thiết kế nút mạng cảm biến không dây ứng dụng trong y tế

thiết kế nút mạng cảm biến không dây ứng dụng trong y tế

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2

1.1 Tổng quan về mạng cảm biến không dây 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Node cảm biến 2

1.1.3 Đặc điểm của cấu trúc mạng cảm biến 2

1.1.4 Ưu nhược điểm của mạng cảm biến không dây 3

1.1.5 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây 4

1.2 Khái quát về ZigBee/ IEEE 802.15.4 4

1.2.1 Khái niệm 4

1.2.2 Đặc điểm 4

1.3 Tổng quan về Xbee ZB24 9

1.3.1 Thông số kỹ thuật 9

1.3.2 Truyền thông Xbee 10

1.4 Tổng quan về Arduino 15

1.3 Kết luận chương: 18

CHƯƠNG II 19

THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG 19

2.1 Mô hình hệ thống 19

2.1.1 Sơ đồ ngữ cảnh hệ thống 19

2.1.2 Sơ đồ khối hệ thống 20

2.2 Phân tích hoạt động hệ thống giám sát nhiệt độ, nhịp tim và gửi tin nhắn SMS qua mạng GSM 33

2.2.1 Giám sát nhịp tim dựa trên lượng SpO2 33

2.2.2 Hoạt động của hệ thống 35

CHƯƠNG III 38

XÂY DỰNG PHẦN MỀM VÀ KẾT QUẢ 38

3.1 Xây dựng phần mềm 38

3.1.1 Lập trình nhúng với nền tảng Arduino 38

3.1.2 Lưu đồ thuật toán chương trình nhúng 40

3.2 Kết quả đạt được 43

3.2.1 Hình ảnh hệ thống thực tế 43

3.2.2 Hình ảnh hoạt động của hệ thống 44

KẾT LUẬN 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Cấu trúc liên kết mạng 5

Hình 1.2: Cấu trúc mạng hình sao 6

Hình 1.3: Cấu trúc mạng mesh 7

Hình 1.4: Cấu trúc mạng hình cây 8

Hình 1.5 Hình ảnh Xbee ZB24 9

Hình 1.6 Hoạt động truyền thông RF 11

Hình 1.7 Khung truyền UART 11

Hình 1.8 Cấu trúc khung API chế độ 1 12

Hình 1.9 Khung API ở chế độ 2 12

Hình 1.10 Cấu trúc cụ thể khung API 13

Hình 1.11 API truyền 64 bít địa chỉ 13

Hình 1.12 API truyền 16 bít địa chỉ 14

Hình 1.13 Khung trạng thái truyền 14

Hình 1.14 Khung nhận 64 bít địa chỉ 14

Hình 1.15 Khung nhận 16 bít địa chỉ 15

Hình 1.16 Máy in 3D 16

Hình 1.17 Robot 17

Hình 1.18 Máy bay không người lái 17

Hình 1.19 Lập tình game tương tác 17

Hình 1.20 Điều khiển hiệu ứng ánh sáng 18

Hình 2.1 Sơ đồ ngữ cảnh hệ thống giám sát sức khỏe trong mạng cảm biến không dây 19

Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống 20

Hình 2.3 Khối điều khiển 21

Hình 2.4 Khối truyền phát 22

Hình 2.5 Kết nối sim tới modul SIM 900A 24

Hình 2.6 Modul SIM 900A 24

Hình 2.7 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 29

Hình 2.8 Sơ đồ mạch đo nhịp tim bằng hồng ngoại 31

Hình 2.9 Pin Lithium cung cấp nguồn cho hệ thống 32

Hình 2.10 Mạch ổn áp 5V cung cấp nguồn cho board mạch Arduino 32

Hình 2.11 Mạch ổn áp 3,3V được sử dụng cung cấp nguồn cho Xbee ZB24 32

Hình 2.12 Mạch ổn áp 4,1V dành cho Modul SIM900 32

Hình 2.13 Sơ đồ khối mạch đo nhịp tim dựa trên SpO2 34

Hình 2.14 Sơ đồ mạch dò nhịp tim 34

Hình 2.15 Khi người sử dụng ở ngoài phạm vi của mạng cảm biến không dây 36

Hình 2.16 Khi người sử dụng ở trong phạm vi của mạng cảm biến không dây 36

Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán chương trình chính 40

Hình 3.2 Chương trình timer 41

Hình 3.3 Chương trình ngắt ngoài 42

Hình 3.4 Hình ảnh thực tế hệ thống 43

Hình 3.5 Hệ thống được gắn vào tay bệnh nhân 44

Hình 3.7 Hệ thống gửi tin nhắn khi mới khởi động 45

Hình 3.6 Hệ thống chạy được test trên máy tính 45

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn:

