intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đồ án tốt nghiệp: Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện

Chia sẻ: Xylitol Extra | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:117

Thêm vào BST
Báo xấu
106
lượt xem 30
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài “Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện” hướng đến mục tiêu tự động hoá trong bệnh viện, góp phần xây dựng bệnh viện hiện đại, thông minh, giảm bớt gánh nặng công việc cho đội ngũ nhân viên ngành y tế, với các mục tiêu cụ thể: Robot hoạt động ở hai chế độ là tự di chuyển theo quỹ đạo cố định đã định sẵn và chế độ điều khiển từ ứng dụng được cài đặt trên điện thoại chạy hệ điều hành Android để vận chuyển các mẫu xét nghiệm theo yêu cầu của đội ngũ nhân viên bệnh viện từ các phòng lấy mẫu đến phòng xét nghiệm, hoặc đến các phòng khác.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện

  1. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ROBOT VẬN CHUYỂN MẪU XÉT NGHIỆM TRONG BỆNH VIỆN GVHD: ThS. Ngô Bá Việt SVTH: Đinh Việt Hùng MSSV: 14141137 SVTH: Đặng Thị Huỳnh Như MSSV: 14141219 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2019
  2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH --------------------------------- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG ĐỀ TÀI: ROBOT VẬN CHUYỂN MẪU XÉT NGHIỆM TRONG BỆNH VIỆN GVHD: ThS. Ngô Bá Việt SVTH: Đinh Việt Hùng MSSV: 14141137 SVTH: Đặng Thị Huỳnh Như MSSV: 14141219 Tp. Hồ Chí Minh - 01/2019
  3. Báo cáo đồ án tốt nghiệp TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2018 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đinh Việt Hùng MSSV: 14141137 Đặng Thị Huỳnh Như MSSV: 14141219 Chuyên ngành: Điện tử công nghiệp Mã ngành: 14941 Hệ đào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: K14941 Khóa: 2014 Lớp: 14941DT I. TÊN ĐỀ TÀI: ROBOT VẬN CHUYỂN MẪU XÉT NGHIỆM TRONG BỆNH VIỆN II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu: - Mô đun ESP8266, các thiết bị ngoại vi như cảm biến siêu âm, động cơ servo, động cơ giảm tốc. - Kit Raspberry Pi 3 Model B và Raspberry Pi Camera Rev 1.3. - Điện thoại chạy hệ điều hành Android. 2. Nội dung thực hiện: - Tìm hiểu về xử lý ảnh, thư viện OpenCV và phương pháp nhận dạng làn đường. - Tìm hiểu phương pháp trực tiếp hình ảnh lên web tĩnh. - Lựa chọn phần cứng, nghiên cứu, phân tích nguyên tắc hoạt động của từng khối để xây dựng mô hình hoàn chỉnh cho hệ thống. - Lập trình Linux, HTML, Python trên Raspbery Pi 3. - Lập trình Android trên phần mềm Android Studio. - Lập trình Arduino. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 03/10/2018 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH i
  4. Báo cáo đồ án tốt nghiệp IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 19/01/2018 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Ngô Bá Việt CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii
  5. Báo cáo đồ án tốt nghiệp TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ----o0o---- Tp. HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2018 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Đinh Việt Hùng Lớp: 14941DT MSSV: 14141137 Họ tên sinh viên 2: Đặng Thị Huỳnh Như Lớp: 14941DT MSSV: 14141219 Tên đề tài: ROBOT VẬN CHUYỂN MẪU XÉT NGHIỆM TRONG BỆNH VIỆN Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD 1/10/2018 - Chọn đề tài. 7/10/2018 8/10/2018 - Viết đề cương chi tiết. 14/11/2018 15/10/2018 - Tìm hiểu xử lý ảnh, phương pháp nhận dạng làn 21/10/2018 đường cơ bản. 22/10/2018 - Cài đặt hệ điều hành và các thư viện cho 28/10/2018 Raspberry Pi, tìm hiểu ngôn ngữ lập trình Python trên Raspberry Pi. 29/10/2018 - Thiết kế và thi công khung robot. 4/11/2018 5/11/2018 - Vẽ sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, sơ đồ nối dây và 11/11/2018 tiến hành lắp ráp mô hình. 12/11/2018 - Lập trình Android, lập trình Linux, lập trình 9/12/2018 Python, lập trình Arduino. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii
  6. Báo cáo đồ án tốt nghiệp 10/12/2018 - Hoàn thành mô hình. 23/12/2018 Kiểm tra sự hoạt động của robot. 24/12/2018 - Chỉnh sửa lỗi phần cứng và các lỗi lập trình. 30/12/2018 Kiểm tra lại sự hoạt động của robot. 31/12/2018 - Viết báo cáo. 6/1/2019 GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iv
  7. Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Đề tài này do nhóm chúng tôi thực hiện có sự tham khảo một số tài liệu và công trình nghiên cứu được đính kèm trong tài liệu tham khảo và không sao chép từ tài liệu hay công trình đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Đinh Việt Hùng Đặng Thị Huỳnh Như BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH v
