In this final project it is done a simple prototype, not complex in order not to overload the packet network or the computational part, of a sensor network, which communicating through wireless body area network (WBAN) are able to characterize daily activities. The nodes used were the Adafruit HUZZAH32 from the company Adafruit, it’s a System on Chip, which incorporates a Wi-Fi module that has been used for the communication between devices.
Firstly, an analysis has been done of the available system. On the one hand, an analysis of the devices and on the other hand a study of one possible characterization from data already collected.
In a second phase, the software of the devices has been modified to create the sensor network and to communicate with each other. For this purpose, the Wi-Fi module of the devices was used, after which, once they were connected, a series of experiments were carried out for different scenarios. With these experiments it has been possible to set thresholds for the development of the final classification algorithm.
Finally, in a third phase, the different tests have been exposed according to the algorithm performed in the second phase.
The results obtained have shown that it is a valid algorithm for the characterization of activities. In addition, an accelerometer has been included to differentiate more activities.
Además de este primer objetivo, el proyecto persigue otra importante meta, el desarrollo de una red de sensores inalámbrica para monitorizar las condiciones de vida de personas con necesidades especiales, como ancianos o personas con minusvalía.
Es dentro de este segundo objetivo donde nace nuestro wearable: eSpMART105.
El dispositivo que hemos desarrollado es una pulsera, capaz de medir la temperatura (ya sea ambiente o corporal del paciente), medir su ritmo cardíaco, su saturación de oxígeno y monitorizar su actividad diaria, detectando posibles caídas y avisando al personal que se encuentre a cargo de dicho paciente.
Pulsera eSpMART105
Gracias a una aplicación móvil para Android, también desarrollada por nosotros, el personal sanitario puede en todo momento consultar el estado del paciente, ver un registro de sus últimas medidas, así como cambiar la periodicidad de las mismas, consultar su historial clínico, recibir alertas sobre posibles valores anómalos en el paciente o caídas y administrar, sencillamente desde el móvil, a todos los pacientes de la residencia.
Una de las vistas de la aplicación
La comunicación entre la pulsera y el móvil se realiza mediante Bluetooth Low Energy, el más actual de los estándares Bluetooth disponibles.
Además, en caso de que se detecte un evento de gran peligrosidad como una caída o un pulso anormalmente alto, la pulsera es capaz de realizar una búsqueda exhaustiva de puntos de acceso Wi-Fi almacenados en su base de datos y establecer conexión con ellos, enviando el aviso. Esto hace a nuestra solución capaz de comunicarse con dos de las tecnologías inalámbricas más ampliamente usadas en el mercado actual. Todo ello con un consumo muy bajo, que permite a la pulsera (dependiendo de los intervalos de medición de parámetros del paciente) una vida de hasta dos semanas. Para el desarrollo de esta pulsera nos hemos basado en el ESP32, un dispositivo genial para desarrollo debido a su integración en un reducido tamaño de Wi-Fi y Bluetooth, así como numerosos GPIO’s, I2C, SPI, UART, control para pantallas táctiles y mucho más.
ESP32
La caja de la pulsera, así como su correa es también diseño nuestro. Ha sido impreso en material 3D, recurriendo a filamento rígido transparente para la caja, pues la rigidez de este material aporta robustez mecánica al diseño, y material blanco flexible para la correa, compuesto que la hace más cómoda de llevar.
Paralelo a este desarrollo hemos recurrido a relojes de la marca Pebble, que permiten programar aplicaciones en C e incorporan también comunicación Bluetooth y sensor de ritmo cardíaco. Gracias a este reloj podemos obtener datos nuevos del paciente como su nivel de actividad, sus pasos diarios y una segunda medición de ritmo cardíaco, que aporta robustez a la medida de nuestro sistema. Los datos que recoge esta otra pulsera son también enviados a la misma aplicación de Android, quedando por tanto, toda la información del paciente centralizada.
¡El Proyecto LÁZARO para la detección de barreras arquitectónicas y sensorización sigue avanzando a buen ritmo!
Finalmente una de las ideas de diseño que abordaremos, en el lado del paciente, será el uso de un dispositivo wearable (un reloj), dotado de comunicación por puerto serie, que se conectará a una placa de desarrollo con funcionalidades Wi-Fi, Bluetooth y sensado de temperatura del paciente.
Ya hemos recibido los primeros prototipos para las placas que implementarán todo el diseño y que podéis ver en la foto que acompaña a esta entrada. En breve comenzaremos a montar en ella los componentes y a comenzar las primeras pruebas, una vez que el software sea funcional. ¡Estamos muy ilusionados con este proyecto!
Para el reloj hemos recurrido a la compañía Pebble, aunque una línea futura en la que nos gustaría trabajar es en el desarrollo de nuestro propio wearable, que nos permitirá un grado de personalización y optimización mucho mayor.
Para las comunicaciones móviles nos apoyaremos en el módulo ESP32.
¡Os seguiremos informando según avance el proyecto!
