Thiết kế, thi công thiết bị đo SpO2, nhịp tim, nhiệt độ IoT cho bệnh nhân

Thiết bị IoT đo SpO2, nhịp tim chính xác. Tự động gửi cảnh báo đến người thân khi có chỉ số bất thường, giúp chăm sóc sức khỏe từ xa hiệu quả.

• Tác giả: Hồ Thanh Hậu
• Người hướng dẫn: ThS. Võ Đức Dũng
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện tử - Viễn Thông
• Đề tài: Thiết kế và thi công thiết bị đo nhịp tim, nồng độ oxy trong máu SpO2 và nhiệt độ cho bệnh nhân trên GLCD và cảnh báo người thân ứng dụng IOT
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu Thiết bị Đo SpO2 Nhịp tim IoT Tổng quan

Thiết bị đo SpO2 và nhịp tim ứng dụng IoT đang ngày càng trở nên quan trọng trong việc theo dõi sức khỏe từ xa. Sự phát triển của công nghệ IoT cho phép các thiết bị này không chỉ đo lường chính xác các chỉ số quan trọng mà còn truyền tải dữ liệu một cách liên tục và không dây đến các thiết bị khác hoặc trung tâm điều khiển. Điều này mang lại lợi ích to lớn cho cả bệnh nhân và người chăm sóc, đặc biệt là trong bối cảnh dân số già hóa và nhu cầu chăm sóc sức khỏe tại nhà ngày càng tăng. Các thiết bị này thường tích hợp các cảm biến tiên tiến, kết nối không dây (như Wifi, LoRa, GPRS) và khả năng cảnh báo tự động khi phát hiện các dấu hiệu bất thường. Theo tài liệu gốc, các nghiên cứu về thiết kế và thi công các hệ thống giám sát sức khỏe từ xa ứng dụng IoT đang nhận được sự quan tâm lớn tại Việt Nam, cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực này. Ngoài ra, việc sử dụng GLCD để hiển thị thông tin trực quan giúp người dùng dễ dàng theo dõi các chỉ số sức khỏe của mình. Firebase và các nền tảng Winform đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và xử lý dữ liệu, cung cấp một cái nhìn tổng quan về tình trạng sức khỏe của bệnh nhân theo thời gian.

1.1. Ứng dụng của thiết bị đo SpO2 Nhịp tim IoT trong y tế

Các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực y tế, bao gồm theo dõi bệnh nhân tại nhà, chăm sóc người cao tuổi, quản lý bệnh mãn tính và hỗ trợ cấp cứu. Việc theo dõi liên tục các chỉ số này giúp phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe tiềm ẩn và cho phép can thiệp kịp thời, giảm thiểu rủi ro và cải thiện chất lượng cuộc sống. Cảm biến SpO2 và nhịp tim được tích hợp trong các thiết bị đeo tay, ngón tay hoặc các thiết bị theo dõi từ xa, giúp thu thập dữ liệu một cách dễ dàng và không xâm lấn. Dữ liệu này sau đó được truyền đến các hệ thống quản lý dữ liệu y tế để phân tích và theo dõi, cung cấp thông tin quan trọng cho việc điều trị và chăm sóc bệnh nhân.

1.2. Ưu điểm nổi bật của công nghệ IoT trong giám sát sức khỏe

Công nghệ IoT mang lại nhiều ưu điểm vượt trội trong việc giám sát sức khỏe, bao gồm khả năng theo dõi liên tục, truyền dữ liệu không dây, cảnh báo tự động và khả năng tích hợp với các hệ thống quản lý dữ liệu y tế. Việc theo dõi liên tục giúp phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường và cho phép can thiệp kịp thời, giảm thiểu rủi ro và cải thiện chất lượng cuộc sống. Truyền dữ liệu không dây giúp bệnh nhân và người chăm sóc dễ dàng theo dõi các chỉ số sức khỏe của mình mà không cần phải đến bệnh viện hoặc phòng khám. Cảnh báo tự động giúp thông báo cho người thân hoặc chuyên gia y tế khi phát hiện các dấu hiệu nguy hiểm, cho phép can thiệp kịp thời và cứu sống bệnh nhân. Khả năng tích hợp với các hệ thống quản lý dữ liệu y tế giúp cung cấp một cái nhìn tổng quan về tình trạng sức khỏe của bệnh nhân theo thời gian, hỗ trợ việc đưa ra các quyết định điều trị chính xác và hiệu quả.

