Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát hiện ngã với chức năng định vị cho người bệnh trong quá trình điều trị tại bệnh viện

Tổng quan về nhu cầu cảnh báo ngã trong đời sống, nhu cầu cảnh báo ngã trong bệnh viện, những hệ thống cảnh báo hiện nay, những ứng dụng công nghệ IoT vào hệ thống cảnh báo ngã; phương pháp tiếp cận; thiết kế hệ thống.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGÃ VỚI CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ CHO NGƯỜI BỆNH TRONG QUÁ TRÌNH ĐIỀU TRỊ TẠI BỆNH VIỆN Trần Văn Dân Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Hữu Thanh Viện: Điện tử Viễn thông HÀ NỘI – 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGÃ VỚI CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ CHO NGƯỜI BỆNH TRONG QUÁ TRÌNH ĐIỀU TRỊ TẠI BỆNH VIỆN Trần Văn Dân Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Hữu Thanh Chữ ký GVHD Viện: Điện tử Viễn thơng HÀ NỘI – 2020 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài luận văn: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát ngã với chức định vị cho người bệnh trình điều trị bệnh viện” Họ tên tác giả luận văn: Trần Văn Dân Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: CB180178 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 ……………………………………………… với nội dung sau: Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2020 Tác giả luận văn Trần Văn Dân CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài luận văn: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát ngã với chức định vị cho người bệnh trình điều trị bệnh viện” Họ tên tác giả luận văn: Trần Văn Dân Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: CB180178 Với già hóa dân số gia tăng số lượng người thiểu vận động Vấn đề theo dõi hỗ trợ, cảnh báo người giúp giảm tải cho lực lượng điều dưỡng n hư người chăm sóc thật cần thiết Vấn đề nghiên cứu nhiều mơ hình chưa có tính thực tế cao ứng dụng thấp Với phát triển cơng nghệ, hệ thống có tốc độ xử lý nhanh xác Nội dung luận văn gồm chương: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Phương pháp tiếp cận Chương 3: Thiết kế hệ thống Chương 4: Kết Chương 5: Kết luận & Phương hướng phát triển Luận văn thực nhằm thiết kế một hệ thống IOT đơn giản nhằm quan trắc đối tượng thiểu vận động để cảnh báo ngã bệnh viện mà ứng dụng hướng tới ứng dụng cho bệnh viện Việt Đức Hệ thống phần cứng thiết lập, mơ hình máy chủ thiết kế dạng user kết nối với thơng qua máy chủ Những liệu đo bao gồm thời gian thực, vị trí GPS, gia tốc cân gửi lên trung tâm máy chủ lưu lại dạng sở liệu Những liệu cho phép trích xuất để sử dụng nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng cảnh báo ngã cải thiện tỷ lệ báo ngã giả Các luận điểm tài liệu chứng minh thực trình tác giả làm việc nghiên cứu đơn vị, đồng thời tham khảo từ tài liệu chuyên môn khác HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện luận văn Thạc sĩ Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc t i : PGS.TS.Nguyễn Hữu Thanh, định hướng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ Tơi suốt trình thực nghiên cứu đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn hỗ trợ học tập tạo điều kiện tốt Thầy Cô giáo Bộ môn Công nghệ Điện tử Kỹ thuật Y sinh, Trung tâm Điện tử Y sinh Thầy Cô giáo Viện Điện tử - Viễn thông thời gian học tập, nghiên cứu, thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Gia đình, Bạn bè ln động viên, khích lệ tạo điều kiện tốt cho Tơi q trình học tập, thực