Бокс медсестры: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

«Бокс медсестры» - это персональная система сканирования жизненно важных функций, которую можно использовать дома, чтобы регулярно проверять температуру и частоту пульса практически без усилий. Бокс медсестры записывает и хранит данные о вашей температуре и частоте пульса и даже идет еще дальше, чтобы отправить вам предупреждение, когда жизненно важные показатели вышли за пределы безопасного уровня. Это устройство в своей идеальной версии помогает хранить важные данные о состоянии здоровья для анализа и позволяет узнать, когда что-то не так. «Бокс медсестры» никоим образом не является заменой врача или службы экстренной помощи, а скорее автоматизированная медсестра, которая проверяет вас так часто, как вы хотите, и сообщает вам, когда некоторые важные данные выходят за рамки графика.

Шаг 1: оригинальные планы и их развитие:

Первоначальный план состоял в том, чтобы сконструировать бокс медсестры, как описано выше, с полностью функционирующей схемой измерения температуры и частоты пульса. Изначально я хотел включить приложение для Android, которое визуализирует эти данные, отправленные из медсестры.

Чтобы обеспечить некоторый контекст, помимо «создания» минимальных схем, как это требуется на лабораторных занятиях в старшей школе, я никогда не создавал никаких схем до этого семестра. Я был больше программистом и чувствовал себя комфортно, имея дело со сложным кодом, а не с простыми схемами. Когда я подписался на 297DP с профессором Чарльзом Мэллоком, я знал, что это будет вне моей зоны комфорта, где у меня была высокая вероятность неудачи. Я старался, чтобы мой целевой проект был достаточно жестким, потому что я знал, что если я буду стремиться к чему-то более сложному только потому, что мои коллеги работают над более сложными проектами, я останусь недовольным и разочарованным. Итак, в первоначальном плане не было ничего сложного на бумаге, но лично для меня он стоял на пике крутой кривой обучения. Я протестировал множество мини-схем, пытаясь понять, какой контроль имеет Arduino на схеме, и как я могу манипулировать им с помощью кода. Я много читал об Arduino и проработал весь набор изобретателя SparkFun. Это был процесс, но фантастический способ по-настоящему понять схемы и код. После нескольких недель изучения набора изобретателя я приступил к своей миссии. Я работал над температурной схемой, которую я разобрал и запрограммировал за пару недель. Хотя прямые реализации существовали в Интернете, я хотел разбираться в каждой строчке кода и выполнять каждую строчку самостоятельно. Схема измерения частоты следования импульсов была более сложной, поскольку в ней использовались конденсаторы различных типов и микросхема IC-LM324. Это усложнило мою схему, и мне пришлось сократить свои планы по включению модуля Bluetooth и приложения для Android для визуализации данных. Это выполнимо, и я уже много читал и узнал, что мне нужно сделать, чтобы реализовать это, но время было ограничено.

Шаг 2: Исследование завершено:

Исследования были одним из наиболее важных и трудоемких аспектов этого проекта и этого курса. Я потратил столько часов, сколько мог, на понимание абстрактных концепций, лежащих в основе Arduino и схем. Глядя на принципиальную схему и размещая компоненты, не так сложно - нужно придумать принципиальную схему или понять, почему схема появилась в Google именно так. Чтение о жизненно важных функциях и понимание того, что означают данные и как лучше всего представить их пользователю медсестры, было ключевым моментом в формировании моих целей и видения этого проекта. Я не находил научные статьи столь же полезными, как упрощенные тексты и видеоролики на YouTube, которые разбивали поток в цепи. В большинстве случаев после прочтения я помню, как смотрел на свою схему и понимал, что «она работает, но не так, как я думаю». Знание теории в классе сильно отличалось от чтения теории в поисках способа реализовать ее в проекте. Все, что казалось таким незначительным, как резистор на схеме в учебнике, стало значимым. Понятия, которые я изучил, были бесценны. Я даже погрузился в кроличью нору беспроводной связи и шифрования безопасности обмена ключами Диффи-Хелмана, чтобы реализовать безопасный способ отправки данных из системы на телефон. Откровенно говоря, самой захватывающей частью всего проекта были пять часов, которые я потратил на изучение криптографии, шифра Цезаря, алгоритма RSA и алгоритма Диффи-Хелмана. Однако я не смог довести проект до уровня, на котором я мог бы реализовать какие-либо из этих удивительных новых вещей, которые я узнал в ходе проекта.

Шаг 3: Возникшие трудности:

Задачи состояли из двух частей: личного и развивающего. Присутствующие личные проблемы недооценивали время, необходимое для других классов, которое съедало время, которое я намеревался выделить для этого проекта. Лучшие навыки тайм-менеджмента и более четкое представление об общей картине помогли бы мне завершить весь проект вовремя, а не масштабную версию.

Проблемы развития были многочисленны. Для понимания концепций потребовалось время и много чтения. Внедрение было еще сложнее, потому что изогнутые шары, такие как сломанный макет и детали, которые нужно было заменить на основные части, усложняли исследование, но делали его более увлекательным. Запустить код было нормально, но чтобы убедиться, что он сделал то, что я думал, нужно было много ковыряться с мультиметром, и самым сложным аспектом в этом было то, что я не знал, что искал. Ближе к концу проблемы разработки стали более значительными, когда я попытался реализовать модуль Bluetooth, и это потребовало модернизации всей схемы. Еще одна проблема - точность, предлагаемая Nurse Box. Значения температуры отключены, и их необходимо учитывать. Если бы нам нужно было получать температуру из закрытой части тела, нам нужно было бы структурировать схему с использованием многослойного покрытия для датчика, чтобы он был гигиеничным и точным.