  8. Báo cáo đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Nhóm thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn Thầy Ths.Ngô Bá Việt và các thầy cô trong Khoa Điện - Điện Tử đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm quý báu cũng như hỗ trợ phương tiện vật tư trong suốt quá trình tìm hiểu, nghiên cứu đề tài. Đặc biệt con xin cảm ơn cha mẹ đã tạo điều kiện cho con học tập, nghiên cứu. Luôn động viên, quan tâm và ủng hộ con trong thời gian qua. Ngoài ra, nhóm cũng xin cảm ơn sự chia sẻ, hỗ trợ từ các anh chị, bạn bè trong khoa đã hướng dẫn và giới thiệu tài liệu tham khảo thêm trong việc thực hiện nghiên cứu. Trân trọng Nhóm thực hiện đồ án Đinh Việt Hùng – Đặng Thị Huỳnh Như BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vi
  9. Báo cáo đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ........................................................................ i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .............................................. iii LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................... v LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... vi MỤC LỤC ............................................................................................................ vii DANH MỤC HÌNH............................................................................................... xi DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... xiv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................xv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................... 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................. 1 1.2. MỤC TIÊU ...................................................................................................... 2 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................ 2 1.4. GIỚI HẠN ....................................................................................................... 3 1.5. BỐ CỤC .......................................................................................................... 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................ 4 2.1. ROBOT VẬN CHUYỂN PHỤC VỤ TRONG LĨNH VỰC Y TẾ .................... 4 2.1.1. Giới thiệu ...................................................................................................... 4 2.1.2. Một số robot vận chuyển trong bệnh viện...................................................... 4 2.1.2.1. Robot Noah ................................................................................................. 4 2.1.2.2. Robot RP7................................................................................................... 5 2.1.2.3. Robot vận chuyển chất thải y tế ở Anh ........................................................ 6 2.1.2.4. Robot TUG ................................................................................................. 7 2.2. PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG LINE ........................................................... 7 2.2.1. Giới thiệu ...................................................................................................... 7 2.2.2. Thuật toán Contour ....................................................................................... 8 2.2.2.1. Giới thiệu .................................................................................................... 8 2.2.2.2. Thuật toán ................................................................................................... 8 2.2.3. Thuật toán Moment ......................................................................................12 2.2.3.1. Giới thiệu .................................................................................................. 12 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vii
  10. Báo cáo đồ án tốt nghiệp 2.2.3.2. Thuật toán ................................................................................................. 12 2.3. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PYTHON .............................................................14 2.3.1. Giới thiệu .....................................................................................................14 2.3.2. Đặc điểm......................................................................................................15 2.4. THƯ VIỆN OPENCV.....................................................................................15 2.4.1. Giới thiệu .....................................................................................................15 2.4.2 Đặc điểm.......................................................................................................15 2.5. BỘ TRUYỀN NHẬN UART ..........................................................................16 2.6. GIỚI THIỆU VỀ WEB SERVER VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH HTML ......17 2.6.1. Khái niệm web server ..................................................................................17 2.6.2. Nguyên lí hoạt động của web server.............................................................18 2.6.3. Các giao thức sử dụng của web server ..........................................................18 2.6.3.1. Giao thức HTTP ........................................................................................ 