nghiên cứu đề tài Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2020 Tác giả luận văn iii TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Luận văn nêu lên trình thiết kế hệ thống IoT đơn giản nhắm quan trắc người thiểu vận động để cảnh báo ngã bệnh viện Hệ thống sử dụng cảm biến để đo gia tốc tốc độ góc chuyển động nhằm đưa cảnh báo ngã, sau gửi đến network device thông qua mạng 4G, xử lý hệ thống điều khiển trung tâm Sử dụng Socket.io NodeJs để thiết lập server quản lí sau hiển thị cảnh báo trạng thái ngã để cấp cứu kịp thời.Trong tương lai áp dụng tiến lĩnh vực 5G, machine learning xử lý liệu giúp đầu xác kịp thời HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên iv MỤC LỤC BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ i TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN iv MỤC LỤC v CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Nhu cầu cảnh bảo ngã đời sống 1.2 Nhu cầu cảnh báo ngã bệnh viện 1.3 Những hệ thống cảnh báo 1.4 Những ứng dụng công nghệ IoT vào hệ thống cảnh báo ngã CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN 10 2.1 Nền tảng kỹ thuật công nghệ 10 2.1.1 Băng thông 11 2.1.2 Dữ liệu 13 2.1.3 Tốc độ xử lý yếu tố xác thực 17 2.1.4 Phần cứng 20 2.2 Phương pháp cảnh báo ngã 26 2.3 Mơ hình hệ thống tổng quan 31 2.4 Nguyên lý hoạt động hệ thống 33 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG 35 3.1 Mơ hình phần cứng 35 3.2 Cấu trúc mạng 37 3.3 Phần mềm nhúng 39 3.4 Phần mềm thu thập 58 3.4.1 Thư viện socket.io 58 3.4.2 Node.js 62 v 3.4.3 Database 65 3.4.4 Thuật toán cảnh báo 66 CHƯƠNG KẾT QUẢ 68 4.1 Kết phần mềm nhúng 68 4.2 Kết phần mềm thu thập 69 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Một người già bị thiểu vận động Mỹ Hình 2: Một bệnh nhân lại khó khăn bệnh viện Việt Đức Hình 3: Mơ Hình nhóm Phillippe Katz Hình 4: Mơ hình Gudimetla Kowshik Hình 5: Mơ hình Salah Uddin Hình 6: Cấu hình hệ thống IoT tiêu biểu Hình 7: Băng thơng trung bình VNPT 12 Hình 8: Băng thơng trung bình Viettel 13 Hình 9: Cấu trúc liệu ảnh dạng TIFF 14 Hình 10: Cấu trúc file âm định dạng Wav 14 Hình 11: Mơ tả giao tiếp module vi điều khiển Arduino Uno 21 Hình 12: Mơ tả cấu tạo giao diện module MPU6050 22 Hình 13: Mơ tả giao tiếp module thời gian thực DS1307 24 Hình 14: Mơ tả giao tiếp module SIM7000 25 Hình 15: Tín hiệu đặc trưng bình thường theo cơng bố tác giả Jian He 27 Hình 16: Các dạng tín hiệu trạng thái vận động công bố Jian He 28 Hình 17: Điều kiện để xác định ngã từ tham số vận dộng 30 Hình 18: Sơ đồ tổng quan hệ thống 31 Hình 19: Mơ hình phần cứng 35 Hình 20: Mơ hình hệ thống mạng 38 Hình 21:Lưu đồ thuật tốn phần mềm nhúng 40 Hình 22: Lưu đồ thực kết nối 46 Hình 23: Code khai báo máy chủ sử dụng socket.io 60 Hình 24:Cơ chế hoạt động Node.Js 64 Hình 25: Mơ hình sở liệu 65 Hình 26: Cơng thức tính góc gia tốc góc nghiêng 67 Hình 27: Kết đo cảm biến gia tốc cảm biến thăng 68 Hình 28: Giao diện phần mềm thu thập liệu máy chủ Dweet 70 vii CHƯƠNG GIỚI THIỆU Hệ thống cảnh báo ngã đề cập đến từ lâu có nhiều nghiên cứu đề xuất với nhiều mơ hình khác với cách tiếp cận khác Mỗi mơ hình có ưu điểm nhược điểm Hầu hết mơ hình nghiên cứu thẩm định tính khả thi, xác, tỷ lệ báo giả, nhiên, chưa có hệ thống đề xuất theo hướng ứng dụng cơng nghệ IoT mạng viễn thơng di động có tiến vượt bậc mặt công nghệ cải thiện băng thông Xuất phát từ nhu cầu thực tế q trình cơng tác bệnh viên Việt Đức, đề xuất đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát ngã với chức định vị cho người bệnh trình điều trị bệnh viện” nhằm hỗ trợ hộ lý, y tá, điều dưỡng bác sĩ để kịp thời cấp cứu xảy tai nạn ngã bệnh nhân nặng bệnh viện Mặc dù nhu cầu ứng dụng cho bệnh viện, xong số trường hợp, đề tài hy vọng hệ thống đáp ứng nhu cầu quan trắc ngã đời sống 1.1 Nhu cầu cảnh bảo ngã đời sống Hệ thống cảnh báo ngã vấn đề đặt thời gian gần đây, đặc biệt nước phát triển, người thiểu vận động người già sống đơn độc khơng có người chăm sóc thường xuyên trở nên phổ biến Những người có điều kiện tài tốt thường thuê dịch vụ chăm sóc trung tâm an dưỡng Tuy nhiên, tiến y khoa, tuổi thọ trung bình người cải thiện số lượng người già cần chăm sóc tăng lên nhanh chóng so với số lượng điều dưỡng đào tạo Vì vậy, điều dưỡng viên cần có cơng cụ hỗ trợ để chăm sóc nhiều khách hàng lúc Những người già người thiểu vận động có chung đặc điểm khả lại khó khăn cần có giúp đỡ vận động, trường hợp họ sử dụng nổ lực thân, xác xuất ngã từ gây hậu tổn hại thể cao Hậu việc ngã Nó tự động chuyển sang Websocket có thể, hầu hết trình duyệt hỗ trợ websocket nên việc sử dụng socket.io trình duyệt sử dụng websocket Việc sử dụng socket.io đơn giản giống client lẫn server bao gồm phần chính: • Khởi tạo kết nối • Lắng nghe event • Gửi event Riêng server khơng có phần khởi tạo kết nối có client cần khởi tạo kết nối đến server, việc dùng socket.io đồng client lẫn server Để khởi tạo socket.io đảm bảo cho việc lắng nghe kiện mà client, phần mềm nhúng thiết kế phần 3.3 chương này, dịch vụ cần sử dụng bao gồm khai báo sau: + Phương pháp truyền + Phương pháp truy cập + Phương pháp kết nối + Lưu giữ trạng thái hoạt động + Khởi động khối lưu trữ liệu + Khai báo cổng tiếp nhận + Khai báo giao thức nhận Các khối này, cấu hình cho máy chủ sử dụng socket.io Các máy tính server cần thiết lập quy tắc hoạt động thủ tục thiết lập giao thức Bởi thủ tục bao gồm hoạt động lắng nghe, nhận yêu cầu, kiểm tra yêu cầu, thực kết nối, quản lý truy cập liệu, đó, biến cần chia quản lý hàm thủ tục phát triển sẵn nhà cung cấp phần mềm thiết kế Những người phát triển ứng dụng cần khai báo để thiết kế cấu hình cho máy chủ gọi hàm thủ tục để sử dụng Hình 23 trình bày code khai báo cấu hình máy chủ 59 Hình 23: Code khai báo máy chủ sử dụng socket.io Để lắng nghe data từ client, câu lệnh socket.on() kích hoạt, để phát liệu sử dụng lệnh socket.emit() sử dụng Đối với mơ hình IoT thiết lập dạng client-server, đưa tin đến địa định danh cho thiết bị trường hợp lệnh socket.emit() sử dụng Một mơ hình khác client máy chủ thông báo tin đến thực tin theo quy trình thiết kế trước để thực lệnh thông qua tin gọi mơ hình broadcast để broadcast tin ta sử dụng socket.broadcast.emit() Mơ hình emit làm cho thiết kế phần mềm nhúng đơn giản mơ hình broadcast làm cho phần mềm máy chủ dễ dàng Ở đây, với mục đích thử nghiệm hệ thống nên dạng broadcast sử dụng, nhiên, lệnh điều khiển thiết bị đầu cuối hệ thống bao gồm thiết bị theo dõi ngã khơng có, trái lại lắng nghe thu thập sau xử lý định ngã thông báo diện rộng cho user liên quan Do mơ hình broadcast hợp lý trường hợp 60 Dòng lệnh mã lệnh cài đặt máy chủ với chuẩn kết nối socket.io Ở đây, client có id gắn với thiết bị cảnh báo ngã định id thiết bị gán để so sánh Lệnh viết sau: io.on(“connection”,function(socket)){ console.log(“Here new client”+socket.id); socket.on(“SIM7000C_send_state”, function(message)){ var date=new Date(); var timenow=date.toLocaleString(‘en-US’, {timeZone: ‘Asia/Jakarta’}); var