II. Thách thức Thiết kế Thiết bị Đo SpO2 Nhịp tim IoT

Mặc dù có nhiều tiềm năng và lợi ích, việc thiết kế và triển khai các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT cũng đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu đo lường. Các cảm biến phải được hiệu chuẩn chính xác và hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau. Ngoài ra, việc bảo vệ dữ liệu cá nhân và đảm bảo an ninh mạng cũng là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết. Các thiết bị IoT phải được thiết kế để chống lại các cuộc tấn công mạng và bảo vệ dữ liệu khỏi bị truy cập trái phép. Theo như đồ án tốt nghiệp, một số hạn chế vẫn tồn tại như hoạt động riêng biệt, không đảm bảo tương thích các thiết bị cảm biến và hệ thống khác nhau. Bên cạnh đó, hệ thống còn tương đối phức tạp, phụ thuộc vào hạ tầng mạng. Các vấn đề về tiêu chuẩn hóa và tương thích cũng cần được giải quyết để đảm bảo các thiết bị IoT có thể hoạt động cùng nhau một cách hiệu quả. Tính ổn định và khả năng mở rộng của hệ thống cũng là những yếu tố quan trọng cần được xem xét.

2.1. Vấn đề bảo mật và quyền riêng tư dữ liệu người dùng IoT

Bảo mật và quyền riêng tư dữ liệu là một trong những mối quan tâm hàng đầu khi triển khai các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT. Dữ liệu sức khỏe là thông tin cá nhân nhạy cảm và cần được bảo vệ khỏi bị truy cập trái phép, sử dụng sai mục đích hoặc tiết lộ cho bên thứ ba. Các thiết bị IoT phải được thiết kế với các biện pháp bảo mật mạnh mẽ, bao gồm mã hóa dữ liệu, xác thực người dùng và kiểm soát truy cập. Ngoài ra, cần có các chính sách và quy trình rõ ràng để quản lý dữ liệu cá nhân và đảm bảo tuân thủ các quy định về bảo vệ dữ liệu. Người dùng cũng cần được thông báo rõ ràng về cách dữ liệu của họ được thu thập, sử dụng và chia sẻ.

2.2. Độ chính xác và tin cậy của dữ liệu đo từ thiết bị IoT

Độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu đo lường là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả của các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT. Các cảm biến phải được hiệu chuẩn chính xác và hoạt động ổn định trong các điều kiện khác nhau. Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng và chuyển động có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của dữ liệu đo lường. Cần có các biện pháp kiểm tra và đánh giá chất lượng dữ liệu để đảm bảo dữ liệu được thu thập là chính xác và đáng tin cậy. Ngoài ra, cần có các thuật toán và phương pháp xử lý dữ liệu để loại bỏ nhiễu và cải thiện độ chính xác của dữ liệu đo lường.

2.3. Yêu cầu về năng lượng và tuổi thọ pin của thiết bị IoT

Các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT thường được sử dụng trong các ứng dụng di động và cần có tuổi thọ pin dài để đảm bảo hoạt động liên tục. Việc quản lý năng lượng hiệu quả là rất quan trọng để kéo dài tuổi thọ pin và giảm thiểu tần suất thay pin. Các kỹ thuật tiết kiệm năng lượng như sử dụng các cảm biến tiêu thụ điện năng thấp, tối ưu hóa giao thức truyền dữ liệu và sử dụng các chế độ ngủ đông có thể giúp kéo dài tuổi thọ pin. Ngoài ra, việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào pin và kéo dài tuổi thọ của thiết bị.

