Đồ án: Thiết kế hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi thông minh

Khám phá đồ án thiết kế hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi ứng dụng IoT, tích hợp cảnh báo té ngã, theo dõi vị trí và gọi khẩn cấp tự động.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Graduation Project

2024

79
0
0

Phí lưu trữ

30 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi ứng dụng IoT

Hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi ứng dụng IoT là một giải pháp công nghệ tiên tiến nhằm giám sát và bảo vệ sức khỏe của người cao tuổi thông qua các thiết bị thông minh kết nối internet. Với sự phát triển của Internet of Things (IoT), các cảm biến IoT có thể thu thập dữ liệu sức khỏe theo thời gian thực, từ đó giúp phát hiện các tình huống khẩn cấp và bệnh lý nguy hiểm. Hệ thống này kết hợp vi điều khiển, ứng dụng di động, và lưu trữ đám mây để tạo nên một nền tảng chăm sóc sức khỏe thông minh toàn diện. Điều này giúp người cao tuổi có thể sống độc lập hơn, đồng thời gia đình và các chuyên gia y tế có thể theo dõi tình trạng sức khỏe của họ từ xa một cách hiệu quả.

1.1. Khái niệm và tầm quan trọng của IoT trong chăm sóc sức khỏe

IoT trong chăm sóc sức khỏe là ứng dụng công nghệ kết nối thiết bị và cảm biến để thu thập, xử lý và chia sẻ dữ liệu sức khỏe. Hệ thống IoT cho người cao tuổi giúp phát hiện ngã, theo dõi nhịp tim, điều kiện huyết áp, và các thông số sức khỏe quan trọng khác. Tầm quan trọng nằm ở khả năng gửi cảnh báo tự động đến người chăm sóc khi phát hiện bất thường, từ đó cứu sống và ngăn chặn biến chứng nguy hiểm.

1.2. Các thành phần chính của hệ thống

Hệ thống chăm sóc sức khỏe IoT bao gồm ba thành phần chính: thiết bị phần cứng (cảm biến GPS, cảm biến gia tốc), ứng dụng di động cho phép người dùng xem thông tin sức khỏe, và nền tảng đám mây để lưu trữ và xử lý dữ liệu. Mỗi thành phần hoạt động điều hòa để đảm bảo giám sát liên tụcgiao tiếp kịp thời.

II. Kiến trúc và công nghệ cốt lõi của hệ thống

Kiến trúc hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi được thiết kế dựa trên nền tảng IoT với ba lớp chính: lớp cảm biến, lớp xử lý dữ liệu, và lớp giao diện người dùng. Vi điều khiển là trái tim của hệ thống, có nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các cảm biến IoT như cảm biến gia tốc (để phát hiện ngã), cảm biến GPS (để định vị), và các cảm biến sinh học khác. Dữ liệu được truyền tới máy chủ đám mây thông qua kết nối mạng, nơi được lưu trữ và phân tích. Ứng dụng Android cho chăm sóc sức khỏe đóng vai trò giao diện để người dùng và người chăm sóc theo dõi thông tin sức khỏe và nhận thông báo cảnh báo. Mô hình này đảm bảo giám sát liên tụcphản ứng nhanh chóng trong các tình huống khẩn cấp.

2.1. Vai trò của vi điều khiển và cảm biến trong hệ thống

Vi điều khiển được lập trình để thu thập dữ liệu từ các cảm biến IoT theo từng khoảng thời gian nhất định. Cảm biến gia tốc phát hiện các chuyển động bất thường và ngã, cảm biến GPS cung cấp tọa độ vị trí thực thời, giúp người chăm sóc biết được vị trí của người cao tuổi. Các cảm biến sinh học theo dõi nhịp tim, nhiệt độ cơ thể, và các chỉ số sức khỏe khác để phát hiện bất thường sớm.

