); PinMode (A0, EINGANG); pinMode (8, EINGANG); pinMode(6,INPUT);}void loop(){ debugSerial.println("-- LOOP"); h_rate =analogRead (A0); Taste =digitalRead(8); Temperatur =pox.getTemperature(); spo2 =pox.getSpO2(); bpm =bpm; Feuchtigkeit =bme.readHumidity(); Bewegung =digitalRead(6); Byte-Nutzlast[6]; payload[0] =highByte(bpm); Nutzlast[1] =lowByte(Temperatur); Nutzlast [2] =HighByte (Feuchtigkeit); Nutzlast [3] =lowByte (Bewegung); Nutzlast[4] =lowByte(spo2); Nutzlast[5] =lowByte (Schaltfläche); Nutzlast[6] =lowByte(h_rate); debugSerial.print("Temperatur:"); debugSerial.println (Temperatur); debugSerial.print("Luftfeuchtigkeit:"); debugSerial.println(Luftfeuchtigkeit); debugSerial.print("BPM:"); debugSerial.println(bpm); debugSerial.print("SPO2:"); debugSerial.println(spo2); debugSerial.print("H_rate:"); debugSerial.println(h_rate); debugSerial.print("Schaltfläche:"); debugSerial.println (Schaltfläche); debugSerial.print("Bewegung:"); debugSerial.println(Bewegung); ttn.sendBytes(Nutzlast, Größe(Nutzlast)); Verzögerung(20000);}

Schaltpläne


Herstellungsprozess

  1. Die neue Welt der Verwaltung des Internet der Dinge in Angriff nehmen
  2. Veröffentlichung der neuen MongoDB-basierten Geräteregistrierung in Eclipse Hono
  3. X.509-basierte Geräteauthentifizierung in Eclipse Hono
  4. Überwachung der Fortschritte bei Medizinprodukten
  5. Temperaturbasiertes Gerätesteuerungssystem mit LM35
  6. Überwachung des Internets der Dinge
  7. Skala ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit von NB-IoT und LoRa
  8. Mobile Konnektivität setzt einen neuen Standard für Telemedizin
  9. 5 Dinge, die Sie tun können, um sich auf kontobasiertes Marketing vorzubereiten
  10. Dinge, die bei der Entwicklung von Medizinprodukten zu beachten sind