III. Phương pháp Thiết kế Thiết bị Đo SpO2 Nhịp tim IoT

Việc thiết kế một thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT hiệu quả đòi hỏi sự kết hợp của nhiều kỹ năng và kiến thức, bao gồm thiết kế phần cứng, phát triển phần mềm, kết nối không dây và bảo mật dữ liệu. Quá trình thiết kế thường bắt đầu với việc lựa chọn các cảm biến phù hợp và thiết kế mạch điện tử để thu thập dữ liệu từ các cảm biến. Sau đó, phần mềm được phát triển để xử lý dữ liệu, hiển thị thông tin và truyền dữ liệu đến các thiết bị khác hoặc trung tâm điều khiển. Kết nối không dây được thiết lập để cho phép thiết bị giao tiếp với các thiết bị khác hoặc trung tâm điều khiển. Cuối cùng, các biện pháp bảo mật được triển khai để bảo vệ dữ liệu cá nhân và đảm bảo an ninh mạng. Các chuẩn giao tiếp như Lora, Wifi, GPRS, SPI, I2C, UART cần được cân nhắc kỹ lưỡng.

3.1. Lựa chọn Cảm Biến SpO2 Nhịp Tim phù hợp cho thiết bị IoT

Việc lựa chọn cảm biến SpO2 và nhịp tim phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu đo lường. Các yếu tố cần xem xét khi lựa chọn cảm biến bao gồm độ chính xác, độ nhạy, tốc độ phản hồi, kích thước, tiêu thụ điện năng và giá thành. Các loại cảm biến phổ biến bao gồm cảm biến quang học, cảm biến điện trở và cảm biến điện dung. Cảm biến quang học thường được sử dụng để đo SpO2 và nhịp tim thông qua phương pháp đo quang phổ. Cảm biến điện trở và cảm biến điện dung thường được sử dụng để đo nhịp tim thông qua phương pháp đo điện tâm đồ (ECG).

3.2. Tối ưu hóa kết nối không dây LoRa WiFi GPRS cho IoT

Việc tối ưu hóa kết nối không dây là rất quan trọng để đảm bảo thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT có thể truyền dữ liệu một cách hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. Các giao thức truyền dữ liệu phổ biến bao gồm LoRa, WiFi và GPRS. LoRa là một giao thức truyền dữ liệu tầm xa, tiêu thụ điện năng thấp, phù hợp cho các ứng dụng cần kết nối với khoảng cách xa và tuổi thọ pin dài. WiFi là một giao thức truyền dữ liệu tốc độ cao, phù hợp cho các ứng dụng cần truyền dữ liệu lớn và có sẵn mạng WiFi. GPRS là một giao thức truyền dữ liệu di động, phù hợp cho các ứng dụng cần kết nối ở bất kỳ đâu có phủ sóng di động. Việc lựa chọn giao thức truyền dữ liệu phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

IV. Ứng dụng thực tế Thiết bị Đo SpO2 Nhịp tim IoT

Các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm theo dõi bệnh nhân tại nhà, chăm sóc người cao tuổi, quản lý bệnh mãn tính và hỗ trợ cấp cứu. Trong theo dõi bệnh nhân tại nhà, các thiết bị này giúp bệnh nhân và người chăm sóc dễ dàng theo dõi các chỉ số sức khỏe của mình và phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe tiềm ẩn. Trong chăm sóc người cao tuổi, các thiết bị này giúp người cao tuổi sống độc lập và an toàn hơn, đồng thời giúp người thân theo dõi tình trạng sức khỏe của họ từ xa. Trong quản lý bệnh mãn tính, các thiết bị này giúp bệnh nhân kiểm soát bệnh tật của mình một cách hiệu quả và cải thiện chất lượng cuộc sống. Trong hỗ trợ cấp cứu, các thiết bị này giúp nhân viên y tế nhanh chóng đánh giá tình trạng bệnh nhân và đưa ra các quyết định điều trị kịp thời. Theo đồ án gốc, thiết bị có khả năng đo nhiệt độ, nhịp tim, giám sát vận động người cao tuổi và đưa ra cảnh báo hiện tượng ngã và địa điểm xảy ra ngã.

