TIỂU LUẬN THIẾT kế và THI CÔNG THIẾT bị THEO dõi sức KHỎE

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM Khoa Điện tử - Viễn thông Hàng không _ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ THEO DÕI SỨC KHỎE” GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS LÊ NHẬT BÌNH SINH VIÊN: TRẦN THANH QUÂN MÃ SỐ SV: 1653020002 LỚP: DV1 – K10 Thành phố Hồ Chí Minh –2020 LỜI CẢM ƠN  Là sinh viên học tập Học viện Hàng Không Việt Nam, dạy dỗ tận tình thầy giáo mơn, nhờ mà tơi có kiến thức để hồn thành tiểu luận tốt nghiệp Hồn thành khóa tiểu luận này, cho phép tơi gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo khoa điện tử viễn thông Học viện hàng không Việt Nam Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Lê Nhật Bình, thầy tận tình dạy tơi suốt q trình làm tiểu luận Tuy nhiên, trình làm báo cáo định khơng tránh khỏi thiếu sót, hạn chế Vì vậy, tơi mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy tồn thể bạn để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt cho công tác thực tế sau Tôi xin chân thành cảm ơn.! LỜI MỞ ĐẦU Để cho tiểu luận tốt nghiệp đạt kết tốt đẹp, nhận hỗ trợ, giúp đỡ nhiệt tình giáo viên hướng dẫn, anh chị khóa trước bạn sinh viên học viện Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy bạn tạo điều kiện giúp đỡ trình học tập nghiên cứu đề tài Trước hết xin gửi tới thầy cô khoa Điện tử - Viễn thông Hàng Không lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe lời cảm ơn sâu sắc Với quan tâm, dạy dỗ, bảo tận tình chu đáo thầy cô môn học lớp nên tơi vận dụng kiến thức học phần học để hoàn thành tốt đề tiểu luận tốt nghiệp: “THIẾT BỊ THEO DÕI SỨC KHỎE” Đặc biệt xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giáo viên hướng dẫn thầy giáo – TS Lê Nhật Bình nhiệt tình quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tơi hồn thành tốt đề tài thời gian qua Với điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tiểu luận tốt nghiệp hạn chế học viên, báo cáo đề tài tiểu luận tốt nghiệp tránh thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp ý kiến bảo thầy để tơi có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức mình, phục vụ tốt cho học tập thực dự án sau Tôi xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan báo cáo thực tập tơi thực hiện, số liệu thu thập kết phân tích báo cáo trung thực, không chép từ đề tài nghiên cứu khoa học Ngày … tháng … năm … Sinh viên thực (ký ghi họ tên) HỌC VIỆN HÀNG KHƠNG VIỆT NAM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HK NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRẦN THANH QUÂN MSSV: 1653020002 Lớp: DV1 – K10 Tên đồ án mơn học: “THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG THIẾT BỊ THEO DÕI SỨC KHỎE” Nhiệm vụ đồ án: Thiết kế thi công thiết bị theo dõi sức khỏe nhằm đo nhịp tim, độ bão hòa oxy, nhiệt độ thể,… từ né tránh rủi ro tai nạn ý muốn Ngày giao đồ án mơn học: 18/3/2020 Ngày hồn thành đồ án môn học: 06/05/2020 Họ tên người hướng dẫn: TS Lê Nhật Bình Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Năm GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: Ý thức thực hiện: Nội dụng thực hiện: Hình thức trình bày: Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: (Quy định thang điểm lấy điểm tròn theo quy định trường) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  Ngày … tháng … năm … Giáo viên phản biện (ký ghi họ tên) HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG HK CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KẾ HOẠCH TỐT NGHIỆP TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: TRẦN THANH QUÂN MSSV: 1653020002 LỚP: DV1-K10 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG THIẾT BỊ THEO DÕI SỨC KHỎE Họ tên giáo viên hướng dẫn: TS LÊ NHẬT BÌNH Kế hoạch tiến độ: Tuần 18-24/3/20 Tuần 25-31/3/20 Tuần 01-04/4/20 Xác nhận GVHD Công việc