Thiết kế hệ thống theo dõi tần suất sử dụng trang thiết bị y tế phục vụ yêu cầu quản lý bảo dưỡng trang thiết bị y tế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế hệ thống theo dõi tần suất sử dụng trang thiết bị y tế phục vụ yêu cầu quản lý bảo dưỡng trang thiết bị y tế LƯU THỊ KIM DƯƠNG Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Hà Duyên Trung Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Thiết kế hệ thống theo dõi tần suất sử dụng trang thiết bị y tế phục vụ yêu cầu quản lý bảo dưỡng trang thiết bị y tế LƯU THỊ KIM DƯƠNG Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Hà Duyên Trung Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2022 Chữ ký GVHD CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Lưu Thị Kim Dương Đề tài luận văn: Thiết kế hệ thống theo dõi tần suất sử dụng trang thiết bị y tế phục vụ yêu cầu quản lý bảo dưỡng trang thiết bị y tế Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: 20202573M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày tháng 10 năm 2022 với nội dung sau: Đã giải thích hình vẽ, trích dẫn tài liệu phần chương Đã điều chỉnh phơng chữ bổ sung ghi cho hình ảnh theo quy định luận văn Đã dịch nội dung Tiếng Anh sang Tiếng Việt Đã bổ sung số trang, trình bày thể thức luận văn theo quy định Ngày tháng năm Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Hà Duyên Trung Tác giả luận văn Lưu Thị Kim Dương CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Nguyễn Phan Kiên LỜI CAM ĐOAN Em tên Lưu Thị Kim Dương, Mã số học viên: 20202573M Em học viên ngành Kỹ thuật Y sinh Người hướng dẫn em PGS.TS Hà Duyên Trung Em xin cam đoan tồn nội dung trình bày Đề “Thiết Kế Hệ Thống Theo Dõi Tần Suất Sử Dụng Trang Thiết Bị Y Tế Phục Vụ Yêu Cầu Quản Lý Bảo Dưỡng Trang Thiết Bị Y Tế” kết nghiên cứu tìm tịi em Số liệu nêu luận văn hoàn toàn trung thực, phản ánh kết đo đạc thực tế Tất thông tin trích dẫn tuân thủ quy định sở hữu trí tuệ; Các tài liệu tham khảo liệt kê rõ ràng Em hoàn toàn chịu trách nhiệm viết luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Chữ ký học viên Lưu Thị Kim Dương LỜI CẢM ƠN Điều đầu tiên, xin cảm ơn thân dành thời gian nỗ lực cố gắng đáng kinh ngạc để thực hồn thành luận văn thạc sĩ thành cơng Nhân hội xin gửi lời cảm ơn chân thành tới người xứng đáng với đóng góp khác họ luận văn thạc sĩ tơi Tơi khơng hồn thành luận văn mà khơng có hỗ trợ khuyến khích họ Tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn tơi, PGS.TS Hà Dun Trung cố vấn tuyệt vời người hướng dẫn gần gũi, tận tụy Dưới khuyến khích liên tục hỗ trợ theo nhiều cách khác thầy giúp tơi hồn thành luận văn thành cơng Được làm việc học tập hướng dẫn thầy đặc quyền vinh dự Tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Phan Kiên cho tơi gợi ý giải pháp để giải vấn đề tơi gặp khó khăn Trong q trình học tập Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, giảng viên trang bị cho kiến thức chuyên sâu, giúp trưởng thành học tập nghiên cứu thiết kế Tôi xin gửi lời biết ơn đến tất giảng viên, đặc biệt tới giảng viên Bộ môn Công nghệ điện tử Kỹ thuật Y Sinh tận tình giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức quý