Thiết kế và thi công mô hình giường bệnh thông minh

Khám phá thiết kế và thi công mô hình giường bệnh thông minh, nâng cao trải nghiệm chăm sóc sức khỏe và tối ưu hóa không gian bệnh viện.

• Tác giả: Trương Cao Nam Khánh
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngô Lâm
• 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 Mô Hình Giường Bệnh Thông Minh
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. GIỚI THIỆU VÀ NHỮNG CHỈ SỐ PHẢN ÁNH SỨC KHỎE CON NGƯỜI
• 2.2. MỘT SỐ LINH KIỆN VÀ MODULE SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG
• 2.2.1. Buzzer
• 2.2.2. Module MAX30100
• 2.2.3. Module cảm biến thân nhiệt MLX90614
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG
• 3.1. YÊU CẦU VÀ SƠ ĐỒ KHẢI HỆ THỐNG
• 3.2. THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG
• 3.2.1. Khả năng hiển thị
• 3.2.2. Khả năng giao tiếp Wifi
• 3.2.3. Khả năng động cơ Servo
• 3.2.4. Khả năng cảm biến rung SW1801P
• 3.2.5. Khả năng cảm biến nhịp tim, SpO2
• 3.2.6. Khả năng cảm biến thân nhiệt
• 3.2.7. Khả năng xử lý trung tâm
• 3.3. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ TOÀN HỆ THỐNG
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.1.1. Lưu đồ hoạt động cho khả năng xử lý trung tâm
• 4.1.2. Lưu đồ hoạt động cho ESP32
• 4.1.3. Lưu đồ hoạt động Webserver
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. KẾT QUẢ LÝ THUYẾT
• 5.2. KẾT QUẢ THỰC TẾ
• 5.2.1. Kết quả thi công mô hình
• 5.2.2. Kết quả lưu trữ dữ liệu trên Firebase
• 5.2.3. Kết quả giao diện Web HTML
• 5.2.4. Kết quả theo dõi mô hình bằng ESP32-CAM
• 5.3. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG
• 5.4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Mô Hình Giường Bệnh Thông Minh

Mô hình giường bệnh thông minh đang trở thành một giải pháp tiên tiến trong lĩnh vực y tế. Với sự phát triển của công nghệ, việc theo dõi sức khỏe bệnh nhân trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Mô hình này không chỉ giúp cải thiện chất lượng chăm sóc mà còn nâng cao trải nghiệm của bệnh nhân. Các tính năng như đo nhịp tim, SpO2 và thân nhiệt được tích hợp vào giường bệnh, giúp nhân viên y tế theo dõi tình trạng sức khỏe của bệnh nhân một cách hiệu quả.

1.1. Lợi Ích Của Giường Bệnh Thông Minh

Giường bệnh thông minh mang lại nhiều lợi ích cho bệnh nhân và nhân viên y tế. Nó giúp theo dõi sức khỏe liên tục, giảm thiểu thời gian chăm sóc và nâng cao sự an toàn cho bệnh nhân.

1.2. Công Nghệ Đằng Sau Mô Hình Giường Bệnh

Mô hình giường bệnh thông minh sử dụng các công nghệ tiên tiến như cảm biến, IoT và hệ thống điều khiển từ xa. Những công nghệ này cho phép thu thập và phân tích dữ liệu sức khỏe một cách nhanh chóng và chính xác.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Thiết Kế Giường Bệnh Thông Minh

Mặc dù giường bệnh thông minh mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại nhiều thách thức trong quá trình thiết kế và triển khai. Các vấn đề như độ tin cậy của cảm biến, khả năng tương tác giữa các thiết bị và bảo mật dữ liệu là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Tin Cậy Của Cảm Biến

Độ tin cậy của cảm biến là yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo tính chính xác của dữ liệu thu thập. Các cảm biến cần được kiểm tra và hiệu chỉnh thường xuyên để đảm bảo hoạt động ổn định.

2.2. Bảo Mật Dữ Liệu Y Tế

Bảo mật dữ liệu là một thách thức lớn trong thiết kế giường bệnh thông minh. Cần có các biện pháp bảo vệ dữ liệu để đảm bảo thông tin sức khỏe của bệnh nhân không bị rò rỉ.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Giường Bệnh Thông Minh

Để thiết kế mô hình giường bệnh thông minh, cần áp dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc lựa chọn linh kiện, lập trình và thử nghiệm là những bước quan trọng trong quá trình này.