18 2.6.3.2. Giao thức FTP ........................................................................................... 19 2.6.4. Khái niệm ngôn ngữ lập trình HTML ...........................................................19 2.6.5. Cấu trúc cơ bản của HTML .......................................................................... 20 2.7. CÁC CHUẨN TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY .........................................21 2.7.1. Một số công nghệ kết nối trong truyền thông không dây ..............................21 2.7.2. Tìm hiểu chuẩn IEEE 802.11 .......................................................................22 2.7.3. Tìm hiểu về chuẩn IEEE 208.16...................................................................23 2.8. TỔNG QUAN VỀ PHẦN CỨNG ...................................................................24 2.8.1. Kit Raspberry Pi 3 Model B .........................................................................24 2.8.2. Mô đun Raspberry Pi Camera ......................................................................25 2.8.3. Tổng quan về ESP8266 NodeMCU Lua CP1202 .........................................26 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ...........................................................27 3.1. GIỚI THIỆU ...................................................................................................27 3.2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG .....................................................27 3.2.1. Thiết kế sơ đồ khối.......................................................................................27 3.2.2. Thiết kế phần cứng.......................................................................................28 3.2.2.1 Khối điều khiển và xử lý trung tâm ............................................................ 28 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH viii
  11. Báo cáo đồ án tốt nghiệp 3.2.2.2. Khối thu thập hình ảnh .............................................................................. 31 3.2.2.3. Khối cảm biến vật cản ............................................................................... 33 3.2.2.4. Khối động cơ ............................................................................................ 35 3.2.2.5. Khối nguồn ............................................................................................... 39 3.2.3. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ..........................................................................42 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG .................................................................43 4.1. CHUẨN BỊ LINH KIỆN – MÔ ĐUN .............................................................43 4.2. LẮP RÁP – NỐI DÂY....................................................................................43 4.2.1. Sơ đồ nối dây ...............................................................................................43 4.2.2. Vẽ khung robot ............................................................................................44 4.2.2.1. Giới thiệu phần mềm SketchUp................................................................. 44 4.2.2.2. Khung robot sau khi thiết kế ..................................................................... 45 4.3. LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ...............................................................................46 4.3.1. Lập trình trên Raspberry Pi 3 .......................................................................46 4.3.1.1. Cài đặt hệ điều hành trên Raspberry Pi ...................................................... 46 4.3.1.2. Cài đặt thư viện Opencv trên Raspberry Pi 3 ............................................. 47 4.3.1.3. Lưu đồ giải thuật robot tự di chuyển.......................................................... 50 4.3.1.4. Quy trình dò tìm đường line ...................................................................... 52 4.3.1.5. Giao diện lập trình .................................................................................... 53 4.3.2. Lập trình Android ........................................................................................53 4.3.2.1. Giới thiệu phần mềm Android Studio ........................................................ 53 4.3.2.2. Lưu đồ giải thuật ....................................................................................... 55 4.3.2.3. Giao diện phần mềm Android Studio ....................................................... 59 4.3.3. Lập trình ESP8266 .......................................................................................60 4.3.3.1. Lưu đồ giải thuật ....................................................................................... 60 4.3.3.2. Giao diện phần mềm Arduino ................................................................... 65 4.4. HƯỚNG DẪN THAO TÁC, SỬ DỤNG ........................................................66 4.4.1. Thao tác đối với Raspberry Pi ......................................................................66 4.4.1.1. Remote Desktop ........................................................................................ 66 4.4.1.3. Thực thi code ở chế độ điều khiển ............................................................. 69 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ix