 Thầy giáo Phạm Quốc Thịnh – Bộ môn Công nghệ điện tử - Khoa công

nghệ Điện tử vả Truyền thông – Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông Thái Nguyên

 Chủ nhiệm dự án “Exploring future university development cooperation

in rural North Vietnam supported by existing partnerships: a harvest and seed approach”- mã số ZEIN2011Z099

Cùng các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Điện tử và Truyền thông – Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Thái Nguyên, tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện đồ án

Dương Vũ Kiên

LỜI NÓI ĐẦU

Mạng cảm biến không dây hiện nay đang được áp dụng rộng rãi trong đời sống

và nghiên cứu tại nhiều nước trên thế giới Một ưu điểm của mạng cảm biến không dây

là tính di động cao, nhỏ gọn và số lượng nút cảm biến lớn dẫn đến vùng phủ sóng của mạng rộng WSN cung cấp rất nhiều những ứng dụng hữu ích ở nhiều lĩnh vực trong cuộc sống

- Ứng dụng quân sự an ninh và thiên nhiên

- Ứng dụng trong giám sát xe cộ và các thông tin liên quan

- Ứng dụng cho việc điều khiển các thiêt bị trong nhà

VLIR, em đã thực hiện đồ án tốt nghiệp “Thiết kế nút mạng cảm biến không dây ứng dụng trong y tế” với mục đích xây dựng một nút mạng cảm biến có khả năng thu thập

nhiệt độ, nhịp tim của bệnh nhân và gửi về máy tính nếu bệnh nhân đang ở trong bệnh viện (vùng phủ sóng của mạng cảm biến), giúp bệnh nhân có thể được di chuyển quanh khu vực bệnh viện mà không cần nằm một chỗ, ngoài ra nếu di chuyển ra ngoài khu vực bệnh viện, hệ thống sẽ xử lý tự động gửi tin nhắn đến số điện thoại đã đặt trước nếu tình hình sức khỏe của bệnh nhân có vấn đề

2

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về mạng cảm biến không dây

1.1.1 Khái niệm

Mạng cảm biến không dây (WSN) có thể hiểu đơn giản là mạng liên kết các node với nhau bằng kết nối sóng vô tuyến (RF connection) trong đó các node mạng thường là các thiết bị đơn giản, nhỏ gọn, giá thành thấp… và có số lượng lớn, được phân bố một cách không có hệ thống (non-topology) trên một diện tích rộng (phạm vi hoạt động rộng), sử dụng nguôn năng lượng hạn chế (pin), có thời gian hoạt động lâu dài( vài tháng đến vài năm) và có thể hoạt động trong môi trường khắc nhiệt (chất độc,

1.1.3 Đặc điểm của cấu trúc mạng cảm biến

Đặc điểm của mạng cảm biến là bao gồm một số lượng lớn các node cảm biến, các node cảm biến có giới hạn và giàng buộc về tài nguyên đặc biệt là năng lượng rất khắt khe Do đó, cấu trúc mạng mới có đặc điểm rất khác với các mạng truyền thống Sau đây ta sẽ phân tích một số đặc điểm nổi bật trong các mạng cảm biến như sau:

- Khả năng chịu lỗi

- Khả năng mở rộng

3

- Ràng buộc phần cứng

- Môi trường hoạt động

- Phương tiện truyền dẫn

- Khả năng di động và sự tự do – cho phép kết nối từ bất kì đâu

- Không bị hạn chế về không gian và vị trí kết nối

 Chức năng giới hạn, bao gồm cả vấn đề về kích thước

 Yếu tố nguồn cung cấp

 Giá thành các node

 Yếu tố môi trường

 Đặc tính kênh truyền

 Giao thức quảng lý mạng phức tạp và sự phân bố rải các node

 Tiêu chuẩn và quyền sở hữu

 Các vấn đề mở rộng

4

1.1.5 Ứng dụng của mạng cảm biến không dây

WSN bao gồm các node cảm biến nhỏ gọn, thích ứng được môi trường khắc nghiệt Những node cảm biến này, cảm nhận môi trường xung quanh, sau đó gửi những thông tin thu được đến trung tâm xử lí theo ứng dụng Các node không những

có thể liên lạc với các node xung quanh nó, mà còn có thể xử lí theo ứng dụng Các node không những có thể liên lạc được với các node xug quanh nó, mà còn có thể xử lí

dữ liệu trước khi gửi đến các node khác WSN cung cấp rất nhiều những ứng dụng hữu ích ở nhiều lĩnh vực trong cuộc sống