3.1. Lựa Chọn Linh Kiện Phù Hợp

Việc lựa chọn linh kiện như cảm biến, vi điều khiển và module giao tiếp là rất quan trọng. Các linh kiện này cần đảm bảo chất lượng và khả năng tương thích với nhau.

3.2. Lập Trình Và Thử Nghiệm

Lập trình cho mô hình giường bệnh thông minh cần được thực hiện cẩn thận. Các phần mềm như Arduino IDE và Visual Studio Code thường được sử dụng để lập trình và thử nghiệm các chức năng của mô hình.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Giường Bệnh Thông Minh

Giường bệnh thông minh không chỉ được sử dụng trong bệnh viện mà còn có thể áp dụng trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe khác. Việc theo dõi sức khỏe từ xa giúp giảm tải cho nhân viên y tế và nâng cao chất lượng chăm sóc.

4.1. Giám Sát Tình Trạng Sức Khỏe Từ Xa

Giường bệnh thông minh cho phép giám sát tình trạng sức khỏe của bệnh nhân từ xa thông qua các ứng dụng web. Điều này giúp nhân viên y tế có thể theo dõi và can thiệp kịp thời khi cần thiết.

4.2. Tăng Cường Chất Lượng Chăm Sóc

Việc sử dụng giường bệnh thông minh giúp nâng cao chất lượng chăm sóc bệnh nhân. Các thông số sức khỏe được cập nhật liên tục, giúp nhân viên y tế có thông tin chính xác để đưa ra quyết định.

V. Kết Luận Về Mô Hình Giường Bệnh Thông Minh

Mô hình giường bệnh thông minh là một bước tiến lớn trong lĩnh vực y tế. Nó không chỉ giúp cải thiện chất lượng chăm sóc mà còn nâng cao trải nghiệm của bệnh nhân. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, tương lai của giường bệnh thông minh hứa hẹn sẽ còn nhiều điều thú vị.

5.1. Tương Lai Của Giường Bệnh Thông Minh

Tương lai của giường bệnh thông minh sẽ tiếp tục phát triển với sự tích hợp của nhiều công nghệ mới. Các tính năng như AI và machine learning có thể được áp dụng để nâng cao khả năng giám sát và chăm sóc.

5.2. Khả Năng Mở Rộng Ứng Dụng

Giường bệnh thông minh có thể được mở rộng ứng dụng không chỉ trong bệnh viện mà còn trong các cơ sở chăm sóc sức khỏe tại nhà, giúp nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH GIƯỜNG BỆNH THÔNG MINH GVHD: ThS. NGUYỄN NGÔ LÂM SVTH: TRƯƠNG CAO NAM KHÁNH LÊ MINH DỰ SKL013355 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2024 TR¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KỸ THUÀT THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH KHOA ĐIÆN – ĐIÆN TĄ BÞ MÔN KỸ THUÀT MÁY TÍNH - VIÄN THÔNG Đà ÁN TÞT NGHIÆP THI¾T K¾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH GI¯âNG BÆNH THÔNG MINH SVTH : TR¯¡NG CAO NAM KHÁNH MSSV : 20161095 LÊ MINH DĈ MSSV : 20161081 Khóa : 2020 Ngành : CNKT ĐiÇn tą - ViÅn thông GVHD: ThS. NGUYÄN NGÔ LÂM TP Hå Chí Minh, Tháng 06 năm 2024 TR¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M KỸ THUÀT THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH KHOA ĐIÆN – ĐIÆN TĄ BÞ MÔN KỸ THUÀT MÁY TÍNH - VIÄN THÔNG Đà ÁN TÞT NGHIÆP THI¾T K¾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH GI¯âNG BÆNH THÔNG MINH SVTH : TR¯¡NG CAO NAM KHÁNH MSSV : 20161095 LÊ MINH DĈ MSSV : 20161081 Khóa : 2020 Ngành : CNKT ĐiÇn tą - ViÅn thông GVHD: ThS.

