ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
Phạm Văn Thi
ỨNG DỤNG WIFI TRONG VIÊC GIÁM SÁT MỘT SỐ
THÔNG SỐ SỨC KHỎE
Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Hà Nội – 2017
1
MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Theo số liệu thống kê bệnh tim mạch tại Việt Nam, mỗi năm có
200.000 người tử vong về các bệnh lý liên quan đến tim mạch chiếm
¼ tổng số người tử vong mỗi năm. Trung bình cứ 3 người trưởng thành
thì có một người có nguy cơ mắc các bệnh tim mạch. Đây là con số
đáng báo động. Bệnh tim mạch cũng là nguyên nhân tử vong hàng đầu
ở người trên toàn thế giới. theo thống kê của tổ chức WHO thì mỗi
năm, người chết do bệnh tim và đột quỵ nhiều hơn cả ung thư, lao, sốt
rét và HIV cộng lại.
Từ những dẫn chứng trên có thể thấy được tầm quan trọng của
việc theo dõi những thay đổi của thông số nhịp tim, từ các thông số
này ta có thể đưa ra được những chuẩn đoán, phát hiện sớm các yêu tố
nguy cơ gây nên bệnh tim mạch.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài nhắm đo đạc thông số nhịp tim một cách liên tục với
phương pháp đo không dây, không xâm lấn. Vì thế không gây khó chịu
cho người dùng trong quá trính theo dõi. Sử dụng công nghệ wifi-
internet để truyền tải dữ liệu lên mạng, vì thế có thể theo dõi người
bệnh ở mọi lúc, mọi nơi với một thiết bị truy cập mạng có kết nối mạng
internet.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
❖ Đối tượng nghiên cứu.
• Kiến thức y sinh về hoạt động của tim, nguyên lý hoạt động
của cảm biến nhịp tim.
• Thuật toán sử lý tín hiệu từ cảm biến.
• Giao tiếp wifi và các giao thức mạng.
2
• Giao tiếp với màn hình hiển thị
• Lập trình web cơ bản với biểu đồ tích hợp.
❖ Phương pháp nghiên cứu
• Tìm hiểu nhu cầu , sự cấp thiết trong thực tế, đưa ra phương
pháp đáp ứng.
• Thu thập tài liệu, tìm hiểu phương pháp đo nhịp tim bằng
phương pháp không xâm lấn.
• Xử lý tín hiệu đưa về từ cảm biến,hiển thị trên màn hình
OLED, truyền dữ liệu lên mạng.
• Xây dựng web hiển thị kết quả
Nội dung nghiên cứu
Thiết kế mô hình đo nhịp tim và nhiệt độ bằng phương pháp hấp
thụ quang học không xâm lấn và theo dõi qua internet.
NỘI DUNG
Chương 1. Các phương pháp đo
Có nhiều các để đo nhịp tim vào nhiệt độ khác nhau với các ưu
khuyết điểm riêng đặc chưng cho phương pháp, tuy nhiên để phù hộ
với nội dung của khóa luận phương pháp đo nhịp tim hấp thụ quang
học và đo nhiệt độ bằng phần tử bán dẫn được lụa chọn vì sự nhỏ gọn
dễ tích hợp, đo khá chính xác, giá dẻ và ít gây khó chịu cho người đo.
Chương 2. Thiết kế phần cứng
2.1. ESP8266EX
Là một dòng chip tích hợp wifi 2.4Ghz có thể lập trình được với
khá nhiều chức năng trên một module nhỏ gọn .
3
2.2. Màn hình OLED SSD1306
OLED là một loại màn hình mới áp dụng các công nghệ tiên tiến
nhất như chất bán dẫn hữu cơ, không cần đèn nến, hiển thị sắc sảo,
khả năng thay đổi hình ảnh nhanh chóng không để lại bóng hình.
Module OLED SSD1306 128x32 là một loại màn hình OLED
kích thước và độ phân giải nhỏ sử dụng giao tiếp I2C để điều khiển
hiển thị, đây là giao tiếp đồng bộ hai dây. Các thao tác điều khiển màn
hình được sử dụng tất cả bằng câu lệnh thông qua vi sử lý. Cần có một
cấu trúc câu lệnh nhất định để có thể hiển thị trên màn hình.
2.3. Cảm biến nhịp tim
Module cảm biến nhịp tim được phát triển bởi plushsenser.com.
cảm biến xây dựng nhở gọn và ổn định. Hoạt động dựa trên nguyên lý
đo nhịp tim bằng phương pháp hấp thụ quang học. Khi áp mặt cảm
biến vào da, nơi có mạch máu chảy( thường là áp vào tai, đầu ngón
tay,... để dễ kẹp) đầu phát sẽ phát ra ánh sáng đi vào trong da. Dòng
ánh sáng đó sẽ bị khuếch tán ra xung quanh. Do bị ép vào nên lượng
máu ở phần cảm biến sẽ thay đổi, cụ thể khi lượng máu trong thành
động mạch thay đổi mức độ hấp thu ánh sáng của động mạch cũng thay
đổi. Do đó cường độ ánh sáng di chuyển qua và cường độ ánh sáng
phản xạ về cảm biến cũng biến thiên đồng bộ với nhịp tim.
Hình 2.8. Nguyên lý hoạt động của cảm biến
4
2.4. Cảm biến nhiệt độ DS18B20
Là cảm biến nhiệt độ với kích thước nhỏ, khoảng đo trong
khoảng từ -55oC tới 85oC, độ phân giải lớn có thể lên tới 12bit, sai số
nhỏ. Cảm biến nhiệt độ DS18B20 cho phép theo dõi nhiệt độ cơ thể
một cách liên tục và chính xác nhất. cảm biến sử dụng giao tiếp một
đây.
Chương 3. Phần mềm thu thập dữ liệu và xử lý
3.1. Dữ liệu nhịp tim
Dữ liệu nhịp tim được cảm biến đưa về vi điều khiển thông qua
chân ADC. Vi điều khiển xử lý lấy mẫu với độ phân giải 10bit và 2ms
một lần. Với tốc độ lấy mẫu này ta có sai số không quá 4ms cho mỗi
nhịp nhờ đó tính toán được nhịp tim một cách chính xác hơn.
Phần mần lập trình được dựa trên phương pháp so sánh trạng
thái vượt ngưng để tính toán thời gian hai lần nhaipj tim liên tiếp sau
đó lấy trung bình của 10 10 nhịp liên tiếp để tính toán được nhịp tim
chính xác
3.2. Hiển thị trên OLED
Hình 3.11. Cấu trúc GDDRAM của SSD1306
ESP8266 sẽ gửi một loạt các lệnh đặt trạng thái hiển thị cho
OLED. Sau đó các bit dữ liệu bộ nhớ hiển thị sẽ được gửi cho màn
hình OLED. Được lưu vào bộ nhớ hiển thị đồng thời hiển thị các bit