báu suốt thời gian học tập trường Tơi thực muốn cảm ơn gia đình đồng hành tôi, hậu phương vững động lực to lớn giúp vượt qua khó khăn sống Cuối cùng, tơi muốn cảm ơn bạn bè đồng nghiệp tôi, ln hỗ trợ, khuyến khích tơi hồn thành luận văn hiểu tầm quan trọng Tôi xin dành luận văn nỗ lực để bày tỏ lòng biết ơn hy sinh vô giá người Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả Lưu Thị Kim Dương MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan 1.1.1 Tổng quan tiêu thụ lượng bệnh viện 1.1.2 Giải pháp 1.1.3 Tổng quan hệ thống giám sát kiểm soát lượng (EMCS) cho trang thiết bị y tế 1.2 Cơ sở lý thuyết 1.2.1 Kết nối không dây 1.2.2 Đo lường lượng 12 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 15 2.1 Ý tưởng thiết kế 15 2.2 Sơ đồ khối 16 2.2.1 Sơ đồ khối hệ thống 16 2.2.2 Sơ đồ khối mạch điện tử 17 2.2.3 Sơ đồ khối thuật toán 18 2.3 Thiết kế phần cứng 19 2.3.1 Công cụ thiết kế mạch 19 2.3.2 Thiết kế khối đo lường 20 2.3.3 Thiết kế khối vi xử lý 27 2.3.4 Thiết kế khối nguồn 30 2.3.5 Sơ đồ ngun lí tồn mạch 32 2.4 Thiết kế phần mềm 33 2.4.1 Công cụ thiết kế 33 2.4.2 Xây dựng sở liệu 38 i CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 39 3.1 Kết 39 3.1.1 Mạch điện tử 39 3.1.2 Ứng dụng điện thoại 41 3.1.3 Kết thử nghiệm 44 3.1.4 Giao diện phát triển 45 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 ii DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Giải thích EMCS Hệ thống theo dõi kiểm soát lượng IoT Internet vạn vật RMS Giá trị hiệu dụng SPI Giao diện ngoại vi nối tiếp TTBYT Trang thiết bị y tế TBYT Thiết bị y tế PCB Mạch in DC Dòng điện chiều AC Dòng điện xoay chiều MCU Thiết bị điều khiển đa điểm RDBMS Hệ thống quản lý sở liệu quan hệ SDK Bộ công cụ phát triển phần mềm ROM Bộ nhớ đọc RAM Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên VDD Chân nguồn GND Chân nối đất iii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Mơ tả kết nối mạng Wi-Fi Hình 1.2: Mô tả giao tiếp Bluetooth 11 Hình 1.3: cách đo công suất điện hệ thống điện chiều 13 Hình 1.4: Đo cơng suất điện hệ thống điện xoay chiều pha 14 Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống 16 Hình 2.2: Sơ đồ khối mạch điện tử 17 Hình 2.3: Sơ đồ khối thuật toán 18 Hình 2.4: Giao diện phần mềm 19 Hình 2.5: Hình ảnh cảm biến dịng điện 21 Hình 2.6: Ngun lí cảm biến dòng điện 21 Hình 2.7: cách mắc điện trở Shunt 22 Hình 2.8: Ngun lí đo dịng sử dụng điện trở Shunt 23 Hình 2.9: Sơ đồ chân IC BL0937 25 Hình 2.10: Sơ đồ ngun lí mạch đo dòng điện sử dụng IC BL0937 27 Hình 2.11: Sơ đồ chân kiểu liệu ESP32 28 Hình 2.12: Sơ đồ nguyên lý khối vi xử lý sử dụng chip ESP32 30 Hình 2.13: Sơ đồ chân IC LM1117 31 Hình 2.14: Sơ đồ ngun lí mạch nguồn sử dụng IC LM1117 32 Hình 2.15: Sơ đồ ngun lí tồn mạch 32 Hình 2.16: Hình vẽ 3D toàn mạch 33 Hình 2.17: Giao diện ESP-IDF Programming Guide 34 Hình 2.18: Giao diện SQL Server 37 Hình 2.19: Giao diện Visual Studio 2019 38 Hình 3.1: Mặt mặt mạch thực tế 39 Hình 3.2: Hình ảnh thực tế thiết bị 39 Hình 3.3: So sánh cơng suất đo thiết bị với Máy đo UNI-T UT230B-EU 40 Hình 3.4: Quá trình cài đặt ứng dụng điện thoại 41 Hình 3.5: Giao diện khởi động ứng dụng 42 iv