- Ứng dụng quân sự an ninh và thiên nhiên

- Ứng dụng trong giám sát xe cộ và các thông tin liên quan

- Ứng dụng cho việc điều khiển các thiêt bị trong nhà

bị tách rời có thể làm việc cùng nhau để giải quyết một vấn đề nào đó

a Kiến trúc liên kết mạng

Hiện nay Zigbee và tổ chức chuẩn IEEE đã đưa ra một số cấu trúc liên kết mạng cho công nghệ Zigbee Các node mạng trong một mạng Zigbee có thể liên kết với nhau theo cấu trúc mạng hình sao (star) cấu trúc mạng hình lưới (Mesh) cấu trúc bó cụm hình cây Sự đa rạng về cấu trúc mạng này cho phép công nghệ Zigbee được ứng dụng một cách rộng rãi Hình 1 cho ta thấy ba loại mạng mà ZigBee cung cấp: tôpô sao, tôpô mắt lưới, tôpô cây

Hình 1.1: Cấu trúc liên kết mạng

6

b Cấu trúc liên kết mạng hình sao

Hình 1.2: Cấu trúc mạng hình sao

Đối với loại mạng này, một kết nối được thành lập bởi các thiết bị với một thiết

bị điều khiển trung tâm điều khiển đ ư ợc gọi là bộ điều phối mạng PAN Sau khi FFD được kích hoạt lần đầu tiên nó có thể tạo nên một mạng độc lập và trở thành một

bộ điều phối mạng PAN Mỗi mạng hình sao đều phải có một chỉ số nhận dạng cá nhân của riêng mình được gọi là PAN ID (PAN identifier), nó cho phép mạng này có thể hoạt động một cách độc lập Khi đó cả FFD và RFD đều có thể kết nối tới bộ điều phối mạng PAN Tất cả mạng nằm trong tầm phủ sóng đều phải có một PAN duy nhất, các nốt trong mạng PAN phải kết nối với (PAN coordinator) bộ điều phối mạng PAN

có thể áp dụng trong đo lường và điều khiển, mạng cảm biến không dây, theo dõi cảnh báo và kiểm kê (cảnh báo cháy rừng….)

8

d Cấu trúc liên kết mạng hình cây

Hình 1.4: Cấu trúc mạng hình cây

Cấu trúc này là một dạng đặc biệt của cấu trúc mắt lưới, trong đó đa số thiết bị

là FFDvà một RFD có thể kết nối vào mạng hình cây như một nốt rời rạc ở điểm cuối của nhánh cây Bất kỳ một FFD nào cũng có thể hoạt động như là một coordinator và cung cấp tín hiệu đồng bộ cho các thiết bị và các coordinator khác vì thế mà cấu trúc mạng kiểu này có qui mô phủ sóng và khả năng mở rộng cao.Trong loại cấu hình này mặc dù có thể có nhiều coordinator nhưng chỉ có duy nhất một bộ điều phối mạng PAN (PAN coordinator)

Bộ điều phối mạng PAN coordinator này tạo ra nhóm đầu tiên cách tự bầu

ra người lãnh đạo cho mạng của mình, và gán cho người lãnh đạo đó một chỉ số nhận dạng cá nhân đặc biệt gọi là là CID-0 bằng cách tự thành lập CLH (cluster head) bằng CID-0 (cluster identifier), nó chọn một PAN identifier rỗi và phát khung tin quảng

bá nhận dạng tới các thiết bị lân cận Thiết bị nào nhận được khung tin này có thể yêu cầu kết nối vào mạng với CLH Nếu bộ điều phối mạng PAN (PAN coordinator) đồng

ý cho thiết bị đó kết nối thì nó sẽ ghi tên thiết bị đó vào danh sách Cứ thế thiết bị mới

9

kết nối này lại trở thành CLH của nhánh cây mới và bắt đầu phát quảng bá định kỳ để các thiết bị khác có thể kết nối vào mạng Từ đó có thể hình thành được các CLH1, CLH2 … (như hình 1.4)