  12. Báo cáo đồ án tốt nghiệp 4.4.2. Thao tác đối với ứng dụng trên điện thoại ....................................................69 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ ..........................................71 5.1. KẾT QUẢ.......................................................................................................71 5.1.1. Kết quả thi công phần cứng ..........................................................................71 5.1.2. Kết quả nhận dạng line .................................................................................72 5.1.2.1. Kết quả nhận dạng line trên nhiều nền màu ............................................... 72 5.1.2.2. Kết quả nhận dạng line và điều khiển trong thực tế ................................... 75 5.1.3. Kết quả điều khiển robot bằng ứng dụng trên điện thoại...............................79 5.2. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ .........................................................................79 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ........................................81 6.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................81 6.1.1. Kết quả đạt được ..........................................................................................81 6.1.2. Những mặt hạn chế ......................................................................................81 6.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ..................................................................................81 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................82 PHỤ LỤC ..............................................................................................................84 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH x
  13. Báo cáo đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Robot Noah ở Trung Quốc. .......................................................................... 5 Hình 2.2: Robot chuẩn đoán bệnh RP7. ....................................................................... 5 Hình 2.3: Robot vận chuyển chất thải y tế trong bệnh viện ở Anh. ............................... 6 Hình 2.4: Robot TUG .................................................................................................. 7 Hình 2.5: Ví dụ về đường viền (Contour)..................................................................... 8 Hình 2.6: Mô tả quá trình tìm contour của thuật toán Square Tracing .......................... 9 Hình 2.7: Ví dụ trường hợp thuật toán chạy sai ............................................................ 9 Hình 2.8: Ví dụ trường hợp thuật toán chạy đúng ...................................................... 10 Hình 2.9:Mô tả quá trình tìm contour của thuật toán Moore-Neighbor Tracking ........ 10 Hình 210: Mô tả quá trình tìm Contour của thuật toán Radial Sweep ......................... 11 Hình 2.11: Mô tả quá trình tìm contour của thuật toán Theo Pavlidis’ Algorithm ...... 12 Hình 2.12: Bất biến tịnh tiến. ..................................................................................... 14 Hình 2.13: Tín hiệu tương đương của UART và RS232. ............................................ 16 Hình 2.14: Sơ đồ khối của UART .............................................................................. 17 Hình 2.15: Raspberry Pi 3 Model B. .......................................................................... 24 Hình 2.16: Raspberry Pi Camera Rev 1.3.................................................................. 26 Hình 2. 17: Mô đun Wifi ESP8266 NodeMCU Lua CP2102...................................... 26 Hình 3.1: Sơ đồ khối toàn hệ thống ............................................................................ 27 Hình 3.2: Ngoại vi của Raspberry Pi 3 model B ......................................................... 29 Hình 3.3: Sơ đồ chân của Raspberry Pi 3 model B ..................................................... 30 Hình 3.4: Sơ đồ ra chân của ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ................................. 30 Hình 3.5: Raspberry Pi Camera Rev 1.3..................................................................... 