4.1. Giám sát sức khỏe người cao tuổi sử dụng thiết bị SpO2 IoT

Các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT có thể được sử dụng để giám sát sức khỏe người cao tuổi một cách liên tục và không xâm lấn. Các thiết bị này có thể được tích hợp vào các thiết bị đeo tay, ngón tay hoặc các thiết bị theo dõi từ xa, giúp thu thập dữ liệu một cách dễ dàng và không gây phiền toái cho người cao tuổi. Dữ liệu này sau đó được truyền đến các hệ thống quản lý dữ liệu y tế để phân tích và theo dõi, cung cấp thông tin quan trọng cho việc chăm sóc và điều trị người cao tuổi. Việc ứng dụng IoT giúp phát hiện hiện tượng ngã và địa điểm xảy ra ngã. Điều này vô cùng quan trọng và cần thiết cho người cao tuổi.

4.2. Ứng dụng SpO2 IoT trong quản lý bệnh mãn tính

Các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT có thể được sử dụng để quản lý bệnh mãn tính một cách hiệu quả và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Các thiết bị này giúp bệnh nhân theo dõi các chỉ số sức khỏe của mình và phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường. Dữ liệu này sau đó được truyền đến các hệ thống quản lý dữ liệu y tế để phân tích và theo dõi, cung cấp thông tin quan trọng cho việc điều trị và chăm sóc bệnh nhân. Việc sử dụng các nền tảng như Firebase và Winform giúp quản lý và theo dõi dữ liệu một cách dễ dàng và hiệu quả.

V. Thiết bị Đo SpO2 Nhịp tim IoT Kết luận và tương lai

Thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT đang ngày càng trở nên quan trọng trong việc theo dõi sức khỏe từ xa và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân. Với sự phát triển của công nghệ IoT, các thiết bị này sẽ ngày càng trở nên thông minh, chính xác và dễ sử dụng hơn. Trong tương lai, chúng ta có thể mong đợi thấy các thiết bị IoT tích hợp nhiều tính năng hơn, chẳng hạn như đo huyết áp, đo đường huyết và theo dõi giấc ngủ. Các thiết bị này cũng sẽ được tích hợp với các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) để cung cấp các phân tích và khuyến nghị cá nhân hóa cho bệnh nhân. Điều này giúp bệnh nhân kiểm soát sức khỏe của mình một cách tốt hơn và cải thiện chất lượng cuộc sống.

5.1. Hướng phát triển công nghệ đo SpO2 IoT trong tương lai

Công nghệ đo SpO2, nhịp tim IoT đang phát triển nhanh chóng và có nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai. Một trong những hướng phát triển quan trọng là tích hợp các thiết bị IoT với các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) để cung cấp các phân tích và khuyến nghị cá nhân hóa cho bệnh nhân. Các thiết bị IoT cũng sẽ được tích hợp nhiều tính năng hơn, chẳng hạn như đo huyết áp, đo đường huyết và theo dõi giấc ngủ. Ngoài ra, các thiết bị IoT sẽ được thiết kế nhỏ gọn hơn, dễ sử dụng hơn và có tuổi thọ pin dài hơn. Các chuẩn giao tiếp như LoRa, WiFi và GPRS sẽ tiếp tục được cải thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng IoT.

5.2. Thách thức và cơ hội phát triển thiết bị SpO2 IoT tại Việt Nam

Việt Nam có nhiều tiềm năng phát triển các thiết bị đo SpO2, nhịp tim IoT. Tuy nhiên, cũng có nhiều thách thức cần được giải quyết. Một trong những thách thức lớn nhất là thiếu các tiêu chuẩn và quy định rõ ràng cho các thiết bị IoT. Ngoài ra, cần có sự đầu tư vào nghiên cứu và phát triển để tạo ra các sản phẩm IoT chất lượng cao và đáp ứng nhu cầu của thị trường. Theo tài liệu gốc, nghiên cứu, thiết kế, và sản xuất những sản phẩm, hệ thống giám sát, cảnh báo sức khỏe từ xa ứng dụng IoT đang được quan tâm rất nhiều bởi tiềm năng lớn. Cần thúc đẩy sự hợp tác giữa các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp để tạo ra một hệ sinh thái IoT mạnh mẽ tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

đặt vấn đề dẫn nhập lý do chọn đề tài, đưa ra mục tiêu, giới hạn và nội dung của đề tài. - Chương 2: Cơ Sở Lý Thuyết. Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về các chuẩn truyền thông, giao thức truyền dữ liệu nhằm phục vụ cho mục đích thiết kế ở các chương sau. - Chương 3: Tính Toán và Thiết Kế.