1.3 Tổng quan về Xbee ZB24

1.3.1 Thông số kỹ thuật

Hình 1.5 Hình ảnh Xbee ZB24

- Cự ly truyền thông trong nhà lên tới 30m

- Cự ly truyền ngoài trời lên tới 90m

- Công suất truyền đi là 1mW(dBm)

- Tốc độ truyền dữ liệu RF là 250.000 bps

- Tốc độ dữ liệu giao tiếp nhận nối tiếp là 1200 bps-250 kps

- Độ nhạy thu là -92dBm(1% tỷ lệ gói lỗi)

- Nguồn cung cấp 2.8-3.4V

- Dòng truyền 45mA – 3.3V

- Sử dụng dải tần 2.4 GHz

- Mạng hỗ trợ: Point to Point, Point to MultiPoint, peer to peer

- Dải nhiệt độ hoạt động -40-85 độ C

10

6 PWM0/RSSI output Chân băm xung, chỉ số độ dài tín

hiệu Rx

9 DTR.SLEEP_RQ,DI8 input Điều khiển sleep và đầu ra số8

11 AD4.DI04 Cả hai Đầu tương tự4, hoặc vào ra số 4

12 CTS.DIO7 Cả hai Cờ điều khiển xóa khi tràn,vào

ra số7

13 ON/SLEEP Output Chỉ số trạng thái module

15 Associate / AD5 / DIO5 Cả hai Chỉ số kết hợp, tương tự5 và vào

ra số 5

16 RTS/ AD6 / DIO6 Cả hai Cờ yêu cầu gửi dữ liệu, tương

tự6 và vào ra số 6

17 AD3 / DIO3 Cả hai tương tự3 và vào ra số 3

18 AD2 / DIO2 Cả hai tương tự2 và vào ra số 2

19 AD1 / DIO1 Cả hai tương tự1 và vào ra số 1

20 AD0 / DIO0 Cả hai tương tự0 và vào ra số 0

1.3.2 Truyền thông Xbee

a Truyền thông nối tiếp RF

Thiết bị Xbee có thể truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác trực tiếp như hình dưới đây:

11

Hình 1.6 Hoạt động truyền thông RF

Như hình trên các Module Xbee giao tiếp với vi điều khiển bởi các chân DI truyền data, DO nhận data, các cờ báo truyền nhận CTS và RTS Dữ liệu ở đây cũng là dạng truyền thông nối tiếp truyền thống

Hình 1.7 Khung truyền UART

Khung truyền bao gồm 1 bit Start 8 bit data và một 1 stop

b Truyền thông kiểu API

Truyền thông API là giao diện lập trình ứng dụng được ứng dụng cho các module Xbee nâng cao khả năng truyền thông, giảm xác xuất lỗi Có thể mở rộng khung data tùy ý Khi hoạt động ở chế độ API tất cả dữ liệu vào ra thông qua Xbee đều có một khung xác định như quy định Truyền khung dữ liệu ở chân DI(pin3) bao gồm: Khung truyền dữ liệu RF và khung truyền lệnh (AT Command) Khung dữ liệu nhận ở chân sô

2 DO bao gồm: Khung dữ liệu nhận RF và lệnh trả về

Chế độ API cho phép Xbee hoạt động ở 3 chế độ:

AP=0: đây là chế độ mặc định của Xbee( truyền thông nối tiếp bình thường) AP=1: Hoạt động ở chế độ API

AP=2: Hoạt động ở chế độ API( với ký tự thoát)

Bất kỳ dữ liệu nhận trước khi bắt đầu ký tự phân cách được âm thầm bỏ đi Nếu khung dữ liệu không nhận được hoặc checksum bị lỗi thì dữ liệu âm thầm được bỏ qua

12

 Hoạt động API ở chết độ 1 (AP=1)

Khi chế độ API được cho phép thì khung dữ liệu được xác định như sau:

Hình 1.8 Cấu trúc khung API chế độ 1

Khung bao gồm 1 byte bắt đầu 0x7E, 2byte độ dài của khung dữ liệu , các byte

dữ liệu và byte checksum

Ví dụ khung dữ liệu cần đánh dấu bao gồm:

