Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế và thi công thiết bị theo dõi sức khỏe di động trong công nghệ kỹ thuật máy tính

• Tác giả: Lê Công Bắc
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Thị Quỳnh Như
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật máy tính
• Đề tài: Thiết kế và thi công thiết bị theo dõi sức khỏe di động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
• 1.1. Tình hình nghiên cứu
• 1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 1.3. Mục đích nghiên cứu
• 1.4. Nhiệm vụ đề tài
• 1.5. Giới hạn đề tài
• 1.6. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu
• 1.7. Bố cục đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Cấu tạo, chức năng của trái tim
• 2.2. Các bệnh lý tim mạch thường gặp
• 2.3. Khái niệm và tầm quan trọng của SpO2
• 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến SpO2
• 2.5. Tổng quan về hệ thống GSM/GPRS
• 2.6. Giới thiệu AT command
• 2.7. Tổng quan về Firebase
• 2.8. Chuẩn truyền thông UART
• 2.9. Chuẩn truyền thông I2C
• 2.10. Giới thiệu linh kiện
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. Sơ đồ tổng quát của hệ thống. Chi tiết chức năng từng khối. Thiết kế từng khối
• 3.2. Khối điều khiển trung tâm
• 3.3. Khối cảm biến
• 3.4. Khối hiển thị
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THI CÔNG
• 4.1. Kết quả thiết kế mạch PCB
• 4.2. Kết quả mô hình thực tế. Kết quả phần mềm
• 4.3. Phân tích và đánh giá kết quả thực tế
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Nhận xét và đánh giá chung. Hướng phát triển
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Thiết kế thiết bị theo dõi sức khỏe

Phần này tập trung vào thiết kế thiết bị theo dõi sức khỏe, sử dụng các công nghệ hiện đại như cảm biến MAX30100 để đo nhịp tim và nồng độ Oxy trong máu (SpO2). Thiết bị được thiết kế để hỗ trợ người dùng, đặc biệt là người cao tuổi và những người có bệnh nền, trong việc theo dõi sức khỏe liên tục. Module SIMCOM A7680C được tích hợp để thực hiện cuộc gọi và gửi tin nhắn cảnh báo khẩn cấp khi phát hiện các chỉ số sức khỏe bất thường. Màn hình LCD SSD1306 được sử dụng để hiển thị thông tin trực quan, giúp người dùng dễ dàng theo dõi.

1.1. Công nghệ theo dõi sức khỏe

Công nghệ theo dõi sức khỏe trong thiết bị này dựa trên việc kết hợp các cảm biến y tế và hệ thống truyền thông không dây. Cảm biến MAX30100 được sử dụng để đo nhịp tim và SpO2, trong khi module SIMCOM A7680C đảm bảo khả năng kết nối mạng di động GSM/GPRS. Dữ liệu được lưu trữ trên Firebase, một nền tảng đám mây, giúp người dùng và bác sĩ có thể truy cập và phân tích dữ liệu từ xa.

1.2. Thiết kế hệ thống theo dõi sức khỏe

Thiết kế hệ thống theo dõi sức khỏe bao gồm các khối chức năng chính: khối cảm biến, khối điều khiển trung tâm (sử dụng vi điều khiển ESP32), khối hiển thị và khối truyền thông. Khối cảm biến thu thập dữ liệu nhịp tim và SpO2, khối điều khiển xử lý dữ liệu và gửi cảnh báo khi cần thiết. Khối hiển thị cung cấp thông tin trực quan, trong khi khối truyền thông đảm bảo kết nối với mạng di động và đám mây.

II. Thi công thiết bị y tế

Phần này mô tả quá trình thi công thiết bị y tế, từ việc lựa chọn linh kiện đến việc lắp ráp và thử nghiệm. Module MAX30100 và SIMCOM A7680C được tích hợp vào hệ thống, cùng với màn hình LCD SSD1306 và buzzer để phát tín hiệu cảnh báo. Quá trình thi công bao gồm việc thiết kế mạch in PCB, lắp ráp các linh kiện và lập trình cho vi điều khiển ESP32. Thiết bị được thử nghiệm trong các tình huống thực tế để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác.

2.1. Lựa chọn linh kiện

Lựa chọn linh kiện là bước quan trọng trong quá trình thi công. Cảm biến MAX30100 được chọn vì độ chính xác cao trong việc đo nhịp tim và SpO2. Module SIMCOM A7680C được sử dụng để đảm bảo khả năng kết nối mạng di động. Màn hình LCD SSD1306 được chọn vì kích thước nhỏ gọn và khả năng hiển thị thông tin rõ ràng. Vi điều khiển ESP32 được sử dụng làm bộ xử lý trung tâm nhờ khả năng xử lý mạnh mẽ và hỗ trợ kết nối Wi-Fi.

2.2. Lắp ráp và thử nghiệm

Quá trình lắp ráp và thử nghiệm bao gồm việc thiết kế mạch in PCB, lắp ráp các linh kiện và lập trình cho vi điều khiển ESP32. Thiết bị được thử nghiệm trong các tình huống thực tế để đảm bảo tính ổn định và độ chính xác. Các thử nghiệm bao gồm đo nhịp tim và SpO2, gửi cảnh báo khẩn cấp và lưu trữ dữ liệu trên Firebase. Kết quả thử nghiệm cho thấy thiết bị hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu đề ra.

III. Ứng dụng công nghệ trong y tế

Phần này phân tích ứng dụng công nghệ trong y tế thông qua việc phát triển thiết bị theo dõi sức khỏe di động. Thiết bị này không chỉ giúp người dùng theo dõi sức khỏe liên tục mà còn cung cấp các cảnh báo kịp thời trong trường hợp khẩn cấp. Công nghệ thông tin trong y tế được áp dụng để kết nối thiết bị với hệ thống đám mây, giúp bác sĩ và người thân có thể theo dõi sức khỏe từ xa. Thiết bị này có tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là đối với người cao tuổi và những người có bệnh nền.

3.1. Giải pháp theo dõi sức khỏe

Giải pháp theo dõi sức khỏe được đề xuất trong đồ án này là một thiết bị di động có khả năng đo nhịp tim và SpO2, gửi cảnh báo khẩn cấp và lưu trữ dữ liệu trên đám mây. Thiết bị này giúp người dùng chủ động theo dõi sức khỏe và nhận được sự hỗ trợ kịp thời từ người thân và bác sĩ. Công nghệ thông tin trong y tế được áp dụng để kết nối thiết bị với hệ thống đám mây, giúp bác sĩ và người thân có thể theo dõi sức khỏe từ xa.

3.2. Thiết bị y tế di động

Thiết bị y tế di động được phát triển trong đồ án này là một giải pháp hiệu quả để theo dõi sức khỏe liên tục. Thiết bị này có khả năng đo nhịp tim và SpO2, gửi cảnh báo khẩn cấp và lưu trữ dữ liệu trên đám mây. Thiết bị y tế di động này có tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là đối với người cao tuổi và những người có bệnh nền.