Thiết Kế Hệ Thống Truyền Tín Hiệu Sinh Học Với Photon Particle Kit

• Tác giả: Tran Anh Huy
• Người hướng dẫn: PGS. Huynh Quang Linh
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Vật Lý Kỹ Thuật
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Truyền Tín Hiệu Sinh Học Sử Dụng Photon Particle Kit
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CÁM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do lựa chọn đề tài
• 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 2.1. Tín hiệu điện tim
• 2.2. Cấu tạo chung của tim
• 2.3. Cơ chế hoạt động của tim
• 2.4. Tính chất tín hiệu điện tim
• 2.5. Tổng quan về máy đo điện tim
• 2.6. Nguyên lý đo điện tim
• 2.7. Các đạo trình
• 2.7.1. Các đạo trình chuẩn
• 2.7.2. Các đạo trình đơn cực
• 2.7.3. Các đạo trình trước tim (đạo trình ngực)
• 2.8. Các đặc trưng của tín hiệu điện tim
• 2.8.1. Biên độ và thời gian tồn tại
• 2.9. Tín hiệu sinh học SpO2
• 2.9.1. Phương pháp đo SpO2
• 2.9.2. Ứng dụng của SpO2
• 2.10. Tổng quan về các công nghệ truyền nhận dữ liệu không dây
• 2.10.1. Công nghệ Bluetooth
• 2.10.2. Công nghệ EE
• 2.10.3. Công nghệ Zigbee
• 2.10.4. Công nghệ Wi-Fi
• 2.10.5. Công nghệ IoT
• 2.10.6. HTTP Request với Ajax
• 2.10.7. Viết chương trình web dùng JavaScript
• 2.10.8. Tạo đối tượng XMLHttpRequest
• 2.10.9. Sử dụng đối tượng XMLHttpRequest yêu cầu dữ liệu bất đồng bộ
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG THỰC HIỆN
• 3.1. Thiết kế vi mạch thu nhận, xử lý tín hiệu sinh học ECG
• 3.1.1. Sơ đồ khối tổng quát mạch thu tín hiệu ECG
• 3.1.2. Mạch khuếch đại Vi Sai
• 3.1.3. Lọc thông cao, lọc thông thấp, triệt giải 50Hz, khuếch đại tầng cuối và địch áp
• 3.1.4. Khối hồi tiếp về chân phải
• 3.1.5. Module xử lý HY-LPC1788-CORE BOARD
• 3.2. Thiết kế vi mạch thu nhận, xử lý tín hiệu SpO2
• 3.2.1. Sơ đồ khối tổng quát
• 3.2.2. Mạch điều khiển LED
• 3.2.3. Mạch khuếch đại dòng-áp suất
• 3.2.4. Mạch khuếch đại và offset
• 3.2.5. Kết quả thực tế
• 3.3. Module tích hợp ECG và SpO2 XB-XDXY A1-V1
• 3.3.1. Vận hành các mô hình và lựa chọn mô hình phù hợp
• 3.3.2. Vận hành vi mạch ECG và kết quả thu được
• 3.3.3. Vận hành vi mạch SpO2 và kết quả thu được
• 3.3.4. Hình ảnh và kích thước của các Module trong vi mạch thiết kế
• 3.3.5. Vận hành Module tích hợp ECG và SpO2 XB-XDXY A1-V1 và kết quả thu được
• 3.3.6. Lựa chọn mô hình phù hợp
• 3.4. Module Photon Particle Kit
• 3.4.1. Tổng quan về Photon Particle Kit
• 3.4.2. Sơ đồ khối tổng quát và sơ đồ kết nối schematic
• 3.4.3. Khối nguồn cung cấp và dòng điện tiêu thụ
• 3.4.4. Khối xử lý Module PO
• 3.4.5. Khối thu phát sóng RF
• 3.4.6. Giao diện và chức năng các chân mở rộng ngoại vi của Photon Particle Kit
• 3.4.6.1. Giao diện chân mở rộng ngoại vi của Photon Particle Kit
• 3.4.6.2. Mô tả chức năng chân mở rộng ngoại vi của Photon Particle Kit
• 3.4.7. Layout của Photon Particle Kit
• 3.4.7.1. Các lớp Layout của Photon Particle Kit
• 3.4.7.2. Kích thước của Photon Particle Kit
• 3.4.8. Kết nối Photon Particle Kit và Module ECG XB-XDXY A1-V1
• 3.4.9. Những kết quả đạt được
• 3.4.10. Hạn chế của đề tài
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học

Thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học sử dụng Photon Particle Kit đang trở thành một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực y tế. Hệ thống này cho phép thu thập và truyền tải các tín hiệu sinh học như ECG và SpO2 một cách hiệu quả. Việc ứng dụng công nghệ IoT trong thiết kế này không chỉ giúp cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực sinh học.

