Mundarija: kirish I. Bob. Nazariy qism

II.BOB.ASOSIY QISM

2.1-§Dasturni loyihalash

Dasturni loyihalashtirish har bir loyihani ishlab chiqish jarayonida eng muhim bosqich hisoblanadi, shuning uchun bu bosqich dasturning umumiy hayot tsikli uchun ko'p vaqt talab etadi.

Ushbu bo'limda yuqori darajadagi dizayn, undan keyin loyihaning batafsil dizayni batafsil muhokama qilish uchun diqqat markazida bo'ladi. Bu erda ikkala apparat va dasturiy ta'minot dizayni qizg'in muhokama qilinmoqda, ularning tarkibiy qismlari, algoritmlari va ularning sxemalari tavsiflanadi.

Shuningdek, loyiha bo'linmalari va ular o'rtasida amalga oshiriladigan interfeyslarning batafsil funktsiyalari.

Yuqori darajadagi loyihalashtirish:

Loyihaning umumiy maqsadi yurak xuruji ro'y berishidan oldin uni aniqlash uchun bemorni hayotiy belgilarini doimiy ravishda o'lchash, uni darhol davolash uchun.

Puls sensori qon pulsini elektr signallariga aylantiradi, ular unga qo'llaniladigan algoritmga muvofiq Arduino taxtasi yordamida qayta ishlanadi. Keyin o'lchov ma'lumotlarini ketma-ket portli Bluetooth aloqasi orqali android dastur interfeysida chiqaring. Va nihoyat, android ilovasi Arduino-dan ma'lumotlarni uzatish uchun ulanish interfeysi orqali ketma-ket ulanadigan port orqali ulanadi. Android ilova yordamida bemorlar va shifokorlar o'rtasida aloqa o'rnatiladi, ammo o'lchangan ma'lumotlar bemorning hisobidan yozib olinadi va bizning ma'lumotlar bazamizga yuklanadi. Bundan tashqari, ilova bemorning o'ziga xos joylashuvini aniqlash uchun GPS xususiyatini taqdim etadi.

Shu bilan birga, Arduino real vaqtda yurak urish tezligini kuzatishni davom ettiradi, agar yurak urishi oldindan belgilangan maksimal qiymatdan oshsa yoki atrofdagi odamlarni ogohlantirish uchun minimal darajadan past bo'lsa.

6-rasm Umumiy tizimning rasmlari.



7-rasm Tizimning blok diagrammasi.

Agar biz loyihani bir nechta qismlardan iborat tizim deb hisoblasak, taklif qilinayotgan tizimni ikkita asosiy qismga, apparat va dasturiy bo'linmalarga bo'lishimiz mumkin.

8-rasm. Loyihani tizimli tasnifi.

Uskuna dizayni:

Ushbu loyihaning jihozlarini uchta birlikning integratsiyasi sifatida ko'rib chiqish mumkin: ma'lumotlarni yig'ish, MCU, aloqa va signal bloki.

Ma'lumot yig'ish bo'limi:

Ushbu bo'lim asosan sensorlar yordamida bemorning hayotiy parametrlarini olish uchun javobgardir.

Sensor - bu o'zgaruvchanlikni aniqlaydigan qurilmalar va asosan ular ikki xil, optik va qattiq holatdagi sensorlar. Qattiq holatga ega sensorlar esa optik sensorlardir. Bu erda ishlatiladigan ikkita sensori - yurak urish sensori va harorat sensori.

a. Puls sensori:

Bu ochiq manbali yurak urish tezligi monitoridir, u yurakning invaziv bo'lmagan tezligini kuzatishda ishlatiladigan PPG qurilmasi hisoblanadi. U real vaqtda yurak urishini o'lchaydi va Arduino tomonidan amalga oshirilgan algoritmlar yordamida BPM ni hisoblaydi.

Ushbu sensorning ikki tomoni bor, oldingi qismi yurak shakliga ega bo'lib, teriga biriktirilishi kerak. Darbeli sensorlar pimlari 9-rasmda ko'rsatilganidek uchta.

Agar sizning old tomoningiz old tomonga qaragan bo'lsa, unda chap chap pim GND, o'rtasi esa Arduino + 5v ga ulanadigan kirish voltajidir. Elektrni ishlab chiqarish uchun oxirgi va Arduinoning analog qutilari bilan ulanadi.

9-rasm. Puls sensori

Ushbu zarba to'lqini sensori ostiga kirganda, signal o'z qiymatining tez yuqoriga ko'tarilishini sezadi. U normal nuqtaga qarab pastga tushadi va keyingi zarba sensori sensordan o'tmasdan oldin, signal atrof shovqinga qadar barqarorlashadi.