NGUYÄN NGÔ LÂM TP Hå Chí Minh, Tháng 06 năm 2024 CêNG HÒA Xà HêI CHĄ NGH)A VIàT NAM Đëc lÇp – Tď do – H¿nh phúc ----***---- Tp. Hå Chí Minh, ngày 03 tháng 06 năm 2024 NHIÆM VĀ Đà ÁN TÞT NGHIÆP Há và tên sinh viên: Tr°¢ng Cao Nam Khánh MSSV: 20161095 Lê Minh Dď MSSV: 20161081 Ngành: Công nghá kỹ thuÇt đián tċ- vißn thông Láp: 2016VMVT1 GiÁng viên h°áng d¿n: ThS. Nguyßn Ngô Lâm Ngày nhãn đÁ tài: 19/02/2024 Ngày nßp đÁ tài: 03/06/2024 1. Tên đà tài: ThiÁt kÁ và thi công mô hình gi°ïng bánh thông minh 2.

Các sã liáu, tài liáu ban đÁu: • KiÁn thćc và các môn: Đián tċ c¢ bÁn, Kỹ thuÇt sã, Vi xċ lý • Các tài liáu và lÇp trình Arduino, ESP, Visual Studio Code. • Các kiÁn thćc và lÇp trình HTML, Arduino IDE 3. Nëi dung thďc hián đà tài: • V¿ s¢ đå khãi tçng quát cho mô hình • Tính toán, chßn lďa linh kián và thiÁt kÁ mô hình • V¿ s¢ đå nguyên lý sċ dăng phÁn mÃm Proteus • LÇp trình cho mô hình bằng các phÁn mÃm: Arduino IDE, Visual Studio • Ch¿y thċ ch°¢ng trình trên testboard cho tĉng khãi • Thi công mô hình • ViÁt báo cáo • BÁo vá đå án tãt nghiáp 4. SÁn phÃm: Mô hình gi°ïng bánh thông minh.

GIÀNG VIÊN H¯ìNG DÄN LâI CAM ĐOAN Nhóm thďc hián đà tài: Tr°¢ng Cao Nam Khánh và Lê Minh Dď, xin cam đoan rằng đà tài này là kÁt quÁ nghiên cću cąa nhóm, đ°āc thďc hián dďa trên nhčng kiÁn thćc đã tích lũy d°íi sď h°íng dÅn cąa ThS. Nguyßn Ngô Lâm. Mßi kÁt quÁ đ¿t đ°āc trong đå án tãt nghiáp đÃu không sao chép tĉ các đà tài tr°íc đó. Hồ Chí Minh, ngày tháng 06 năm 2024 Nhóm thďc hián đà tài (Ký và ghi rõ họ tên) Tr°¢ng Cao Nam Khánh Lê Minh Dĉ 1 LâI CÀM ¡N ĐÁu tiên, nhóm xin chân thành gċi lïi cÁm ¢n đÁn quý ThÁy Cô bë môn Kỹ thuÇt Máy tính – Vißn thông, khoa Đián – Đián tċ, tr°ïng Đ¿i hßc S° ph¿m Kỹ thuÇt TP.

Hå Chí Minh và đặc biát nhóm xin trân trßng cÁm ¢n thÁy Nguyßn Ngô Lâm, ng°ïi đã tÇn tình h°íng dÅn, hé trā và t¿o điÃu kián thuÇn lāi cho nhóm trong suãt quá trình thďc hián đå án. Nhóm cũng xin cÁm ¢n b¿n bè đã hé trā, giúp đÿ nhóm trong quá trình thďc hián đà tài, giúp nhóm hoàn thành đå án đúng tiÁn đë. Trong quá trình thďc hián đà tài, không thÅ tránh nhčng thiÁu sót, nhóm r¿t mong nhÇn đ°āc sď đóng góp quý báu tĉ quý thÁy cô đÅ có thÅ hoàn thián h¢n cho các sď án sÉp tíi. Cuãi cùng, nhóm chúng tôi xin kính chúc quý ThÁy Cô luôn dåi dào sćc kháe, tràn đÁy nhiát huyÁt và gặt hái nhiÃu thành công trong sď nghiáp giÁng d¿y.

Nhóm thďc hián đà tài Tr°¢ng Cao Nam Khánh Lê Minh Dď 2 TÓM T¾T Trong bãi cÁnh sćc kháe ngày càng đ°āc coi trßng, đặc biát sau đ¿i dịch Covid- 19, viác chăm sóc và theo dõi sćc kháe trñ nên vô cùng cÁn thiÁt. Nhằm đáp ćng nhu cÁu này, nhóm thďc hián nghiên cću và thiÁt kÁ mô hình gi°ïng bánh thông minh, tích hāp nhiÃu tính năng hián đ¿i cho bánh nhân. Mô hình gi°ïng bánh thông minh này sċ dăng các module cÁm biÁn tiên tiÁn đÅ đo nhịp tim, SpO2, và thân nhiát cąa bánh nhân. Ngoài ra, gi°ïng còn tích hāp cÁm biÁn phát hián cċ đëng cąa bánh nhân và há thãng camera giám sát trďc tiÁp, giúp cho viác giám sát bánh nhân tĉ xa.