31 Hình 3.6: Động cơ servo SG90 .................................................................................. 32 Hình 3.7: Sơ đồ nối dây và nguyên lý hoạt động của động cơ servo SG90 ................. 33 Hình 3.8: Mặt trước và sau của srf05 ......................................................................... 33 Hình 3.9: Mô tả lực ma sát trượt ................................................................................ 37 Hình 3.10: Động cơ giảm tốc DCM37 ....................................................................... 38 Hình 3.11: Mô đun L298N......................................................................................... 38 Hình 3.12: Nguyên lý hoạt động của cầu H ................................................................ 39 Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý mô đun L298N ............................................................... 39 Hình 3.14: Bánh xe 80mm. ........................................................................................ 39 Hình 3.15: Pin dự phòng Xaomi 10000AMh Gen 2 ................................................... 40 Hình 3.16: Bình ắc quy Globe.................................................................................... 41 Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý toàn mạch ...................................................................... 42 Hình 4.1: Sơ đồ nối dây toàn hệ thống ....................................................................... 44 Hình 4.2: Mặt trước khung robot ............................................................................... 45 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xi
  14. Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 4.3: Mặt bên khung robot .................................................................................. 45 Hình 4.4: Mặt sau khung robot .................................................................................. 46 Hình 4.5: Trang web tải hệ điều hành Raspbian ......................................................... 46 Hình 4.6: Định dạng thẻ nhớ bằng phần mềm SD Card Formatter.............................. 47 Hình 4.7: Ghi hệ điều hành Raspbian vào thẻ nhớ bằng phần mềm NetBSD Disk Image Tool ........................................................................................................................... 47 Hình 4.8: Lệnh kiểm tra OpenCV .............................................................................. 49 Hình 4.9: Lưu đồ giải thuật lập trình Python trên Raspberry Pi .................................. 51 Hình 4.10: Quy trình dò tìm line ................................................................................ 52 Hình 4.11: Giao diện lập trình Python trên Raspberry Pi 3 ......................................... 53 Hình 4.12: Lưu đồ giải thuật lập trình Android .......................................................... 58 Hình 4.13: Giao diện phần mềm Android Studio – Màn hình chính ........................... 59 Hình 4.14: Giao diện phần mềm Android Studio – Main Class .................................. 59 Hình 4.15: Giao diện phần mềm Android Studio – class truyền nhận dữ liệu ............. 59 Hình 4.16: Lưu đồ chương trình trên mô đun ESP8266 NodeMCU Lua CP2102 ....... 64 Hình 4.17: Giao diện lập trình Arduino 1.8.5 ............................................................. 65 Hình 4.18: Kết nối cổng Lan RJ45 trên Raspberry Pi 3 .............................................. 66 Hình 4.19: Đặt địa chỉ IP cho cổng LAN ................................................................... 66 Hình 4.20: Quét IP của Raspberry Pi 3 ...................................................................... 67 Hình 4.21: Nhập IP của Raspberry Pi vào Remote Desktop ....................................... 67 Hình 4.22: Nhập username và password .................................................................... 67 Hình 4.23: Giao diện Desktop của Raspberry Pi ........................................................ 68 Hình 4.24: Truy cập địa chỉ IP của Raspberry Pi........................................................ 68 Hình 4.25: Giao diện Desktop.................................................................................... 68 Hình 4.26: Lệnh thực thi code ở chế độ tự di chuyển ................................................. 69 Hình 4.27: Lệnh thực thi coe ở chế độ điều khiển ...................................................... 69 Hình 4.28: Ứng dụng android sau khi cài đặt ............................................................. 70 Hình 4.29: Giao diện điều khiển robot trên ứng dụng................................................. 70 Hình 5.1: Camera và cảm biến siêu âm. ..................................................................... 71 Hình 5.2: Bên trong robot .......................................................................................... 