mes=Json.stringify(message); objstate=Json.parse(mes); var data={ room1:objstate.room1, room2:objstate.room2, userControl:null, time:timenow } controller.addData(data); console.log(data); socket.broadcast.emit(‘server_send_state’, mes); }); var data=JSON.stringify(objstate); Server lắng nghe lệnh từ SIM7000C thông qua hàm socket.on Dữ liệu gửi tới server từ client nhận thông qua hàm controller.addData(data) hiển thị thông qua hàm console.log(data) Những lệnh mà server gửi tới client thông qua hàm socket.broadcast.emit(server_send_state, mes) Những cập nhật tần số lấy mẫu cài đặt cho thiết bị cảnh báo ngã thông qua lệnh 61 3.4.2 Node.js Phần code server phần mềm cài đặt server thực suốt trình chạy server từ lúc khởi động bị reset tắt máy Để thực giao diện để giao tiếp người máy cần công cụ thực thơng qua trình duyệt Node.js cơng cụ lập trình cho phép lệnh chạy server trình duyệt web Nó JavaScript runtime xây dựng dựa Chorme’s V8 JavaScript engine – trình thơng dịch thực thi mã JavaScript, giúp xây dựng ứng dụng web cách đơn giản dễ dàng mở rộng Node.js phát triển Ryan Dahl vào năm 2009, phát triển bảo trợ Joyent, chạy nhiều hệ điều hành khác nhau: OS X, Microsoft Windows, Linux V8 engine JavaScript engine mã nguồn mở chạy trình duyệt Chrome, Opera Vivaldi Nó thiết kế tập trung vào hiệu chịu trách nhiệm cho việc dịch mã JavaScript sang mã máy để máy tính hiểu chạy Cha đẻ Node dựa V8 engine, cải tiến số tính chẳng hạn file system API, thư viện HTTP số phương thức liên quan đến hệ điều hành Điều có nghĩa Node.js chương trình giúp ta chạy code JavaScript máy tính, nói cách khác JavaScript runtime Nodejs đặc biệt thích hợp để xây dựng app cần đến tương tác hay hợp tác real-time, ví dụ chat site Node phù hợp để tạo API nơi cần xử lý lượng lớn request liên quan đến I/O với site liên quan đến data streaming Bên cạnh tốc độ khả mở rộng, việc dùng JavaScript server trình duyệt giúp cho việc khơng phải chuyển đổi ngơn ngữ Có thể làm thứ với ngơn ngữ Node.js viết dựa JavaScript nên nhiều tính Node.js kế thừa 62 từ ngơn ngữ JavaScript việc xây dựng Server Side Javascript, mà không cần dùng ngôn ngữ khác (như trước phải cần Java, PHP …) Một điểm mạnh Node cực thích hợp với JSON JSON coi lý tưởng sử dụng chương trình JavaScript Khi làm việc với Node, liệu chuyển qua tầng layer mà không cần phải reformat Lợi Node.js lập trình web-socket: • Thứ nhất: javascript ngơn ngữ lập trình hướng kiện, mà lập trình thời gian thực, cách tiếp cận lập trình kiện cách tiếp cận khơn ngoan • Thứ hai: Node.js chạy non-blocking việc hệ thống tạm ngừng để xử lý xong request giúp cho server trả lời client gần tức • Thứ ba: lập trình socket yêu cầu bạn phải xây dựng mơ hình lắng nghe - trả lời từ bên Nói khác đi, vai trị client server phải tương đương nhau, mà client chạy javascript, nên server chạy javascript nữa, việc lập trình dễ dàng thân thiện Nodejs giúp code bạn chạy đoạn lại chờ response trả để thực thi hàm callback truyền vào Thế câu hỏi đặt hàm callback lưu trữ đâu, chúng thực thi theo thứ tự có nhiều hàm callback thế, gọi chúng thực thi Trình khởi chạy javascript có hàng đợi (queue) chứa messages, messages gắn liền với hàm callback truyền vào Mỗi gặp câu lệnh có callback truyền vào message gắn với callback đẩy vào queue, event trigger (ví dụ event click, event request có response trả về) hệ thống gọi hàm callback tương ứng để thực thi Khi event ví dụ click vào button khơng chuyền vào callback khơng có message đẩy vào queue, nghĩa