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Publicação
Development of an IoT-based health monitoring system
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 12.29 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Nas próximas décadas prevê-se um aumento significativo da idade média da população dos países desenvolvidos. Assim sendo, o número de pessoas idosas que
necessitam de assistência médica e de monitorização remota da saúde também aumentará. Ao proporcionar aos idosos uma monitorização remota da saúde baseada
na Healthcare Internet of Things (H-IoT), estes podem ser sempre seguidos enquanto mantêm um estilo de vida independente.
O principal objetivo deste projecto é desenvolver e implementar um sistema eletrónico de monitorização de saúde, baseado numa rede de sensores corporais,
para utentes idosos, que não se encontram em estado crítico, mas que necessitem de uma monitorização contínua ou periódica. Este sistema monitoriza a temperatura
corporal, a frequência cardíaca e a saturação periférica de oxigénio dos utentes, permitindo também a deteção de ocorrência de quedas.
O sistema desenvolvido utiliza três sensores não invasivos para recolher os dados: um termístor para medir a temperatura corporal, um acelerómetro/giroscópio para
detetar os movimentos do paciente e perceber se o idoso caiu e um oxímetro de pulso para medir a frequência cardíaca e analisar o nível de saturação de oxigénio no
sangue do paciente. O sistema implementado possui também um botão de emergência, que sinaliza eventos de emergência, o qual pode torna-se em um botão
de confirmação, que pode interagir com mensagens apresentadas no ecrã do sistema implementado. Os dados recolhidos são armazenados numa base de dados local e
num servidor externo, para que o médico possa analisar remotamente o estado de saúde do paciente.
O sistema implementado incluí um Raspberry Pi 4 Modelo B; um Arduino Uno R4 Minima que contribui para a recolha de dados e um transceiver TTGO LoRa32 Modelo T3 baseado na tecnologia LoRaWAN. Os dados recolhidos são enviados para a plataforma Akenza, utilizando um de dois caminhos alternativos. Se o dispositivo estiver dentro do alcance da rede Wi-Fi local, os dados serão enviados via MQTT para o servidor Akenza. Por outro lado, se o Wi-Fi estiver fora de alcance, os dados serão enviados através da rede LoRaWAN para o servidor The Things Network (TTN). Neste segundo caso, através de uma integração, os dados serão redirecionados para o servidor Akenza. O Akenza Dashboard visualiza os dados recolhidos e recebidos e, se os valores ultrapassarem determinados limiares, o Akenza envia mensagens de correio eletrónico de aviso ao médico e/ou aos familiares do paciente.
In the coming decades, the average age of the population in the developed countries is expected to rise significantly. Therefore, the number of elderly people requiring medical assistance and remote health monitoring will also increase. By offering remote health monitoring based on the Healthcare Internet of Things (H-IoT) to the elderly, they can always be observed while maintaining na independent lifestyle. The main objective of this project is to develop and implement an electronic health monitoring system, based on a body sensor network, for elderly users who are not in critical condition, but need continuous or periodic monitoring. This system monitors the body temperature, the heart rate and the peripheral oxygen saturation, also allowing the detection of falls. The developed system uses three non-invasive sensors to collect the data: a thermistor to measure the body temperature, na accelerometer/gyroscope to detect the patient's movements and to accordingly understand if the elderly person has fallen, and a pulse oximeter to measure the heart rate and analyse the level of oxygen saturation in the patient's blood. The implemented system also owns an emergency button, able to report emergency events, which can become a confirmation button to interact with the messages displayed on the screen of the implemented system. The collected data is stored in a local database and in an external server, so that the doctor can remotely analyse the patient's health condition. The implemented system includes a Raspberry Pi 4 Model B, an Arduino Uno R4 Minima, which contributes to the data collection, and a TTGO LoRa32 Model T3 transceiver based on the LoRaWAN technology. The collected data is sent to the Akenza platform using one out of two alternative paths. If the device is within the range of the local Wi-Fi network, the data is sent via MQTT to the Akenza server. On the other hand, if the Wi-Fi is out of range, the data will be sent via the LoRaWAN network to The Things Network (TTN) server. In this second case, through an integration, the data will be redirected to the Akenza server. The Akenza Dashboard visualises the collected and received data and, if the values exceed certain thresholds, Akenza sends warning emails to the doctor and/or to the patient's relatives.
In the coming decades, the average age of the population in the developed countries is expected to rise significantly. Therefore, the number of elderly people requiring medical assistance and remote health monitoring will also increase. By offering remote health monitoring based on the Healthcare Internet of Things (H-IoT) to the elderly, they can always be observed while maintaining na independent lifestyle. The main objective of this project is to develop and implement an electronic health monitoring system, based on a body sensor network, for elderly users who are not in critical condition, but need continuous or periodic monitoring. This system monitors the body temperature, the heart rate and the peripheral oxygen saturation, also allowing the detection of falls. The developed system uses three non-invasive sensors to collect the data: a thermistor to measure the body temperature, na accelerometer/gyroscope to detect the patient's movements and to accordingly understand if the elderly person has fallen, and a pulse oximeter to measure the heart rate and analyse the level of oxygen saturation in the patient's blood. The implemented system also owns an emergency button, able to report emergency events, which can become a confirmation button to interact with the messages displayed on the screen of the implemented system. The collected data is stored in a local database and in an external server, so that the doctor can remotely analyse the patient's health condition. The implemented system includes a Raspberry Pi 4 Model B, an Arduino Uno R4 Minima, which contributes to the data collection, and a TTGO LoRa32 Model T3 transceiver based on the LoRaWAN technology. The collected data is sent to the Akenza platform using one out of two alternative paths. If the device is within the range of the local Wi-Fi network, the data is sent via MQTT to the Akenza server. On the other hand, if the Wi-Fi is out of range, the data will be sent via the LoRaWAN network to The Things Network (TTN) server. In this second case, through an integration, the data will be redirected to the Akenza server. The Akenza Dashboard visualises the collected and received data and, if the values exceed certain thresholds, Akenza sends warning emails to the doctor and/or to the patient's relatives.
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Palavras-chave
Pessoas idosas Monitorização da saúde Sensores corporais IoT Deteção de quedas
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