71 Hình 5.3: Mô hình robot tổng thể ............................................................................... 72 Hình 5.4: Nhận dạng line trên nền màu hồng ............................................................. 72 Hình 5.5: Nhận dạng line trên nền màu vàng ............................................................. 73 Hình 5.6: Nhận dạng line trên nền màu xanh lam....................................................... 73 Hình 5.7: Nhận dạng line trên nền màu trắng ............................................................. 73 Hình 5.8: Nhận dạng line trên nền màu đỏ ................................................................. 74 Hình 5.9: Nhận dạng line trên nền màu xanh lá.......................................................... 74 Hình 5.10: Nhận dạng line trên nền màu tím .............................................................. 74 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xii
  15. Báo cáo đồ án tốt nghiệp Hình 5.11: Kết quả nhận dạng line và điều khiển rẽ phải ........................................... 76 Hình 5.12: Kết quả nhận dạng line và điều khiển rẽ trái. ............................................ 76 Hình 5.13: Kết quả nhận dạng line và điều khiển chạy thẳng ..................................... 77 Hình 5.14: Không có line ........................................................................................... 77 Hình 5.15: Kết quả nhận dạng line bị đứt quãng ........................................................ 77 Hình 5.16: Kết quả nhận dạng line có nhiễu các vật thể màu đen ............................... 78 Hình 5.17: Giao diện điều khiển trên ứng dụng điện thoại ......................................... 79 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xiii
  16. Báo cáo đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thông số của Raspberry Pi 3 model B ....................................................... 24 Bảng 3.1: Hệ số ma sát trượt của một số vật liệu……..………………………………36 Bảng 4.1: Các linh kiện, mô đun sử dụng……………. ………………………………43 Bảng 5.1: Kết quả nhận dạng line trên 7 nền màu…… ………………………………75 Bảng 5.2: Bảng kết quả nhận dạng line và điều khiển trong thực tế............................ 78 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xiv
  17. Báo cáo đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT IrDA Infrared Data Association IR Infrared Remote ISM Industrial Scientific Medical LAN IEEE Local Area Network Institute of Electrical and Electronics Engineers MAC Media Access Control WLAN Wireless Local Area Network TKIP Temporal Key Integrity Protocol AES Advanced Encryption Standard WEP Wired Equivalent Privacy AES-OCB Advanced Encryption Standard and Offset Codebook MAN Metropolitan Area Network PHY Physical Layer HTML HyperText Markup Language HTTP HyperText Transfer Protocol IP Internet Protocol TCP Transmission Control Protocol FTP File Transfer Protocol DC Direct Current GPIO General Purpose Input Output CPU Central Processing Unit ARM Advanced RISC Machine Mbps Megabit per second SIFT Scale Invariant Feature Transform SURF Speeded up robust features LSB Least Significant Bit MSB Most Significant Bit IC Integrated Circuit UART Universal synchronous Asynchronous Receiver Transmitter PWM Pulse-Width Modulation BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH xv
  18. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Cùng với sự phát triển không ngừng của các ngành khoa học kỹ thuật, các ngành công nghiệp tự động hóa cũng phát triển nhanh chóng. Việc áp dụng máy móc hiện đại vào sản xuất là một yêu cầu không thể thiếu trong các nhà máy nhằm tăng năng suất, tăng chất lượng và giảm giá thành sản phẩm. Song song với sự phát triển đó, công nghệ chế tạo robot cũng phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là ở các nước phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu về sản xuất, sinh hoạt và an ninh quốc phòng. Chủng loại robot ngày nay khá đa dạng về hình thức cũng như có thể thực hiện được rất nhiều chức năng như thăm dò, chinh phục vũ trụ, hỗ trợ, giúp đỡ người khuyết tật, vận chuyển đồ vật và giám sát an ninh cho ngôi nhà,... [22] Tại Việt Nam, với việc đẩy mạnh cuộc cách mạng công nghệ 4.0, cụ thể là trong việc phát triển các robot có tính ứng dụng cao trong đời sống cũng như sản xuất. Đã có nhiều công trình nghiên cứu khoa học mang tính đột phá cao trong tự động hóa để áp dụng vào thực tiễn dây chuyền sản xuất và đặc biệt là ứng dụng các khoa học công nghệ cao vào y tế nhằm giảm gánh nặng về nhân lực, tăng độ chính xác, ổn định, đồng thời giảm thiểu các tai nạn về an toàn lao động trong bệnh viện. [23] Xuất phát từ những điểm nêu trên, cùng với sự phát triển của nhiều loại robot phục vụ cho nhu cầu khác nhau của con người, robot phục vụ trong bệnh viện được nghiên cứu và ứng dụng tại rất nhiều quốc gia trên thế giới. Với sự phát triển vượt bậc của nền kinh tế, khoa