Mët tính năng đặc biát cąa mô hình này là nâng h¿ phÁn đÁu gi°ïng theo ba mćc đë khác nhau bằng đëng c¢ Servo, cho phép bánh nhân điÃu chãnh vị trí nằm mët cách thoÁi mái và dß dàng. Khi bánh nhân sċ dăng mô hình gi°ïng bánh thông minh, các thông sã sćc kháe s¿ đ°āc tď đëng thu thÇp và cÇp nhÇt lên c¢ sñ dč liáu. Ng°ïi quÁn trị há thãng có thÅ theo dõi và quÁn lý tình tr¿ng sćc kháe cąa bánh nhân thông qua Web Server, cung c¿p mët cái nhìn tçng quan và chi tiÁt và tình tr¿ng cąa hß. Mô hình gi°ïng bánh thông minh này phù hāp víi các bánh vián, n¢i cÁn theo dõi và chăm sóc đặc biát cho bánh nhân.

Giúp giÁm tÁi áp lďc cho các bánh vián, giÁm l°u l°āng ng°ïi thăm nuôi bánh, đång thïi đÁm bÁo rằng tình tr¿ng bánh nhân đ°āc quÁn lý chặt ch¿ và hiáu quÁ. Víi khÁ năng giám sát qua camera và dč liáu đo đ°āc cÇp nhÇt liên tăc, ng°ïi quÁn trị há thãng có thÅ dß dàng theo dõi và can thiáp khi cÁn thiÁt. 3 MĀC LĀC LîI CAM ĐOAN. 9 DANH MĂC TĈ VIÀT TÈT.

10 CH¯¡NG 1: TæNG QUAN. GIìI H¾N NGHIÊN CĆU CĄA Đ TÀI. 12 CH¯¡NG 2: C¡ Sð LÝ THUYÀT. GIìI THIàU V NHČNG CHâ Sâ PHÀN ÁNH SĆC KHàE CON NG¯îI.

MêT Sâ LINH KIàN VÀ MODULE SĊ DĂNG TRONG Hà THâNG. Module cÁm biÁn thân nhiát MLX90614 [16]. Module cÁm biÁn rung SW1801P [13]. Màn hình OLED 128x64 [10].

Module relay 1 kênh [12]. Module Wifi ESP32 [8]. Module Camera ESP32-CAM [6]. CÁC CHUÂN GIAO TIÀP.

ChuÃn giao tiÁp UART [20]. ChuÃn giao tiÁp I2C [19]. ChuÃn giao tiÁp không dây Wifi [21]. TæNG QUAN VÂ CÔNG NGHà IOT.

TæNG QUAN VÂ FIREBASE. TæNG QUAN VÂ CÁC CÔNG CĂ Hè TRĀ XÂY DĎNG VÀ LÆP TRÌNH CHO Hà THâNG. PhÁn mÃm Arduino IDE. PhÁn mÃm Visual Studio.

39 CH¯¡NG 3: THIÀT KÀ VÀ XÂY DĎNG Hà THâNG. YÊU CÀU VÀ S¡ Đä KHâI Hà THâNG. Yêu cÁu cąa há thãng .1 S¢ đå khãi toàn há thãng. Ho¿t đëng cąa toàn há thãng.

THIÀT KÀ PHÀN CĆNG Hà THâNG. Khãi hiÅn thị. Khãi giao tiÁp Wifi. Khãi đëng c¢ Servo.

Khãi cÁm biÁn rung SW1801P. Khãi cÁm biÁn nhịp tim, SpO2. Khãi cÁm biÁn thân nhiát. Khãi xċ lý trung tâm.

S¡ Đä NGUYÊN LÝ TOÀN Hà THâNG. 55 CH¯¡NG 4: THI CÔNG Hà THâNG. THI CÔNG Hà THâNG. L°u đå ho¿t đëng cho khãi xċ lý trung tâm.

L°u đå ho¿t đëng cho ESP32. L°u đå ho¿t đëng Websevrer. 65 CH¯¡NG 5: KÀT QUÀ - KÀT LUÆN VÀ H¯ìNG PHÁT TRIÄN. KÀT QUÀ LÝ THUYÀT.