event có callback tryền vào đẩy vào queue 63 Hình 24:Cơ chế hoạt động Node.Js Hình mơ tả hoạt động Event Loop Khi có trigger (sự kiện click request vd thực xong có response trả về) hàm callback truyền vào đẩy vào Massage Queue Khi biên dịch đoạn code ban đầu dòng lệnh assyn bạn đẩy vào stack, dòng lệnh chạy từ đầu tới cuối (chúng chạy song song với tiến trình truy cập I/O nói trên) chạy xong câu lệnh cuối stack rỗng Một stack rỗng (chạy xong thân code bạn), vòng lặp Event Loop khởi chạy Mỗi Event Loop gặp message Message Queue, thực thi hàm callback gắn với message cách đẩy đoạn code hàm callback vào stack Sau hàm callback thực xong, stack rỗng, Event Loop tiếp tục chạy lấy message (nếu có) đẩy code callback vào stack thực thi Có điểm lưu ý nói nodejs single thread single với main thread (thread để chạy câu lệnh nó), cịn lời gọi I/O thực chất sinh thread khác để thực yêu cầu I/O Các I/O thread chạy cpu core khác với main thread nodejs 64 3.4.3 Database Để lưu trữ giữ liệu, phần mềm máy chủ cần lưu giữ số liệu client cung cấp Trong đó, dạng liệu thiết kế mySQL cài đặt server, nhiên điêu địi hỏi server phải có độ lớn cần thiết để chay song song máy chủ Để giảm tải cho máy chủ, đề tài sử dụng máy chủ sẵn có sở liệu kết nối đến Máy chủ sử dụng để lưu giữ liệu mongo, máy chủ tạo để người sử dụng dễ dàng kết nối đến với API có sẵn để thiết kế sở liệu User User Arduino ID: Password: ID: User Password: Role: Role: Device: Device: Hình 25: Mơ hình sở liệu Mơ hình sở liệu thể hình 25 Trong trường sữ liệu user bao gồm user người quan sát user Arduino Các user Arduino user quan sát viên tổ chức thanhd định danh ID password để xác nhận quyền truy cập vào hệ thống mạng từ lệnh điều khiển thực Bên cạnh trường liệu định danh quản lý user, sở liệu cảm biến liệt kê + data.year: Trường liệu trích xuất năm liệu nhận từ user Arduino + data.month: Trường liệu trích xuất tháng liệu nhận từ user Arduino + data.hour: Trường liệu trích xuất liệu nhận từ user Arduino 65 + data.minute: Trường liệu trích xuất phút liệu nhận từ user Arduino + data.second: Trường liệu trích xuất giây liệu nhận từ user Arduino + data.ax: Trường liệu trích xuất gia tốc trục x liệu nhận từ user Arduino + data.ay: Trường liệu trích xuất gia tốc trục y liệu nhận từ user Arduino + data.az: Trường liệu trích xuất gia tốc trục z liệu nhận từ user Arduino + data.gx: Trường liệu trích xuất cân trục x liệu nhận từ user Arduino + data.gy: Trường liệu trích xuất cân trục y liệu nhận từ user Arduino + data.gz: Trường liệu trích xuất cân trục z liệu nhận từ user Arduino + data.longitude: Trường liệu trích xuất kinh độ liệu nhận từ user Arduino + data.latitude: Trường liệu trích xuất vĩ độ liệu nhận từ user Arduino 3.4.4 Thuật toán cảnh báo Thuật toán cảnh báo dựa hay đổi góc nghiêng gia tốc góc đối tượng đo Cơng thức Kim đồng nghiệp công bố nghiên cứu họ trước Đề tài ứng dụng công thức với trường liệu liệt kê mục 3.4.3 để tính giá trị 𝜃 𝐴𝐺𝐷𝑆𝑉𝑀 , giá trị vượt ngưỡng đó, coi đối tượng bị ngã 66 Hình 26: Cơng thức tính góc gia tốc góc nghiêng 67 CHƯƠNG KẾT QUẢ 4.1 Kết phần mềm nhúng Hình 27 biểu diễn kết phần mềm nhúng sau gửi liệu đến máy chủ xuất file để vẽ lại phần mềm Labview Những liệu vẽ lại excel phần mềm khác trang bị hàm hỗ trợ vẽ hiển thị đồ họa Để đơn giản, dạng liệu xuất file từ máy chủ định tệp dạng text Những tệp dạng text dạng liệu không mã hóa dễ dàng thực hàm phần mềm thương mại Hình 27: Kết đo cảm biến gia tốc cảm biến thăng Những liệu đo gửi