Разработка системы удалённого мониторинга состояния здоровья пациента на базе микроконтроллера Raspberry Pi Pico W

Размещено на http://allbest.ru

Разработка системы удалённого мониторинга состояния здоровья пациента на базе микроконтроллера Raspberry Pi Pico W

Коробейников А.В., Казачков Д.В., Скороходов Р.В.

Аннотация

В данной работе рассматривается разработка системы удалённого мониторинга состояния здоровья пациента на базе микроконтроллера Raspberry Pi Pico W.

Актуальность исследования обусловлена растущей потребностью в эффективных методах дистанционного наблюдения за пациентами, что особенно важно в условиях современного здравоохранения.

Основной целью работы является создание системы, способной собирать, анализировать и передавать данные о состоянии здоровья пациента, используя как реальные датчики, так и заранее подготовленные файлы данных. медицина дистанционный наблюдение здравоохранение

Ключевые слова: удалённый мониторинг, состояние здоровья, пациенты, микроконтроллер, телемедицина, интернет вещей, датчики, электрокардиограмма, программное обеспечение, запись данных, обработка сигналов.

В последние годы наблюдается значительный рост интереса к технологиям дистанционного мониторинга здоровья.

Это связано с возрастающей потребностью в эффективном и своевременном контроле за состоянием пациентов. Разработка системы удалённого мониторинга на базе микроконтроллера Raspberry Pi Pico W отвечает современным требованиям телемедицины, предлагая доступное и гибкое решение для непрерывного наблюдения за физиологическими показателями пациентов.

Основными задачами данной работы являются:

1. Получение физиологических сигналов из файла (в режиме эмуляции) или с датчиков, подключенных к микроконтроллеру.

2. Запись результатов мониторинга в файлы на устройстве.

3. Передача текущих данных мониторинга по сети на сервер.

Основные компоненты системы. Для более наглядного представления реализую структуру мониторной аппаратуры. Рисунок.

Рисунок. Структура мониторной аппаратуры.

В основе функционирования системы лежат два типа скриптов.

Скрипты, работающие на микроконтроллере: эти скрипты запускаются непосредственно на микроконтроллере Raspberry Pi Pico W и выполняют задачи по сбору данных с датчиков, обработке этих данных и передаче их на сервер. Они включают код для подключения к Wi-Fi сети, работы с датчиками через интерфейсы I2C или ADC, а также отправки данных на сервер с помощью протокола MQTT или HTTP.

Рисунок 1. Те1едгат.Чат-бот.

Рисунок 2. Успешная отправка файлов.

Скрипты, работающие на сервере: эти скрипты размещены на удаленном сервере и обрабатывают данные, поступающие от микроконтроллера. Они инициируют запуск после получения данных и могут выполнять задачи по хранению данных в хранилище, анализу данных и предоставлении информации для медицинского персонала.

Рисунок 3. Визуализация физиологических показаний здоровья пациента с помощью облачного сервиса.

Рисунок 4. Хранение накопленнях файлов в Google Drive.

Итогом работы стал прототип системы, который продемонстрировал стабильную работу как в реальном времени, так и в режиме эмуляции данных.

Система обеспечивает непрерывный мониторинг состояния здоровья пациента, передавая данные по сети с датчиков или из файлов. Все заявленные функциональные возможности были подтверждены в процессе тестирования, что доказывает готовность системы к дальнейшему использованию и внедрению.

Список литературы

1. Дистанционные медицинские консультации пациентов: что изменилось в России за 20 лет. [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/distantsionnye-meditsinskie-konsultatsii-patsientov-chto-izmenilos-v-rossii-za-20-let (дата обращения: 11.06.2024);

2. Язык программирования MicroPython. [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/articles/448702/ (дата обращения: 25.06.2024);

3. Документация по MicroPython. [Электронный ресурс]. URL: https://micropython.OTg/ (дата обращения: 22.06.2024);

4. Документация по Pi Pico W. [Электронный ресурс]. URL: https://w.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/ raspberry-pi .pico html (дата обращения: 27.06.2024); Документация по IDE Thonny. [Электронный ресурс]: URL: https://wiki. amperka.ru/articles:thonny-python-ide (дата обращения: 22.06.2024);

5. Документация по MicroPython. [Электронный ресурс]. URL: https://docs.micropython.org/en/latest/ (дата обращения: 10.07.2024);

6. Документация по Adafruit. [Электронный ресурс]. URL: https://io.adafruit.com/api/docs/#adafruit-i o-http-api (дата обращения: 12.07.2024);

7. Документация по Zapier. [Электронный ресурс]. URL: https://platform.zapier.com/ (дата обращения: 16.07.2024);

8. Протокол MQTT: концептуальное погружение. [Электронный ресурс]. URL: https://habr.com/ru/articles/463669/ (дата обращения: 19.07.2024);

9. Документация по Webhook. [Электронный ресурс]. URL: https://help.zapier.com/hc/en-us/articles/8496083355661- How-to-Get-Started-with-Webhooks-by-Zapier (дата обращения: 01.07.2024)

Abstract

Development of system for remote monitoring of patient's health status based on Raspberry Pi Pico w Microcontroller