2.2. Hệ thống đám mây và ứng dụng di động

Lưu trữ đám mây cung cấp không gian lưu trữ an toàn cho dữ liệu sức khỏe người cao tuổi. Ứng dụng Android kết nối với đám mây để hiển thị thông tin sức khỏe thực thời, cho phép đăng nhập người dùng, xem lịch sử sức khỏe, và nhận cảnh báo khẩn cấp. Hệ thống này hỗ trợ gửi tin nhắn tự độnggọi điện thoại khi phát hiện tình huống nguy hiểm.

III. Các tính năng chính và lợi ích của hệ thống

Hệ thống chăm sóc sức khỏe người cao tuổi dùng IoT cung cấp nhiều tính năng thiết thực nhằm bảo vệ sức khỏe và cuộc sống an toàn của người cao tuổi. Phát hiện ngã tự động là tính năng quan trọng nhất, khi cảm biến gia tốc phát hiện sự rơi, hệ thống sẽ gửi cảnh báo tức thì đến gia đình và nhân viên y tế. Theo dõi vị trí GPS cho phép biết được người cao tuổi đang ở đâu, đặc biệt hữu ích khi họ bị lạc đường hay bị mất tích. Giám sát sức khỏe liên tục thông qua các cảm biến sinh học giúp phát hiện các bệnh lý như cao huyết áp, rối loạn nhịp tim sớm. Giao tiếp acotomatique (tin nhắn và gọi điện) đảm bảo liên lạc khẩn cấp nhanh chóng. Những lợi ích này giúp người cao tuổi sống độc lập hơn, giảm lo lắng cho gia đình, và tăng cường chất lượng chăm sóc sức khỏe.

3.1. Tính năng phát hiện ngã và cảnh báo khẩn cấp

Phát hiện ngã sử dụng cảm biến gia tốc để nhận diện khi người cao tuổi bị ngã. Khi phát hiện, hệ thống gửi cảnh báo tức thì đến điện thoại người chăm sóc cùng vị trí GPS chính xác. Tính năng gọi điện thoại tự độnggửi tin nhắn SOS giúp huy động sơ cứu nhanh chóng, có thể cứu sống mạng sống người cao tuổi.

3.2. Lợi ích về độc lập và cải thiện chất lượng sống

Hệ thống IoT cho chăm sóc sức khỏe giúp người cao tuổi duy trì tự chủ và độc lập trong sinh hoạt hàng ngày. Vì có hệ thống giám sát liên tục, gia đình và người chăm sóc yên tâm hơn, giảm áp lực tâm lý. Chất lượng sống được cải thiện đáng kể khi người cao tuổi có thể hoạt động tự do mà vẫn được bảo vệ an toàn.

IV. Triển khai thách thức và triển vọng tương lai

Triển khai hệ thống chăm sóc sức khỏe IoT cho người cao tuổi yêu cầu sự hợp tác giữa các chuyên gia công nghệ, y tế, và gia đình. Mặc dù hệ thống mang lại nhiều lợi ích, nhưng vẫn tồn tại những thách thức đáng kể. Bảo mật dữ liệu sức khỏe là ưu tiên hàng đầu, vì dữ liệu cá nhân và y tế cần được bảo vệ tuyệt đối. Chi phí triển khai có thể cao, đặc biệt đối với các gia đình khó khăn. Khả năng tiếp cận công nghệ của người cao tuổi đôi khi hạn chế, cần có huấn luyện và hỗ trợ phù hợp. Triển vọng tương lai rất sáng sủa, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo (AI)máy học, hệ thống sẽ có khả năng dự đoán bệnh lý, tùy chỉnh cá nhân hóa chăm sóc sức khỏe. Hệ thống chăm sóc sức khỏe thông minh sẽ trở thành tiêu chuẩn trong tương lai gần.

4.1. Các thách thức trong triển khai hệ thống

Bảo mật dữ liệu là thách thức lớn nhất, vì thông tin sức khỏe là dữ liệu nhạy cảm cần mã hóa mạnh. Độ tin cậy của cảm biến phải đạt chuẩn cao để tránh cảnh báo sai lầm. Chi phí phát triển và bảo trì hệ thống không nhỏ. Khó khăn về mặt công nghệ của người cao tuổi đòi hỏi giao diện thân thiệnhỗ trợ kỹ thuật.