đến server liên tục tính tốn kiểm tra giá trị góc nghiêng gia tốc góc nghiêng để thực so sánh với ngưỡng cảnh báo Mặc dù giá trị biên giới hạn đề tài cứng, phép cảnh báo cho thấy giá trị so sánh xem phép cảnh báo thô Những phép cảnh báo nghiêm ngặt 68 phép loại trừ cảnh báo giả phát triển tương lai số liệu thu thập nhiều Để cảnh báo ngã hệ thống thu thập liệu từ hệ thống phần cứng tiến hành thực cơng thức tính hình 26 Với giới hạn 15 1.5g hệ thống tiến hành báo động ngã Những user đăng ký trước với người admin thiết lập để máy chủ kết nối đến thơng báo tình trạng ngã Dữ liệu GPS hiển thị đồ google map để người quan sát biết vị trí người bị ngã hiển thị để dị tìm Với phần mềm miễn phí chức dị tìm khó thực độ phân giải đồ thấp Tuy nhiên, mua API có trả phí, độ phân giải đồ cải thiện để bác sĩ xác định vị trí ngã bệnh nhân 4.2 Kết phần mềm thu thập Hình 28 thể giao diện phần mềm thu thập liệu cài đặt máy chủ Phần mềm sử dụng API cloud hỗ trợ cho dịch vụ IoT Những giá trị thể giao diện giá trị ax, ay, az giá trị gx, gy, gz Các giá trị thể trạng thái vận động bệnh nhân đối tượng thiểu vận động Những số liệu vận động đồng thời tính tốn theo cơng thưc trình bày hình 26 để đưa định thông báo ngã hay không Bên cạnh giá trị chuyển động thu thập, vị trí cảnh báo ngã quan sát cho hiển thị trạng thái cảnh báo ngã Dựa vị trí kinh độ vĩ độ thu thập vị trí ngã đánh dấu để hiển thị cho người quan sát biết từ lần theo vị trí đánh dấu để tìm bệnh nhân đối tượng thiểu vận động cần chăm sóc cứu chữa kịp thời Hiện phiên web thiết kế mà chưa có phần mềm chạp app điện thoại thơng minh, đó, chưa thực tiện lợi hộ lý y tá chăm sóc bệnh nhân người thiểu vận 69 động Trong tương lai, hệ thống dễ dàng mở rộng với phần mềm cài đặt điện thoại thông minh Do giới hạn thời gian luận văn thạc sĩ, đề tài mơ hình hóa thử nghiệm hệ thống phương tiện có sẵn đơn giản Hình 28: Giao diện phần mềm thu thập liệu máy chủ Dweet 70 Đề tài thực thiết kế hệ thống IOT đơn giản nhằm quan trắc đối tượng thiểu vận động để cảnh báo ngã bệnh viện mà ứng dụng hướng tới ứng dụng cho bệnh viện Việt Đức Hệ thống phần cứng thiết lập, mơ hình máy chủ thiết kế dạng user kết nối với thông qua máy chủ Những liệu đo bao gồm thời gian thực, vị trí GPS, gia tốc cân gửi lên trung tâm máy chủ lưu lại dạng sở liệu Những liệu cho phép trích xuất để sử dụng nghiên cứu nhằm cải thiện chất lượng cảnh báo ngã cải thiện tỷ lệ báo ngã giả Mặc dù hệ thống chưa thể ứng dụng để thực nghiệm trực tiếp lên đối tượng bệnh nhân, tính cồng kềnh thiết bị nguồn pin di động kèm theo phải bảo đảm cho thiết bị có tính gọn nhẹ Các liệu thu được thực tình phức tạp Các hệ thống thử nghiệm phần cứng phần mềm thực dạng website miễn phí, chưa thực thủ tục thiết kế bảo mật kết nối với cài đặt chủ động Đề tài đề xuất mơ hình khác với mơ hình IoT khác dự báo ngã thu thập liệu chuyển động thực máy chủ Do máy chủ hữu hạn tài ngun tính tốn băng thơng, máy chủ tĩnh thực mở rộng tùy ý với đối tượng sử dụng Tuy nhiên, mơ hình đám mây giải bế tắc Việc tính tốn máy chủ cho thấy, thiết bị quan sát chuyển động đươc thu nhỏ tương lai Trong tương lai, phương hướng phát triển đề tài sử dụng thiết bị thông minh trang bị cảm biến vị trí cảm biến gia tốc thăng để thực việc ghi lại toàn số liệu chuyển động Việc cảnh báo thực gửi tới user quan sát tin mà user truy cập vào tài nguyên máy chủ để thực quan sát định vị Những số liệu thu được dán nhãn để thực nghiên cứu cảnh báo ngã nhờ học máy cập nhật ngưỡng biên để