1.1. Khái niệm về tín hiệu sinh học và ứng dụng

Tín hiệu sinh học là các thông tin được thu thập từ cơ thể sống, bao gồm các tín hiệu điện tim (ECG) và nồng độ oxy trong máu (SpO2). Việc thu thập và phân tích các tín hiệu này giúp theo dõi sức khỏe và phát hiện sớm các bệnh lý.

1.2. Giới thiệu về Photon Particle Kit

Photon Particle Kit là một nền tảng IoT mạnh mẽ, cho phép kết nối và truyền tải dữ liệu từ các cảm biến sinh học đến máy tính qua mạng Internet. Kit này hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông, giúp dễ dàng tích hợp vào các hệ thống khác.

II. Thách thức trong thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như độ chính xác của tín hiệu, độ trễ trong truyền tải và khả năng tương thích giữa các thiết bị là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ chính xác và độ tin cậy của tín hiệu

Độ chính xác của tín hiệu sinh học là yếu tố quan trọng trong việc chẩn đoán và theo dõi sức khỏe. Các yếu tố như nhiễu điện từ và chất lượng cảm biến có thể ảnh hưởng đến độ chính xác này.

2.2. Độ trễ trong truyền tải tín hiệu

Độ trễ trong việc truyền tải tín hiệu có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng trong việc theo dõi sức khỏe. Việc tối ưu hóa tốc độ truyền tải là cần thiết để đảm bảo thông tin được cập nhật kịp thời.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học

Để thiết kế một hệ thống truyền tín hiệu sinh học hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc sử dụng các cảm biến chất lượng cao và tối ưu hóa thuật toán truyền tải là rất quan trọng.

3.1. Thiết kế mạch thu nhận tín hiệu ECG

Mạch thu nhận tín hiệu ECG cần được thiết kế với độ nhạy cao để đảm bảo thu thập chính xác các tín hiệu điện tim. Việc sử dụng các linh kiện điện tử chất lượng sẽ giúp cải thiện hiệu suất của mạch.

3.2. Kết nối tín hiệu với Photon Particle Kit

Kết nối tín hiệu thu được từ cảm biến với Photon Particle Kit là bước quan trọng để truyền tải dữ liệu. Việc sử dụng giao thức Wi-Fi giúp dễ dàng truyền tải dữ liệu đến máy tính.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống truyền tín hiệu sinh học

Hệ thống truyền tín hiệu sinh học sử dụng Photon Particle Kit có nhiều ứng dụng thực tiễn trong lĩnh vực y tế. Nó không chỉ giúp theo dõi sức khỏe từ xa mà còn hỗ trợ trong việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới.

4.1. Theo dõi sức khỏe từ xa

Hệ thống cho phép người dùng theo dõi sức khỏe từ xa, giúp phát hiện sớm các vấn đề sức khỏe mà không cần phải đến bệnh viện. Điều này đặc biệt hữu ích trong bối cảnh dịch bệnh.

4.2. Nghiên cứu và phát triển công nghệ mới

Việc ứng dụng công nghệ IoT trong thiết kế hệ thống truyền tín hiệu sinh học mở ra nhiều cơ hội cho nghiên cứu và phát triển các công nghệ mới trong lĩnh vực y tế.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống truyền tín hiệu sinh học

Hệ thống truyền tín hiệu sinh học sử dụng Photon Particle Kit đang mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực y tế. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho cộng đồng.

5.1. Tương lai của công nghệ IoT trong y tế

Công nghệ IoT sẽ tiếp tục phát triển và ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, giúp cải thiện chất lượng chăm sóc sức khỏe và nâng cao hiệu quả điều trị.

5.2. Những thách thức cần vượt qua

Mặc dù có nhiều tiềm năng, việc phát triển hệ thống truyền tín hiệu sinh học cũng gặp phải nhiều thách thức. Cần có sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất và cơ quan quản lý để giải quyết những vấn đề này.