Các tính toán, thiết kế sơ đồ khối cũng như đưa ra lựa chọn về phương án hay linh kiện sử dụng cho từng khối sẽ được trình bày trong chương này. - Chương 4: Thi công hệ thống. Quá trình, thi công và kết quả sau khi thi công, xây dựng lưu đồ giải thuật cho vi điều khiển, cũng như thực nghiệm của hệ thống sẽ được thể hiện trong chương này. - Chương 5: Kết Quả, Nhận xét, Đánh giá.

Trong chương này, nhóm sẽ đưa ra kết quả mà nhóm đạt được, số liệu, hình ảnh hệ thống sau khi thi công đưa ra nhận xét và đánh giá về thiết bị. - Chương 6: Kết Luận và Hướng Phát Triển Đề Tài. Sau khi thể hiện kết quả của đề tài, chương 6 trình bày những kết luận, đánh giá nhận xét về mức độ hoàn thành mục tiêu của đề tài. Cuối cùng, thảo luận hướng phát triển nhằm tiếp tục hoàn thiện đề tài BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU VỀ MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐO NHỊP TIM, NỒNG ĐỘ SPO2 VÀ NHIỆT ĐỘ CHO BỆNH NHÂN NGOÀI THỰC TẾ.

Trong thực tế y tế hiện đại, việc đo và theo dõi các chỉ số sức khỏe cơ bản như nhịp tim, nồng độ oxy trong máu (SpO2) và nhiệt độ là rất quan trọng để đánh giá và giám sát sức khỏe của bệnh nhân. Các thông số này cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng hô hấp, tuần hoàn và nhiệt độ cơ thể, từ đó giúp những người chăm sóc và chuyên gia y tế có thể đưa ra những quyết định điều trị chính xác và kịp thời. Điển hình như: Vòng đeo tay thông minh (Fitness tracker): Vòng đeo tay thông minh thường tích hợp nhiều cảm biến như cảm biến nhịp tim, gia tốc kế, bước chân và giấc ngủ. Nhờ vào các cảm biến này, nó có thể ghi nhận và đo lường các thông số quan trọng như nhịp tim, lượng hoạt động hàng ngày, khoảng cách đi lại, đoạn ngủ.

Thông qua kết nối không dây với điện thoại thông qua ứng dụng đi kèm, vòng đeo tay thông minh cho phép người dùng theo dõi và quản lý sức khỏe của mình một cách dễ dàng. Dữ liệu được thu thập từ vòng đeo tay được hiển thị trực tiếp trên màn hình thiết bị hoặc được đồng bộ hóa với ứng dụng di động để xem thông tin chi tiết và thống kê về hoạt động hàng ngày. 1: Các tính năng đo trên đồng hồ thông minh BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG Hệ thống được thiết kế với các module và thiết bị như sau:  Thiết bị đầu vào cảm biến đo nhịp tim, cảm biến SpO2, nhiệt độ.  Arduino Mega giúp tiếp nhận dữ liệu từ cảm biến và các module để thực hiện yêu cầu của hệ thống thông qua việc lập trình.

 Module Esp8266 xử lý dữ liệu nhận từ Arduino Mega xử lí và gửi dữ liệu lên Firebase, máy chủ máy tính.  Các chuẩn truyền dữ liệu, LoRa, wifi, GPRS, SPI, I2C, UART.  Thiết bị giao diện giám sát Web Server gồm Laptop, Smartphone.1 Arduino Mega Hình 2. 2: Vi điều khiển Arduino Mega 2560 Arduino Mega 2560 là một board điều khiển vi điều khiển dựa trên chip ATmega2560.