học kỹ thuật, việc thay thế con người bởi các robot hỗ trợ là điều cần thiết. Trong thực tế, ngành y tế đã và đang chịu sức ép lớn khi thiếu nguồn nhân lực và cả những bất cẩn, sai sót mang đến hậu quả nghiêm trọng do phải làm việc quá sức của đội ngũ nhân viên bệnh viện. Nên cần chú trọng đầu tư công nghệ tự động, nâng cấp các bệnh viện thành bệnh viện thông minh, mang đến những dịch vụ tốt nhất cho người dân và giảm áp lực công việc cho đội ngũ nhân viên y tế. Đề tài “Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện” hướng đến vấn đề xây dựng bệnh viện thông minh trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0. Hiện tại, ở một số nước phát triển như Mỹ, Anh, Nhật Bản, Trung Quốc,… đang trong quá trình thử BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 1
  19. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN nghiệm robot vận chuyển trong bệnh viện, với hi vọng về sự hoạt động hiệu quả mà nó mang lại sẽ làm thay đổi phương thức hoạt động của bệnh viện ngày càng hiện đại hơn. Nhưng vấn đề về giá thành và sự phù hợp với cơ sở hạ tầng, cơ sở vật chất ở các bệnh viện trong nước cản trở sự tiếp cận của các công nghệ robot thế giới. Từ những yêu cầu đặt ra, nhóm chúng tôi quyết định chọn đề tài “Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện” với hy vọng góp phần giảm bớt gánh nặng công việc cho đội ngũ nhân viên bệnh viện, giảm thiểu tính trạng di chuyển liên tục, và cúng góp phần giải quyết tình trạng thiếu nguồn nhân lực, từ đó người dân sẽ được phục vụ tốt hơn. Ngoài ra, đề tài cũng mở ra hướng tiếp cận mới trong vấn đề xây dựng bệnh viện thông minh, giám sát an ninh di động, robot hoạt động tự hành với độ chính xác cao sẽ giúp giảm thiểu tình trạng bất cẩn, sai sót của con người trong quá trình làm việc. 1.2. MỤC TIÊU Đề tài “Robot vận chuyển mẫu xét nghiệm trong bệnh viện” hướng đến mục tiêu tự động hoá trong bệnh viện, góp phần xây dựng bệnh viện hiện đại, thông minh, giảm bớt gánh nặng công việc cho đội ngũ nhân viên ngành y tế, với các mục tiêu cụ thể: - Robot hoạt động ở hai chế độ là tự di chuyển theo quỹ đạo cố định đã định sẵn và chế độ điều khiển từ ứng dụng được cài đặt trên điện thoại chạy hệ điều hành Android để vận chuyển các mẫu xét nghiệm theo yêu cầu của đội ngũ nhân viên bệnh viện từ các phòng lấy mẫu đến phòng xét nghiệm, hoặc đến các phòng khác. - Trong quá trình di chuyển, robot phát hiện được vật cản sau đó dừng lại và phát âm thanh cảnh báo. - Ở chế độ điều khiển, robot đảm nhận thêm vai trò giám sát. Các nhân viên y tế có thể điều khiển sự di chuyển của robot và điều khiển camera, hình ảnh thu được từ camera được hiển thị lên web. 1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  NỘI DUNG 1: Thu thập dữ liệu quy trình lấy mẫu và xét nghiệm trong bệnh viện.  NỘI DUNG 2: Các giải pháp xử lý ảnh, xử lý dữ liệu sau khi lấy mẫu và xét nghiệm.  NỘI DUNG 3: Thiết kế hệ thống điều khiển.  NỘI DUNG 4: Thiết kế mô hình.  NỘI DUNG 5: Đánh giá kết quả thực hiện. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 2
  20. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  NỘI DUNG 6: Chỉnh sửa các lỗi điều khiển, lỗi lập trình và lỗi của các thiết bị.  NỘI DUNG 7: Viết luận văn.  NỘI DUNG 8: Báo cáo đề tài tốt nghiệp. 1.4. GIỚI HẠN - Sự hoạt động của robot trong đề tài với các điều kiện về cơ sở hạ tầng, cường độ ánh sáng, màu sắc line, tốc độ wifi và một số yếu tố khác là lý tưởng. - Robot hoạt động ở chế độ tự hành trên quỹ đạo được định sẵn bằng phương thức xử lý hình ảnh từ Pi Camera để nhận biết line có màu đen cố định. - Robot hoạt động ổn định ở môi trường trong nhà với đầy đủ ánh sáng. 1.5. BỐ CỤC  Chương 1: Tổng quan Trong chương này, đồ án được trình bày tổng quan về robot cũng như robot hỗ trợ trong y tế và một số ứng dụng robot vào thực tế. Từ đó, đi đến làm rõ mục tiêu, giới hạn và bố cục đề tài.  Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương này giới thiệu các lý thuyết liên quan, các linh kiện, thiết bị, phần cứng sử dụng thiết kế.  Chương 3: Tính toán và thiết kế Trong chương này mô hình xe robot vận chuyển mẫu xét nghiệm được nêu rõ các yêu cầu chi tiết về kỹ thuật. Từ đó, thực hiện thiết kế sơ đồ khối hóa hệ thống, chọn lựa thiết kế và chọn lựa phần cứng phù hợp cũng như thiết kế phần mềm.  Chương 4: Thi công hệ thống Chương này trình bày về kết quả mô hình robot vận chuyển mẫu xét nghiệm sau khi thực hiện, các thử nghiệm robot theo các mục tiêu đã đặt ra.  Chương 5: Kết quả - nhận xét - đánh giá Chương này nêu kết quả đã đạt được, nhận xét đánh giá hệ thống.  Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Chương này đưa ra những kết luận về quá trình nghiên cứu và khả năng phát triển cho robot vận chuyển ở bệnh viện trong tương lai BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH Trang 3
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2066 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
15=>0