4.2. Triển vọng và hướng phát triển trong tương lai

Tương lai sẽ thấy tích hợp AI để dự đoán bệnh lý trước khi xảy ra. Chăm sóc sức khỏe cá nhân hóa sẽ điều chỉnh theo nhu cầu riêng của mỗi người cao tuổi. Công nghệ 5G sẽ cải thiện tốc độ truyền dữ liệu. Hệ thống IoT sẽ trở thành giải pháp tiêu chuẩn trong chăm sóc sức khỏe cộng đồngbệnh viện thông minh.

18/12/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

MINISTRY OF EDUCATION AND TRAINING HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION GRADUATION PROJECT OF COMPUTER ENGINEERING TECHNOLOGY DESIGN ELDERLY HEALTHCARE SYSTEM INSTRUCTOR: DR.PHAN VAN CA STUDENT: NGO VU KHA LE XUAN SON SKL012540 Ho Chi Minh City, DECEMBER, 2024 HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION FACULTY OF INTERNATIONAL EDUCATION GRADUATION PROJECT DESIGN ELDERLY HEALTHCARE SYSTEM Supervising Instructor : Associate Professor, Ph. D PHAN VAN CA Student : NGO VU KHA Student ID : 19119053 Student : LE XUAN SON Student ID : 19119129 Class : 19119CLA Course : 2019-2023 Ho Chi Minh City, December 2023 THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, January 09, 2024 GRADUATION PROJECT ASSIGNMENT Student name: Ngo Vu Kha Student ID: 19119053 Student name: Le Xuan Son Student ID: 19119129 Major: Computer Engineering Technology Class: 19119CLA Advisor: Associate Professor Ph.D PHAN VAN Phone number: 0902994358 CA Date of assignment: 30 September, 2023 Date of submission: 10 January, 2024 1. Project title: Design elderly healthcare system 2. Initial materials provided by the advisor: Document such as paper, book…It support for project 3.

Content of the project: The topic is designed based on the theoretical foundations of an internet of think system.Includes microcontroller programming and software programming. Use sensors and microcontroller modules to collect and process data. Then using mobile application to get the data stored in the cloud and display it to the user. Final product: The hardware module serves the purpose of tracking the user's location, sending GPS coordinates, issuing fall alerts, and automatically sending messages and making calls.

The Android application provides fundamental functionalities such as user registration, login, and displays health-related metrics along with user information. CHAIR OF THE PROGRAM ADVISOR (Sign with full name) (Sign with full name) Phan Văn Ca i THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, January 09, 2024 ADVISOR’S EVALUATION SHEET Student name: Ngo Vu Kha Student ID: 19119053 Student name: Le Xuan Son Student ID: 19119129 Major: Computer engineering technology Project title: Design elderly healthcare System Advisor: Associate Professor, Ph. D PHAN VAN CA EVALUATION 1. Content of the project: The aim of this project is to develop a smart healthcare system for elderly people in emergency scenarios.

Strengths: The system model proposed in the thesis makes sense. Although the prototype implemented is rather basic, it still illustrates the characteristics of the platform framework 3. Weaknesses: The weakness of the thesis is the design and implementation methodology. Many similar works exist in the literature.

The thesis is not well organized and written. Approval for oral defense? (Approved or denied) Approved 5. Overall evaluation: (Excellent, Good, Fair, Poor) Good 6.0 (in words: Eight dot Zero) Ho Chi Minh City, January 09, 2024 ADVISOR (Sign with full name) Phan Văn Ca ii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, January 09, 2024 PRE-DEFENSE EVALUATION SHEET Student name: Ngo Vu Kha Student ID: 19119053 Student name: Le Xuan Son Student ID: 19119129 Major: Computer engineering Project title: Design elderly healthcare System Name of Reviewer: …………………………………………………………………. Content of the project: The aim of this project is to develop a smart healthcare system for elderly people in emergency scenarios.

Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, January 09, 2024 REVIEWER (Sign with full name) iii THE SOCIALIST REPUBLIC OF VIETNAM Independence – Freedom– Happiness -------- Ho Chi Minh City, January 09, 2024 EVALUATION SHEET OF DEFENSE COMMITTEE MEMBER Student name: Ngo Vu Kha Student ID: 19119053 Student name: Le Xuan Son Student ID: 19119129 Major: Computer engineering Project title: Design elderly healthcare System Name of Defense Committee Member: ………………………………………………………………………………………………. Content of the project: The aim of this project is to develop a smart healthcare system for elderly people in emergency scenarios. Approval for oral defense? (Approved or denied) .) Ho Chi Minh City, January 09, 2024 REVIEWER (Sign with full name) iv GRATITUDE Commitment: First and foremost, we would like to express our sincere gratitude to Mr. Phan Van Ca who guided us throughout the process of completing our graduation thesis and electronics project.

During our time working with him and under his guidance, we have recognized him as a dedicated lecturer who always desires the best for his students. We wish him continuous success in his career, good health, joy, and happiness in life. Finally, we deeply appreciate and extend our profound thanks to our families, especially our parents. Family is the greatest source of motivation for us to overcome challenges and complete this project.

The trust, nurturing, and support from our parents have helped us reach this day. Once again, we express our deep gratitude and congratulations to everyone for good health and happiness. Group representative Ngo Vu Kha v PROJECT SUMMARY DESIGN ELDERLY HEALTHCARE SYSTEM In today's world, with the continuous advancement of technology, the trend of applying science and technology to daily life is increasing. Therefore, the team has chosen a practical topic that is relevant to everyday life and simultaneously addresses a common concern for families with elderly members.

One of the major challenges for the elderly is health-related issues. Age-related conditions such as heart disease, diabetes, and high blood pressure are becoming more prevalent. Managing and monitoring health becomes a top priority. The life of the elderly is not without challenges.

However, with the current technological development, there are many health monitoring devices available to assist in caregiving. The team has chosen this topic for the graduation thesis with the hope of providing a useful and practical method that can be applied in real life, offering convenience in the care and monitoring of the health status of the elderly. The designed system will include the following functionalities: GPS location tracking for the elderly when wearing the device, sending notifications to the phone and messages with the location in case of falls and getting lost. Monitoring health indicators such as heart rate and blood oxygen levels.

Additionally, the system can generate reminders for scheduled events such as exercise sessions, medication reminders, and follow-up appointments. Throughout the project, the team will delve into programming ESP, Android development, and IOT systems that can meet the needs of daily life. vi LIST OF CONTENT GRATITUDE. vi LIST OF CONTENT.

vii LIST OF FIGURE. x LIST OF TABLE .xii LIST OF ABBREVIATIONS .1 Significance of the Research.2 Scientific and Practical Significance of the Research Topic .4 Object and researching scope.2 Specific research methodologies .6 Structure of project .1 Method of measuring heart rate .2 Method of oxygen measuring .2 Introduction to hardware.1 Heart rate sensor and blood oxygen concentration MAX30100 .2 Acceleration sensor GY-521 6DOF IMU MPU6050 .3 Location sensor GPS NEO 6M-V2 .4 Introduction to module sim800L and set of command AT .5 Voltage step down module LM2596 .6 ESP32 Mini kit overview .7 Introduction to software.2 Design the architecture of system: .1 Hardware device block .2 Cloud data block .3 Calculate and design .3 Module sim block .4 User interaction block: .5 Central processing block .4 Full circuit principle diagram.5 Algorithmic flow chart .1 Flow of system .2 Flow of register information program .3 Flow of heart rate and oxygen measuring program .4 Flow of location program .5 Flow of fall detection program .6 Flow of find location in missing case program .7 Flow of event reminder program. IMPLEMENT SYSTEM AND RESULT .3 Result and evaluation:. CONCLUSION AND DEVELOPMENT.