Với 54 chân input/output số (trong đó có 14 chân có thể sử dụng làm đầu ra PWM), 16 chân input analog, 4 UART (cổng nối tiếp phần cứng), bộ dao động tinh thể 16 MHz, kết nối USB, cổng nguồn, header ICSP, và nút reset, board này cung cấp đầy đủ các thành phần cần thiết để hỗ trợ vi điều khiển. Để bắt đầu sử dụng, chỉ cần kết nối board với máy tính thông qua cáp USB hoặc cấp nguồn bằng adapter AC- to-DC hoặc pin. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.2 Cảm Biến Đo Nồng Độ Oxy Máu MAX30102 Khái niệm cảm biến: MAX30102 là một module tích hợp đo nhịp tim và đo lượng oxy trong máu. Nó bao gồm các đèn LED, các bộ phát hiện ánh sáng, các thành phần quang học và các linh kiện điện tử chống nhiễu với khả năng chống ánh sáng nhiễu.

MAX30102 cung cấp một giải pháp hệ thống hoàn chỉnh để giảm thiểu quá trình thiết kế cho các thiết bị di động và đeo tay. MAX30102 hoạt động trên một nguồn cung điện đơn 1,8V và một nguồn cung điện riêng biệt 5.0V cho các đèn LED nội bộ. Giao tiếp thông qua giao diện tương thích I2C tiêu chuẩn. 3: Mặt trước và sau của cảm biến MAX30102 Nguyên lý đo SpO2: Hệ thống dựa trên sự truyền ánh sáng qua mô dưới da (Systems That Rely on Light Transmission through Cutaneous Tissue) Trong môi trường bệnh viện, ngón tay là những vị trí theo dõi điển hình.

Khi máy được bật xong, ngay lập tức, máy sẽ tạo ra xung điện từ với 2 chùm tia có bước sóng khác nhau (660 và 940 nm) xuất phát từ phần nhựa trên móng tay qua ngón tay xuống bộ phận dò ảnh. Bởi vì hemoglobin hấp thụ các bước sóng ánh sáng này ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ chiếm dụng các vị trí liên kết với Oxy, lượng ánh sáng khác nhau sẽ truyền qua lớp da tới một máy dò nằm đối diện với máy phát. Sau khi loại bỏ sự hấp thụ liên tục bởi hemoglobin trong máu mao mạch và tĩnh mạch BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT cũng như bởi các cấu trúc không mạch máu, thiết bị sau đó sử dụng một thuật toán bên trong để chuyển đổi mô hình độ hấp thụ thành một ước tính của độ bão hòa oxy động mạch. Đo quang phổ theo luật Beer – Lambert.

Phân biệt HbO2 và 2Hb khử qua sự khác biệt hấp thụ ánh sáng với 2 độ dài sóng 660 (đỏ) và 940 (hồng ngoại) Hình 2. 4: Biểu đồ thể hiện dạng sóng của Hb02 và Hb HbO2 hấp thụ hồng ngoại nhiều hơn ánh sáng đỏ. Hb khử hấp thụ ánh sáng đỏ nhiều hơn ánh sáng hồng ngoại. Theo công thức: 𝐻𝑏𝑂2 [2.1] SpO2 = ( ) × 100 𝐻𝑏𝑂2 + Hb Trong đó:  HbO2 là lượng oxyhemoglobin (hồng cầu máu oxy hóa) trong mạch máu.

 Hb là lượng hemoglobin (hồng cầu không oxy hóa) trong mạch máu. Chúng ta tính tỷ lệ giữa HbO2 và tổng số HbO2 và Hb, sau đó nhân kết quả này với 100 để đưa ra kết quả SpO2 dưới dạng phần trăm. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.3 Module NodeMCU ESP8266 Khái niệm: NodeMCU là một phần mềm nguồn mở dựa trên Lua và bảng phát triển được sử dụng dùng cho các ứng dụng liên quan đến IoT, NodeMCU bao gồm phần mềm chạy trên ESP8266 Wifi SoC của Espressif Systems và phần cứng của nó dựa trên module ESP-12. ESP8266 là một dòng chip dùng để lập trình tích hợp Wifi 2.