Шаг 4: Требуются изменения в M5:

Makerspace M5 стал идеальным местом для развития этого проекта. В первую неделю после того, как я выбрал проект, над которым я хотел работать, я не ожидал многого узнать, кроме нишевой темы о жизненно важных функциях и схемах, связанных с ним. Тем не менее, Makerspace позволил мне обсуждать с коллегами их проекты столько же, сколько я думал о своих, и в процессе, как мне кажется, я узнал гораздо больше, чем должен был. Проект Аяна Сенгупты, посвященный сопоставлению с образцом, научил меня очень многому о машинном обучении, обучении ботов и использовании собственных векторов (наконец-то!). Проект Стивена Лендла по отображению погоды на зеркале познакомил меня с Raspberry Pi и помог мне понять возможности API и Python для получения обновлений в системе в реальном времени. Бен Баттон и я сели, чтобы выяснить транзисторы и то, как их можно использовать для вращения ротора путем последовательного протекания тока. Я получил от этого производственного пространства больше, чем то, что вложил, и в основном из-за культуры, которую поддерживало место, где мы могли чему-то научиться у кого угодно. Я лично не стал бы ничего упорядочивать в этом пространстве, но я бы хотел извлечь выгоду из обилия знаний в этой комнате, заставляя их комментировать и предлагать идеи по поводу моего проекта.

Шаг 5: Достижения:

Достижения, относящиеся к Nurse Box, были унизительными. Схема датчика температуры и пульса с нуля - это откровенно все, что я могу показать на демонстрации как достижение, о котором мало что говорит. Однако этот процесс научил меня большему, чем любой текст, который я прочитал за последние два месяца. Я много узнал о жизненно важных функциях человека, биологии, лежащей в основе этого, и физике их измерения. Я разработал схемы с нуля, сравнил их с существующими моделями и в процессе узнал о подводных камнях, которые делаю при создании схем. Я наконец понял, что такое подключение и использование Arduino, и как лучше читать таблицы данных для IC, участвующего в проекте. Как уже упоминалось, я изучил почти все, что знаю о криптографии с нуля для этого класса, и я думаю, что прямо сейчас у меня есть базовые знания для разработки грубой системы безопасности на Python. Я даже почувствовал такую мотивацию, что начал писать алгоритм для криптографии Диффи-Хеллмана. Кроме того, я много узнал о машинном обучении, сопоставлении с образцом, Raspberry Pi и транзисторах от своих сверстников во время прохождения курса. Я также изучал Android-приложение в Android Studio, и я знаю, что могу продолжить работу с того места, где я уехал летом. для визуализации собранных данных.

Шаг 6: Как создать свой собственный бокс медсестры

Понимание цели является высшим приоритетом. У меня было огромное неверное истолкование концепции пульса и давления, что отбросило меня на две недели. Как только концепции упадут, я бы порекомендовал начать с очень элементарных схем, если вы так же незнакомы с схемами, как я. Перед тем, как приступить к созданию сложной схемы, крайне важно быть знакомым с функционированием частей и устройств, а также с общей схемой работы системы. Как только это будет сделано, важно разбить проект на этапы и проработать их. Разбил проект на датчик температуры, датчик пульса, модуль bluetooth, приложение для android. этапы. Очень быстро я понял, чего я могу надеяться достичь за то ограниченное время, которое у меня было, а чего нет. Это помогает работать очень реалистично и избавляет весь проект от пугающего вида. Слепое выполнение шагов на веб-сайте приведет к множеству проблем и крайне ограниченной функциональности. Вы хотели бы понять, как ведет себя ваша схема, чтобы вы могли настроить ее так, как вы себе представляете. Что касается частей проекта, которые находятся в стадии разработки - модуля Bluetooth и приложения для Android, я собираюсь об этом, работая над настройкой и приемом модуля Bluetooth отдельно, а затем интегрируя это в схему с необходимыми настройками.

Код Arduino включает в себя последовательный поток активации, получения и обработки данных в цикле. Как только это будет понято, все, что вам нужно сделать, это выяснить, как активировать порт или получить данные. Существует определенная логическая разбивка этого, и отладка кода и анализ схемы с помощью мультиметров - отличный способ решить эту проблему.

Шаг 7: Следующие шаги:

Бокс медсестры играет важную роль с точки зрения пользователя. Однако в его нынешней форме мы ограничиваем передачу данных Nurse Box беспроводной передачей на близком расстоянии через Bluetooth. Если мы сможем обновить Arduino до Raspberry Pi, с чего, оглядываясь назад, я должен был начать, мы сможем легко использовать Wi-Fi для долгосрочной передачи данных, в результате чего может оказаться личный врач пользователя или, скажем, его близкий родственник. держится в курсе в отношении жизненно важных органов. Можно добавить больше жизненно важных функций, таких как давление, и это сделает бокс медсестры еще более мощным. Если мы будем измерять температуру с закрытых частей тела, важно, чтобы на датчик температуры был включен компонент для использования и выброса без ущерба для точности. Точная настройка эффективности и точности, а также оптимизация потока данных и обеспечение безопасности передачи данных будут последними шагами перед тем, как Nurse Box может быть представлен пользователю. В обществе существует определенная потребность и пространство для концепции персонального сканера жизнедеятельности, который предлагает столько же, сколько и Nurse Box. Впереди много испытаний, но я считаю, что стоит попробовать.