thực Giao đề tài Nguyên cứu đề tài đọc tài liệu liên quan Tính tốn giá trị linh kiện điện tử sử dụng đề tài Tuần 04-09/4/20 Đọc datasheet mua linh kiện điện tử Tuần 10-15/4/20 Báo cáo chạy thử mạch testboard Tuần 16-20/4/20 Tuần 21-25/4/20 Tuần 25-28/4/20 Thi công phần mềm Arduino Tuần 28-30/4/20 Ghi BÁO CÁO GIỮA KỲ VỚI GVHD Làm báo cáo thuyết trình Thực tiểu luận Thi cơng Nộp báo cáo thiết bị cho GVHD kiểm duyệt Nộp bảo vệ tiểu luận 01-15/5/20 TP.HCM, ngày tháng Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) năm 2020 MỤC LỤC PHẦN TỔNG QUAN VỀ TIỂU LUẬN .1 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Lý chọn đề tài .1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu .2 1.5 Kết cấu đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT .3 2.1 Một số nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.2 Các linh kiện sử dụng đề tài 2.2.1 Module wifi ESP8266 V3 CH-340 2.2.2 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 dây 2.2.3 Cảm biến nhịp tim Oxy máu MAX30100 .9 PHẦN II NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ 11 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 11 3.1 Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động thiết bị 11 3.1.1 Sơ đồ khối toàn thiết bị 11 3.1.2 Nguyên lý hoạt động thiết bị .11 3.2 Sơ đồ nguyên lý 12 3.3 Lưu đồ thuật toán 12 CHƯƠNG THI CÔNG VÀ KẾT QUẢ 14 4.1 Thi công phần cứng .14 4.2 Thi cộng phần mềm .14 4.3 Mơ hình thực tế .23 4.4 Kết kiểm tra sản phẩm 23 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ KIẾN GHỊ 24 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24 5.1 Kết luận 24 5.1.1 Kết hoạt động thiết bị so với mục tiêu đề 24 5.1.2 Ưu điểm .24 5.1.3 5.2 Nhược điểm .24 Kiến nghị .24 Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Nhật Bình  Một số trình duyệt chậm hỗ trợ tính  Khó kiểm sốt cảnh thực thi trình duyệt (ví dụ, trình duyệt cũ khơng render tag mới) 4.3 Mơ hình thực tế 4.4 Kết kiểm tra sản phẩm Hoạt động bình thường, liệu đo từ thể người đưa lên website gần xác Khi đo liên tục vòng Kết đo theo yêu Kết luận: thiết bị hoạt cầu đề động tốt đo liên tục tiếng tiếng Khi đo liên tục vòng tiếng Kết đo delay khoảng thời gian so với ban đầu Kết quả: Thiết bị chạy Khi đo mơi khoảng thời gian ngắn sau khơng trường có nhiều đo , phải chờ thời gian nước sau thiết bị hoạt động lại bình thường SVTH: Trần Thanh Quân Kết luận: với thời gian đo tiếng liên tục thiết bị chạy tốt phụ thuộc vào PIN Kết luận : Thiết bị khó hoạt động mơi trường có nhiều nước , ảnh hưởng đến thiết bị 23 Tiểu Luận Tốt Nghiệp GVHD: TS Lê Nhật Bình PHẦN III KẾT QUẢ VÀ KIẾN GHỊ CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Kết hoạt động thiết bị so với mục tiêu đề Trong tiểu luận lần này, em nghiên cứu thực thành công thiết bị theo dõi sức khỏe bệnh nhân, cách sử dụng thông số liệu đo từ module đồng thời truyền liệu lên web từ phân tích kết luận tình trạng bệnh nhân theo yêu cầu thiết bị Như vây, tiểu luận tốt nghiệp lần giúp em bổ sung cịn thiếu sót từ mơn học đánh giá thân 5.1.2 Ưu điểm  Có thể đo nhiệt độ, đổ ẩm phòng, nhiệt độ thể, nhịp tim, Oxy máu  Hoạt động ổn định  Cập nhật tình trạng bệnh nhân 24/24 thơng qua wifi  Di chuyển linh hoạt 5.1.3 Nhược điểm  Tốc độ nhảy cảm biến chưa cao  Thiết kế cịn thơ sơ chưa tối ưu sản phẩm  Tuổi thọ  Thi công giá thành cao 5.2 Kiến nghị Cải tiến thiết bị xác hơn, xây dựng thuật tốn hồn chỉnh Dựa vào cách thức hoạt động thiết bị theo dõi sức khỏe ta phát triển đề tài rộng Để tạo sản phẩm giảm áp lực cho bác sĩ đồng thời bệnh nhân theo dõi sức khỏe nhà, giảm thiểu thương vong nguy hiểm đến tính mạng người SVTH: Trần Thanh Quân 24 PHỤ LỤC A #include #include #include #include "DHT.h" //Thu vien #include #include "MAX30100_PulseOximeter.h" #include #include #include LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); #define