Nó bao gồm vi điều khiển Tensilica L106 32-bit (MCU) và bộ thu phát Wifi. Nó có 11 chân GPIO (Chân đầu vào/đầu ra đa dụng) và một đầu vào analog, có nghĩa là chúng ta có thể lập trình nó giống như với Arduino hoặc vi điều khiển khác. Bản thân của chip ESP8266 đã có 17 chân GPIO, nhưng 6 trong số các chân này (chân 6-11) được dùng để giao tiếp với chip nhớ flash trên bo mạch, ngoài ra nó có thể kết nối Wifi, vì vậy chúng ta có thể sử dụng nó để kết nối Internet, Wifi hay lưu trữ máy chủ web với các trang web thực, để điện thoại thông minh của bạn kết nối với nó, … Khả năng là vô hạn nên không bất ngờ khi con chip này trở thành thiết bị IoT phổ biến nhất hiện nay. 5: Module NodeMCU ESP8266 2.4 Module đồng hồ thời gian thực RTC DS1307 a.

Khái niệm: Đồng hồ thời gian thực (Real-Time Clock - RTC) được sử dụng trong các dự án điện tử. Module cung cấp các chức năng giữ thời gian chính xác trong các ứng dụng trong điện tử và được tích hợp sẵn trong một module nhỏ gồm chip DS1307 và các linh kiện đi kèm như bộ tạo tín hiệu xung và các linh kiện hỗ trợ khác. Bao gồm một nguồn điện dự phòng (thường là pin) để duy trì thời gian ngay cả khi nguồn cấp chính tạm thời mất đi. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Hình 2.

6: Hình mặt trước và sau module thời gian thực RTC DS1307 b. Sơ đồ chân module RTC DS1307: Hình 2. 7: Hình ảnh chip Ds1307 và linh kiện đi kèm hỗ trợ 2.5 Module thu phát RF UART LORA SX1278 a. Khái niệm: Mạch thu phát RF UART Lora SX1278 433MHz 3000m EBYTE E32- 433T20DC là một module thu phát RF sử dụng công nghệ LoRa và giao tiếp thông qua giao diện UART.

Module này hoạt động trên tần số 433MHz và có khả năng truyền dẫn dữ liệu trong khoảng cách lên đến 3000m. EBYTE E32-433T20DC là một phiên bản cụ thể của module thu phát RF UART Lora SX1278, sản xuất bởi EBYTE. Đây là một module thu phát RF chất lượng và tiện dụng cho các ứng dụng IoT (Internet of Things), mạng cảm biến không dây và các ứng dụng truyền thông từ xa. BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT b.

Thông số kỹ thuật: Hình 2. 8: Các chân của module RF SPI LoRa SX178 Bảng 2. 1: Thông số kỹ thuật module thu phát RF UART LORA SX1278 Thông số : Điện áp hoạt động 2.5 VDC Điện áp giao tiếp TTL ~ 3.3V Tốc độ baud 1200 ~ 115200 Tần số 410 ~ 441Mhz Công suất 20 dbm Tốc độ truyền 0.2Kbps BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.6 Màn hình cảm ứng TFT Hình 2. 9: Màn hình TFT 3.

Thông số kỹ thuật - Kích thước màn hình: 3.2 inch (đường chéo) - Độ phân giải: 240 x 320 pixels - Điện áp hoạt động: 3.3V - Giao diện tín hiệu: 8-bit parallel, 4-wire SPI, 3-wire SPI Controller IC: ILI9341 - Điều khiển cảm ứng: Resistive Touch Screen - Độ sáng: 250 cd/m2 - Màu sắc hiển thị: 262K màu - Tốc độ làm mới: 60 Hz - Kích thước module: 55mm x 76.9mm - Cổng kết nối: 2x20 header pins (độ rộng 2. Tổng quan: SIM800A là một mô-đun GSM/GPRS Dual-band hoạt động trên tần số EGSM 900MHz và DCS 1800MHz. SIM800A hỗ trợ lớp khe cắm GPRS đa khe cắm 12/lớp 10 (tùy chọn) và hỗ trợ các phương thức mã hóa GPRS CS-1, CS-2, CS-3 và CS-4.