Sau khi đánh dấu nó sẽ trở về như sau: 0x7E 0x00 0x02 0x23 0x7D 0x31 0xCB

vì 0x11 đã được đánh dấu bằng các XOR với 0x20

13

Tính toán Byte Checksum như sau : lấy 0xFF- tất cả các byte trừ byte xác định khung và các byte độ dài

c Các kiểu API

Khung API có cấu trúc như sau:

Hình 1.10 Cấu trúc cụ thể khung API

Khung API trong phần khung dữ liệu bao gồm có byte xác định API và dữ liệu

 Truyền thông với 64 bít địa chỉ

API identifier : 0x00

Một khung RF sẽ gửi đi tới module RF tới module nhận

Hình 1.11 API truyền 64 bít địa chỉ

Trong phần khung dữ liệu Byte6-13 chứa địa chỉ của đích muốn gửi đến, nếu muốn truyền kiểu quảng bá thì đặt là 0x000000000000FFFF Byte 14 là tùy chọn 0x01

vô hiệu hóa ACK, 0x04 gửi dữ liệu tới tất cả PANID, tất cả thiết bị khác để là 0

 Truyền thông với 16 bít địa chỉ

Giá trị xác định khung là 0x01

Một khung RF sẽ gửi đi tới module RF tới module nhận

14

Hình 1.12 API truyền 16 bít địa chỉ

 Trạng thái truyền

Giá trị xác định của khung API là 0x89

Khi truyền thành công module sẽ gửi trạng thái như khun dưới đây

Hình 1.13 Khung trạng thái truyền

Arduino được sử dụng rất nhiều trong các chương trình giáo dục trên toàn thế giới, đặc biệt đối với các nhà thiết kế và nghệ sĩ những người muốn tạo ra những cái mới độc mà không cần am hiểu sâu về vấn đề của kỹ thuật của những thứ mà họ đã sáng tạo

ra Bởi vì Arduino được thiết kế sử dụng cho những người không am hiểu về kỹ thuật, phần mềm Arduino có rất nhiều ví dụ được cung cấp bởi nhà phát triển nên rất dễ dàng

Arduino được biết đến nhiều nhất là phần cứng của nó, nhưng phải có phần mềm

để lập trình phần cứng Cả phần cứng và phần mềm gọi chung là “Arduino’’ Sự kết hợp đó cho phép bạn tạo ra các dự án có ý nghĩa và kiểm soát thế giới vật chất Các phần mềm là tự do, mã nguồn mở thông qua một nền tảng Các board bạn có thể mua với giá

rẻ hoặc bạn có thể tự thiết kế với mã nguồn schematic mở Ngoài ra, có một số hoạt động liên quan tới Arduino được giải đáp bởi diễn đàn Arduino trên toàn thế giới và Wikimedia gọi chung là sân chơi Arduino

16

a Phần mềm Arduino:

Phần mềm Arduino được gọi là sketches, được tạo ra trên máy tính có tích hợp

môi trường phát triển(IDE) IDE cho phép bạn viết, chỉnh sửa code và chuyển đổi sao cho phần cứng có thể hiểu IDE dung để biên dịch và nạp vào Arduino (quá trình sử lý này gọi là UPLOAD)

b Phần cứng Arduino:

Phần cứng Arduino là các board Arduino nơi thực thi các chương trình lập trình Các board này có thể điều khiển hoặc đáp trả các tín hiệu điện, vì vậy các thành phần được ghép trực tiếp vào nó để tương tác với thế giới thực để cảm nhận hoặc truyền thông

Ví dụ các cảm biến bao gồm các thiết bị chuyển mạch, cảm biến siêu âm, gia tốc Các thiết bị truyền động bao gồm đèn, motor, loa và các thiết bị hiển thị

c Ứng dụng của Arduino

Trong thực tế Arduino có rất nhiều ứng dụng bởi khả năng xử lý linh hoạt, phần cứng dễ dàng tích hợp vào hệ thống khác Do đó có thể ứng dụng trong hầu hết các hệ thống điều khiển tự động từ đơn giản là các thiết bị báo cháy báo ga, hay phức tạp hơn

là xử lý máy in 3D

Hình 1.16 Máy in 3D

Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào Arduino, đó là

sự phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap Máy in 3D là công cụ giúp tạo ra các vật thể thực trực tiếp từ các file CAD 3D Công nghệ này hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vị