DHTTYPE DHT11 #include "PageIndex.h" #define LEDonBoard // Cam bien su dung // Noi dung giao dien Web // Bao hieu den tren ESP8266 #define REPORTING_PERIOD_MS 1000 PulseOximeter pox; uint32_t tsLastReport = 0; #define ONE_WIRE_BUS 14 OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); DallasTemperature sensors(&oneWire); const char* ssid = "NETNAM 6.66"; //SSID Password WiFi router const char* password = "123456123456k115"; ESP8266WebServer server(80); // May chu const int DHTPin = 12; // Chan su dung cho cam bien PinD1=Pin DHT dht(DHTPin, DHTTYPE); // Khoi tao cam bien (Pin_used, Type_of_DHT_Sensor); void onBeatDetected(){ Serial.println("Beat!"); } void handleRoot() { String s = MAIN_page; //Đọc nội dung HTML server.send(200, "text/html", s); // Gui len noi dung len web } // Doc gia tri nhiet tren cam bien void handleDHT11Temperature() { float t = dht.readTemperature(); // Doc gia tri va mac dinh dang C String Temperature_Value = String(t); server.send(200, "text/plane", Temperature_Value); // if (isnan(t)) { //Kiem tra neu sai thi thoat Serial.println("Failed to read from DHT sensor!"); } else { Serial.print("DHT11 || Temperature : "); Serial.print(t); Serial.print(" || "); Gui nhiet } } // Doc gia tri cam bien void handleDHT11Humidity() { float h = dht.readHumidity(); String Humidity_Value = String(h); server.send(200, "text/plane", Humidity_Value); //Gui data đo am if (isnan(h)) { Serial.println("Failed to read from DHT sensor !"); } else { Serial.print("Humidity : "); Serial.println(h); } } void handleHear(){ double* data = new double[2]; data[0] = pox.getHeartRate(); data[1] = pox.getSpO2(); String dataString = String(data[0])+"/"+String(data[1]); server.send(200,"text/plane", dataString); } void handleBodyTemperature(){ server.send(200,"text/plane",String( sensors.getTempCByIndex(0))); } void setup(void){ Serial.begin(115200); delay(500); dht.begin(); // Đoc cam bien DHT22 delay(500); WiFi.begin(ssid, password); // Ket noi voi WIFI Serial.println(""); pinMode(LEDonBoard,OUTPUT); digitalWrite(LEDonBoard, HIGH); Serial.print("Connecting"); while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) { Serial.print("."); digitalWrite(LEDonBoard, LOW); //Ket noi vs Wifi den se bao hieu delay(250); digitalWrite(LEDonBoard, HIGH); delay(250); } digitalWrite(LEDonBoard, HIGH); Serial.println(""); //Tat //Hien ip de ket noi web Serial.print("Successfully connected to : "); Serial.println(ssid); Serial.print("IP address: "); Serial.println(WiFi.localIP()); server.on("/", handleRoot); server.on("/readTemperature", handleDHT11Temperature); //Hien thi tren web server.on("/readHumidity", handleDHT11Humidity); server.on("/readHear", handleHear); server.on("/readBody", handleBodyTemperature); server.begin(); Serial.println("HTTP server started"); Serial.print("Initializing pulse oximeter "); if (!pox.begin()) { Serial.println("FAILED"); for(;;); } else { Serial.println("SUCCESS"); } pox.setOnBeatDetectedCallback(onBeatDetected); } //Vong lap void loop(){ // Hien thi tren web server.handleClient(); //Xu ly yeu cau cua pox.update(); sensors.requestTemperatures(); if (millis() - tsLastReport > REPORTING_PERIOD_MS) { Serial.print("Heart rate:"); Serial.print(pox.getHeartRate()); Serial.print("bpm / SpO2:"); Serial.print(pox.getSpO2()); Serial.println("%"); Serial.print("BodyTemperature: "); Serial.print(sensors.getTempCByIndex(0)); Serial.print(" || "); tsLastReport = millis(); lcd.clear(); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Your IP Address"); lcd.setCursor(1, 1); lcd.print(WiFi.localIP()); } } PHỤ LỤC B const char MAIN_page[] PROGMEM = R"=====( html { font-family: Arial; display: inline-block; margin: 0px auto; text-align: center; } h1 { font-size: 2.0rem; } p { font-size: 2.0rem; } units { font-size: 1.2rem; } dht-labels{ font-size: 1.5rem; vertical-align:middle; padding-bottom: 15px; } BASED PATIENT HEALTH MONITORING