xác định ngã với tập số liệu thu thập 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Abbate, S., Avvenuti, M., Bonatesta, F., Cola, G., Corsini, P., Vecchio, A., A smartphone-based fall detection system Pervasive and Mobile Computing (2012) 883–899 Aguiar, B., Rocha, T., Silva, J., Sousa, I., Accelerometer-based fall detection for smartphones, in: 2014 IEEE International Symposium on Medical Measurements and Applications (MeMeA), 2014, pp 1– M.V Albert, K Kording, M.Herrmann, A Jayaraman Fall classification by machine learning using mobile phones PLOS ONE, (2012), pp 1-6 G Almashaqbeh, T Hayajneh, A.V Vasilakos, B.J Mohd Qosaware health monitoring system using cloud-based wbansJ Med Syst., 38 (2014), p 121 Z Bian,J Hou,L Chau,N Magnenat-Thalmann Fall detection based on body part tracking using a depth camera IEEE J Biomed Health Inform.,19 (2015), pp 430-439, Casilari, E., Luque, R., Morón, M.J., Analysis of android devicebased solutions for fall detection, Sensors 15 (2015) 17827–17894 E.Casilari,M.A.Oviedo-Jiménez Automatic fall detection system based on the combined use of a smartphone and a smartwatch PLOS ONE,10(2015), pp 1-11 K.Chaccour,R.Darazi,A.H.El Hassani,E.Andrès From fall detection to fall prevention: a generic classification of fall-related systems IEEE Sens J.,17(2017), pp.812-822 G.C.Chen,C.N.Huang,C.Y.Chiang,C.J.Hsieh,C.T.ChanA reliable fall detection system based on wearable sensor and signal magnitude area for elderly residents Proceedings of the Aging 72 Friendly Technology for Health and Independence, and 8th International Conference on Smart Homes and Health Telematics, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (2010), pp 267270 10 De Miguel, K., Brunete, A., Hernando, M., Gambao, E., Home camera-based fall detection system for the elderly, Sensors 17 (2017) 11 Dias, P.V.G.F., Costa, E.D.M., Tcheou, M.P., Lovisolo, L., Fall detection monitoring system with position detection for elderly at indoor environments under supervision, in: 2016 8th IEEE LatinAmerican Conference on Communications (LATINCOM), 2016, pp 1–6 12 M Kangas, A Konttila, P Lindgren, I Winblad, T Jämsä, Comparison of low-complexity fall detection algorithms for body attached accelerometers, Gait Posture 28 (, 2008) 285–291 13 H.Kerdegari,S.Mokaram,K.Samsudin,A.R.Ramli A pervasive neural network based fall detection system on smart phone J Ambient Intell Smart Environ.,7(2015), pp.221-230 14 A.F Khalifeh, A Saleh, M AL-Nuimat, D.A Tair, An open source cloud based platform for elderly health monitoring and fall detection, in: Proceedings of the 4th Workshop on ICTs for Improving Patients Rehabilitation Research Techniques, ACM, New York, NY, USA , 2016, pp 97–100 15 Y.Li,K.C.Ho,M.PopescuA microphone array system for automatic fall detection IEEE Trans Biomed Eng.,59(2012), pp.1291-1301, 73 ... HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÁT HIỆN NGÃ VỚI CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ CHO NGƯỜI BỆNH TRONG QUÁ TRÌNH ĐIỀU TRỊ TẠI BỆNH VIỆN Trần Văn Dân Ngành Kỹ thuật Y sinh... thiết kế hệ thống phát ngã với chức định vị cho người bệnh trình điều trị bệnh viện? ?? nhằm hỗ trợ hộ lý, y tá, điều dưỡng bác sĩ để kịp thời cấp cứu xảy tai nạn ngã bệnh nhân nặng bệnh viện Mặc... văn: ? ?Nghiên cứu thiết kế hệ thống phát ngã với chức định vị cho người bệnh trình điều trị bệnh viện? ?? Họ tên tác giả luận văn: Trần Văn Dân Chuyên ngành: Kỹ thuật y sinh Mã số SV: CB180178 Với