62 ix LIST OF FIGURE Figure 4.1 The manual heart rate measurement method .2 The electronic heart rate measurement method .3 The oxygen in blood .4 The sensor MAX30100 .5 The sensor MPU6050 .6 The sensor GPS NEO 6M-V2 .7 The module sim800L .8 The module LM2596 .9 The diagram of ESP32 port .12 The UART communication .13 The UART bus .14 The tool of Arduino .2 Hardware device block .4 The schematic diagram of sensor MAX30100 and MPU6050 .5 The schematic diagram between GPS NEO 6M-V2 and ESP32 .6 The schematic diagram between module SIM800L and ESP32 .7 The schematic diagram between button block and ESP32.9 The schematic diagram of the system .10 The flow of system .11 The flow of register information program .12 The flow of heart rate and oxygen measuring program .13 The flow of location program .14 The flow of fall detection program .15 The flow of find location in missing case program .16 The flow of event reminder program .1 Printed circuit diagram drawn with Proteus .2 3D diagram of the circuit .3 Printed circuit on paper PDF file .4 Actual implement circuit .5 The box outer of device .6 The register account screens .8 Heart rate and oxygen monitor by using finger .9 Display heart rate and oxygen.10 Features in location.11 Information of emergency call and sms .12 Track to elder position .13 Information of emergency call and sms .14 Event reminder screen .15 Screens about exercise event reminder.16 Screen about medicine event reminder.17 Screen about re-examination event reminder. 59 xi LIST OF TABLE Table 3.1: Comparison table between MAX30100 and MAX30102. Error! Bookmark not defined.2: Comparison table between GPS U-Blox NEO-M8N-0-10 and GPS NEO 6M-V2. Error! Bookmark not defined.3: Comparison table between ADXL345 and GY-521 6DOF IMU MPU6050.

Error! Bookmark not defined.4: Comparison table between MAX30100 and MAX30102. Error! Bookmark not defined.5: Comparison table between Buzzer and SFM 27Error! Bookmark not defined.1: Specification of MAX30100 .2: Port configuration of MAX30100 .3: Specification of GY-521 6DOF IMU MPU6050 .4: Port configuration GY-521 6DOF IMU MPU6050 .5: Specification of GPS NEO 6M-V2 .6: Port configuration GPS NEO 6M-V2.7: Specification module sim800I.8: Port configuration of module sim800I.9: Command mode of AT .10: Specification of LM2596 .11: Specification of ESP32 .12: The voltage and current consumption of all component in system.1: Tool and equipment information. 46 xii LIST OF ABBREVIATIONS Index Abbreviations Name detail 1 GPS Global Positioning System 2 PCB Printed circuit board 3 VOM Volt-Ohm- Milliamp 4 IDE Integrated Development Environment 5 SMS Short Message Service 6 GSM Global System for Mobile Communication 7 LED Light-Emitting-Diode 8 GPRS General Packet Radio Service 9 SPO2 Oxygen in blood 10 SOC System On chip 11 IDE Integrated development environment xiii CHAPTER 1.1 Significance of the Research. With the powerful development of technology today, smart healthcare devices are no longer unfamiliar to humans.

They can continuously collect and analyze health data, allowing individuals to monitor changes in health indicators and receive alerts about potential issues before they become more serious. This helps enhance the early detection and prevention of diseases. In addition, for the elderly who often need to use medication for prevention and treatment of various diseases, monitoring the medication cycle is also crucial. With smart devices, they can help the elderly monitor and remember to take medication at the right time and dosage, avoiding the risk of forgetting or misuse of medication, as well as keeping track of regular medical check-ups.

Smart devices have the ability to send automatic alerts in case of emergencies, such as falls, slip risks, or unusual health conditions. This is particularly important for the elderly, whose memory may decline, leading to situations where they may get lost and not remember the way back home. This capability can be a lifesaver in dangerous situations.2 Scientific and Practical Significance of the Research Topic 1.1 Scientific This research demands an approach to programming and electronics. The integration of these fields helps drive innovation and technological development in the design and establishment of health monitoring systems, catering to the specific needs of the elderly.

Understanding the requirements, realities, and limitations of the elderly in monitoring their health status necessitates in-depth analysis of design thinking, weight computation, size, and safety to ensure convenience and safety for users.2 Practical Significance The research project provides practical value by addressing the needs of monitoring the health status of the elderly. The monitoring device alleviates difficulties and barriers for families with elderly members.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