Temperature : 0 °C

Humidity : 0 %

Heart rate : 0   bpm   SpO2 : 0 % BodyTemperature : 0

Time Date

$(document).ready(function(){ console.log("AAAA"); getHear(); getTemperatureData(); getHumidityData(); getBody(); }); setInterval(function() { // Call a function repetatively with Second interval getTemperatureData(); getHumidityData(); getHear(); getBody(); }, 2000); setInterval(function() { // Call a function repetatively with Second interval Time_Date(); }, 1000); function getTemperatureData() { $.get("/readTemperature",(data,status)=>{ if (status === "success"){ document.getElementById("TemperatureValue").innerHTML = data; } }); } function getHear(){ $.get("/readHear",(data,status)=>{ if (status === "success"){ const dataHeart = data.split('/'); $("#heartRate").text(dataHeart[0]); $("#bpm").text(dataHeart[1]); } }); } function getHumidityData() { $.get("/readHumidity",(data,status)=>{ if (status === "success"){ document.getElementById("HumidityValue").innerHTML = data; } }); } function getBody() { $.get("/readBody",(data,status)=>{ if (status === "success"){ document.getElementById("BodyTemperature").innerHTML = data; } }); } function Time_Date() { var t = new Date(); document.getElementById("time").innerHTML = t.toLocaleTimeString(); var d = new Date(); const dayNames = ["Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday","Saturday"]; const monthNames = ["January", "February", "March", "April", "May", "June","July", "August", "September", "October", "November", "December"]; document.getElementById("date").innerHTML = dayNames[d.getDay()] + ", " + d.getDate() + "-" + monthNames[d.getMonth()] + "-" + d.getFullYear(); } )====="; TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Phú, “ Giáo trình vi xử lý II”, NXB ĐH Quốc Gia Tp.HCM, 2007 Datasheet ESP8266 NodeMCU V3, https://docs.zerynth.com/latest/official/board.zerynth.nodemcu3/docs/index.htm l Datasheet MAX30100, https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX30100.pdf Datasheet DHT11, https://www.mouser.com/datasheet/2/758/DHT11Technical-Data-Sheet-Translated-Version-1143054.pdf Datasheet DS18B20, https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS18B20.pdf Lập trình ESP8266 Arduino IDE, http://arduino.vn/bai-viet/1172-laptrinh-esp8266-bang-arduino-ide Internet of things gì, https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_things Review: IOT data logging, https://hackaday.com/2017/10/31/review-iot-datalogging-services-with-mqtt/ SmartConfig với ESP8266, https://vidieukhien.xyz/2018/03/25/esp8266smartconfig-cau-hinh-wifi-cho-esp-bang-dien-thoai-esp-touch-protocal-bai-4/ 10 ESP Lbrary, https://arduinoesp8266.readthedocs.io/en/latest/esp8266wifi/readme.html 11 Đồ án nghiên cứu thiết kế thiết bị theo dõi sức khỏe, https://how2electronics.com/iot-based-patient-health-monitoring-esp32-webserver/ 12 Đồ án nghiên cứu thiết kế thiết bị theo dõi sức khỏe, https://how2electronics.com/iot-ecg-monitoring-ad8232-ecg-sensor-esp8266/ ... “ Thi? ??t kế thi công thi? ??t bị theo dõi sức khỏe? ?? 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Thi? ??t kế mơ hình theo dõi sức khỏe bệnh nhân Cụ thể mơ hình module, cảm biến tạo nên thi? ??t bị theo dõi sức khỏe, Thi? ??t bị. .. TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: TRẦN THANH QUÂN MSSV: 1653020002 Lớp: DV1 – K10 Tên đồ án mơn học: ? ?THI? ??T KẾ VÀ THI CƠNG THI? ??T BỊ THEO DÕI SỨC KHỎE” Nhiệm vụ đồ án: Thi? ??t kế thi công thi? ??t. .. nghiên cứu thi? ??t kế thi? ??t bị theo dõi sức khỏe, https://how2electronics.com/iot-based-patient-health-monitoring-esp32-webserver/ 12 Đồ án nghiên cứu thi? ??t kế thi? ??t bị theo dõi sức khỏe, https://how2electronics.com/iot-ecg-monitoring-ad8232-ecg-sensor-esp8266/