KÀT QUÀ THĎC TÀ. KÁt quÁ thi công mô hình. KÁt quÁ l°u trč dč liáu trên Firebase. KÁt quÁ giao dián Web HTML.

KÁt quÁ theo dõi mô hình bằng ESP32-CAM. NHÆN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ Hà THâNG. KÀT LUÆN VÀ H¯ìNG PHÁT TRIÄN. H°íng phát triÅn.

73 TÀI LIàU THAM KHÀO. 77 6 MĀC LĀC HÌNH ÀNH Hình 2.1: Hình ảnh Buzzer. 2: Hình ảnh module MAX30100. 3: Hình ảnh module cảm biến MLX90614.

4: Hình ảnh module cảm biến SW1801P. 5: Hình ảnh OLED 128x64. 6: Hình ảnh module relay 1 kênh. 7: Hình ảnh Servo SG90.

8: Hình ảnh thực tế và sơ đồ chân của ESP32. 9: Hình ảnh module ESP32-CAM. 10: Hình ảnh đế nạp ESP32-CAM. 11: Hình ảnh Arduino Uno R3.

12: Hình ảnh module LM2596. 13: Hình ảnh chuẩn giao tiếp UART. 14: Chế độ hoạt động I2C một Master một Slave. 15: Chế độ hoạt động I2C một Master nhiều Slave.

16: Chế độ hoạt động I2C nhiều Master nhiều Slave. 17: Hình ảnh chuẩn giao tiếp Wifi. 18: Hình ảnh giao diện Prroteus. 19: Hình ảnh các module có trong Proteus.

20:Hình ảnh bảng mach 3D trong Proteus. 21: Hình ảnh giao diện làm việc với Arduino IDE. 22: Hình ảnh giao diện làm việc của Visual Studio. 1: Sơ đồ khối mô hình giường bệnh thông minh.

2: Kết nối khối nút nhấn với Arduino uno. 3: Kết nối khối cảnh báo kết nối với Arduino uno. 4: Khối hiển thị (OLED) giao tiếp Arduino Uno. 5: Kết nối khối camera với Arduino Uno.

6: Kết nối khối giao tiếp Wifi với Arduino Uno. 7: Kết nối khối Servo với Arduino Uno. 8: Kết nối khối cảm biến rung SW1801P với Arduino Uno. 9: Kết nối khói đo nhịp tim, SpO2 Max30100 với Arduino Uno.

10: Kết nối khối đo thân nhiệt MLX90164 với Arduino Uno. 11: Khối xử lý trung tâm Arduino Uno. 12 Sơ đồ kết nối khối nguồn cho mô hình giường bệnh thông minh. 1: Hình ảnh bên trong mô hình giường bệnh thông minh.

2: Hình ảnh chính diện mô hình giường thông minh. 3: Hình ảnh bên cạnh phải mô hình giường thông minh. 4 Lưu đồ hoạt động khối xử lý trung tâm. 5: Lưu đồ hoạt động của ESP32.

6: Lưu đồ họat động xử lý dữ liệu nhận. 7: Lưu đồ hoạt động của Webserver. 1: Hình ảnh kết quả mô hình sau khi thi công. 2: Thông tin được hiển thị trên OLED.

3: Kết quả gửi dữ liệu trên Firebase. 4: Giao diện Web theo dõi thông tin từ mô hình giường bệnh. 5: Các chế độ xem khi truy cập camera. 6: Hình ảnh trực tiếp thu được từ khối Camera ESP32-CAM .1: Bảng nhịp tim.2: Thông số kỹ thuật của Buzzer: .3: Thông số module MAX30100 .4: Chức năng các chân cảm biến MAX30100 .5: Bảng thông số cảm biến MLX90614 .6: Chức năng các chân của cảm biến MLX90614.7: Chức năng từng chân của cảm biến SW1801P .8: Thông số kỹ thuật cảm biến rung SW1801P .9: Thông số kỹ thuật OLED 128x64 .10: Chức năng từng chân của OLED .11: Thông số kỹ thuật module relay 1 kênh .12: Chức năng từng chân của module relay 1 kênh .13: Bảng thông số kỹ thuật động cơ servo SG90 .14: Chức năng từng chân của Servo SG90 .15: Chức năng từng chân của module LM2596 .