17

trong đó có cách mạng hóa việc sản xuất cá nhân Máy in 3D là sự tổng hòa của kỹ thuật

và công nghệ để làm cho cuộc sống trở nên đẹp hơn nhờ các ứng dụng của nó

Hình 1.17 Robot

Trong hình trên Robot được lập trình bởi Arduino với chức năng quay camera dò đường và truyền thông về máy tính Trên máy tính sẽ quản lý và điều chỉnh hướng của Robot Ứng dụng này cũng rất hay, có thể ứng dụng trong công nghiệp, dân dụng hoặc quân sự làm robot do thám

Hình 1.18 Máy bay không người lái

UAV là một ứng dụng đặc biệt thíchhợp với Arduino do chúng có khả năng xử

lý nhiều loại cảm biến như Gyro, accelerometer, GPS…; điều khiển động cơ servo và

cả khả năng truyền tín hiệu từ xa

Hình 1.19 Lập tình game tương tác

18

Việc đọc cảm biến và tương tác với PC là một nhiệm vụ rất đơn giản đối với Arduino Do đó rất nhiều ứng dụng game tương tác có sử dụng Arduino Trong hình trên game được tương tác với Arduino ngưới dùng có thể điều khiển cần chơi game , trên màn hình LCD cũng hiển thị các chức năng bấm và máy tính là giao diện tương tác người dùng

Hình 1.20 Điều khiển hiệu ứng ánh sáng

Các tác vụ điều khiển đơn giản như đóng ngắt đèn LED hay phức tạp như điều khiển ánh sáng theo nhạc hoặc tương tác với ánh sáng laser đều có thể thực hiện với Arduino

1.3 Kết luận chương

Trong chương này chúng ta đã tìm hiểu tổng quan về mạng cảm nhận không dây, cấu trúc và các ứng dụng của nó đã cho thấy sự phát triển của mạng cảm biến và tầm quan trọng đối với cuộc sống của chúng ta Với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ thì lĩnh vực mạng cảm biến sẽ có nhiều ứng dụng mới

19

CHƯƠNG II THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG 2.1 Mô hình hệ thống

2.1.1 Sơ đồ ngữ cảnh hệ thống

Hình 2.1 Sơ đồ ngữ cảnh hệ thống giám sát sức khỏe trong mạng cảm biến không dây

Hệ thống được đưa ra bao gồm một thiết bị giám sát nhịp tim và nhiệt độ được gắn vào cổ tay của bệnh nhân Thết bị này được kết nối với mạng cảm biến không dây qua chuẩn truyền thông Zigbee bằng Arduino kết hợp Xbee ZB24, ngoài ra còn được ghép nối với mạng GSM qua modul SIM 900A Khi bệnh nhân nằm trong vùng mạng cảm biến không dây, dữ liệu về nhịp tim và nhiệt độ sẽ được đưa về máy chủ để các bác

sỹ theo dõi Nhưng khi bệnh nhân đi ra khỏi vùng phủ sóng của mạng cảm biến không dây thì khi bệnh nhân gặp vấn đề về sức khỏe (Nhịp tim thay đổi bất thường hoặc nhiệt

độ thay đổi), thiết bị sẽ báo về số điện thoại của người thân hoặc bác sỹ thông báo tính hình sức khỏe của bệnh nhân thông qua SMS

a Khối điều khiển

Khối điều khiển là modul Arduino Mega2560 có nhiệm vụ nhận dữ liệu cảm biến nhiệt độ trên cơ thể, và số nhịp tim mỗi phút của người bệnh để phân tích và đưa về máy tính hoặc gửi về điện thoại

21

Hình 2.3 Khối điều khiển

Arduino Mega2560 là board mạch điều khiển dựa vi điều khiển ATMega 2560

Nó có 54 chân I/O số (trong đó có 15 chân có thể được sử dụng là đầu ra PWM), 16 đầu vào tương tự, 4UART (cổng nối tiếp), sử dụng dao động thạch anh 16MHz, có kết nối USB và có đầu ra 3.3V để ghép nối với các IC hoặc hệ thống sử dụng điện áp thấp

Arduino Mega2560 có bootloader nên có thể nạp chương trình trực tiếp từ phần mềm lập trình Arduino lên board thông qua kết nối USB

Các thông số cơ bản của board mạch Arduino Mega2560:

Điện áp vào (khuyên dùng) 7-12V

Điện áp vào chuẩn 6-20V

Chân I/O số 54 (Gồm 15 chân có thể là đầu ra PWM)