Darbeli to'lqinning takroriy xarakteristikasi tufayli, cho'qqi mos keladigan nuqta sifatida tanlanadi, chunki u tanib olinadi. Ikkalasi orasidagi vaqt bo'yicha hisoblash algoritmini qo'llash orqali

ketma-ket yurak urish tezligi o'lchanadi. Aslida, biz aniq o'lchash uchun yurak urishining bir lahzasini topishni xohlaymiz.

Yurak tadqiqotchilarining fikriga ko'ra, oniy lahzada signal 25% yoki uning amplitudasining 50% ni olganda. Ushbu impuls sensori dastlab IBI signalini amplituda 50% olganda o'lchaydi, bu BPM dan o'rtacha 10 IBI marta olinadi.

Bu yurak urish sensorini Arduino platasi bilan quyidagi rasmda ko'rsatilganidek bog'lash orqali amalga oshiriladi.

10-rasm. Pulse sensori va MCU o'rtasidagi interfeys

b. LM35 harorat sensori:

U qattiq holat sensori sifatida qabul qilinadi. Integral zanjir harorati sezgirligi, harorat yuz darajasiga mutanosib ravishda voltaj chiqaradi. LM35 yordamida harorat termistorni ishlatishdan ko'ra aniqroq o'lchanadi.

To'g'ri o'qilishi uchun sensori to'plami bemorning qo'l to'qimalari va yurak urish sensori bilan bevosita aloqada bo'lishi kerak. Ushbu loyihada ishlatiladigan qoliplangan yoki plastik paket sifatida keladi.

U juda ko'p xususiyatlarga ega, ulardan ba'zilari:

1. Kafolat aniqligi +25 C.

2. Keng diapazon (-55 dan +150 C gacha).

3. Masofaviy dasturlar uchun javob beradi.

4. Ish kuchlanishi 4 dan 30 voltgacha.

5. Kam isitiladigan va chiqadigan empedans.

Darbeli sensori sifatida LM35 uchida uchta pin mavjud, bundan tashqari chap pin kirish voltajiga tegishli, o'rtasi esa signal chiqaradi. Shuning uchun, o'ngdagi pin GND.



11-rasm.LM35 harorat sensori

O'lchagan haroratni chiqarish uchun Arduino-dan foydalanamiz. LM35 va Nano Arduino o'rtasidagi interfeys quyidagi 12-rasmda tushuntirilgan.

12-rasm. LM35 va MCU o'rtasidagi interfeys

Mikrokontroller (MCU):

O'lchangan signallarni filtrlash, unga hisob-kitoblarni qo'llang va uni keyingi qismga o'tkazishga tayyorlang, asosan mikrokontroller tomonidan amalga oshiriladi.

Ushbu loyihada tanlangan mikrokontrolör ATMEGA328 kontrolatoriga asoslangan Nano Arduino boshqaruv paneli hisoblanadi.

Nano Arduino - bu har xil paketdagi Arduino Duemilanovening bir xil funktsional imkoniyatiga ega bo'lgan kichik va to'liq taxta. Faqatgina farq shundaki, Nano Arduino-ning quvvat manbai yo'q, chunki u mini- B USB bilan ishlaydi.

U ushbu loyihaga juda mos keladi, chunki uni ishlatish oson, shuningdek kiyiladigan moslama uchun mos o'lcham tufayli harakatlanish xususiyatini beradi. Bundan tashqari, u Bluetooth moduli orqali android ilovalari bilan aloqa qilish qobiliyatiga ega, chunki u ketma-ket portli Bluetooth aloqasini qo'llab-quvvatlaydi.

13-rasm. Nano Arduino

MCU va Android dasturi o'rtasidagi aloqa:

Bluetooth seriyali port moduli aloqa uchun javobgardir. U MCU-dan ma'lumotlarni Androidning interfeysida HC-05 Bluetooth interfeysida namoyish qilish uchun Serial Port Module-ga yuboradi:

HC05 bu simsiz ketma-ket ulanishni sozlash uchun mo'ljallangan ketma-ket port protokoli (SPP). Buning uchun o'lchash ma'lumotlarini android dasturiga yuborish va Nano Arduino bilan mosligi tufayli kontaktlarning zanglashiga olib borish dizaynini soddalashtirish qobiliyati tanlandi. Bunga qo'shimcha ravishda, HC-06 modulida tanlangan, chunki u HC-06 holatida nafaqat qul, balki bosh va qul modullari kabi ishlash qobiliyatiga ega.

HC-05 ning ba'zi xususiyatlari:

1. O'rnatilgan antenna va uning ichida chekka ulagich.

2. UART interfeysi va PIO nazorati.

3. Kam quvvat talab qiladi (1.8 - 3.6v).

4. Baud narxlarining xilma-xilligini qo'llab-quvvatlaydi.

5. Avtomatik juftlashtirish va avtomatik qayta ulanishni qo'llab-quvvatlaydi.

14-rasm. HC-05 Bluetooth Module