Hộp y tá: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

'Hộp y tá' là một hệ thống máy quét quan trọng cá nhân mà một cá nhân có thể sử dụng tại nhà để thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và nhịp tim của họ mà không cần tốn nhiều công sức. Hộp y tá ghi lại và lưu trữ dữ liệu nhiệt độ và nhịp tim của bạn và thậm chí còn tiến thêm một bước nữa để gửi cho bạn cảnh báo khi các ống kính đã vượt quá mức an toàn. Thiết bị này ở phiên bản lý tưởng giúp bạn lưu giữ dữ liệu sức khỏe quan trọng để phân tích và cho bạn biết khi nào có vấn đề. 'Hộp y tá' không phải là sự thay thế cho bác sĩ hay người ứng cứu khẩn cấp mà là một y tá tự động kiểm tra bạn thường xuyên nếu bạn muốn và cho bạn biết bất cứ khi nào một số dữ liệu quan trọng không có trong biểu đồ.

Bước 1: Các kế hoạch ban đầu và sự phát triển của nó:

Kế hoạch ban đầu là thiết kế Hộp y tá như mô tả ở trên với một mạch cảm biến nhịp tim hoạt động hoàn toàn với nhiệt độ. Ban đầu, tôi muốn kết hợp ứng dụng android hiển thị dữ liệu này khi được gửi từ Hộp y tá.

Để cung cấp một số bối cảnh, ngoài việc "tạo" các mạch tối thiểu theo yêu cầu trong các lớp học trong phòng thí nghiệm ở trường trung học, tôi chưa bao giờ thực sự tạo ra bất kỳ mạch nào cho đến học kỳ này. Tôi là một lập trình viên nhiều hơn và cảm thấy thoải mái khi xử lý các mã phức tạp hơn là các mạch đơn giản. Khi tôi đăng ký 297DP với Giáo sư Charles Malloch, tôi biết điều này sẽ nằm ngoài vùng an toàn của tôi, nơi tôi có khả năng thất bại cao. Tôi đã cố gắng duy trì dự án mục tiêu của mình một cách hợp lý bởi vì tôi biết rằng nếu tôi nhắm đến mục tiêu khó hơn chỉ vì các đồng nghiệp của tôi đang thực hiện các dự án phức tạp hơn, thì tôi sẽ thất vọng và hụt hẫng. Vì vậy, kế hoạch ban đầu không có gì phức tạp trên giấy, nhưng đứng ở đỉnh cao của một con đường học tập dốc đối với cá nhân tôi. Tôi đã thử nghiệm nhiều mạch nhỏ để cố gắng hiểu điều khiển mà arduino có trên mạch và cách tôi có thể thao tác với nó bằng mã. Tôi đã đọc rất nhiều về Arduino và làm việc qua toàn bộ bộ công cụ của nhà phát minh SparkFun. Đó là một quá trình nhưng là một cách tuyệt vời để thực sự hiểu các mạch và mã. Sau vài tuần khám phá bộ dụng cụ của nhà phát minh, tôi bắt tay vào thực hiện sứ mệnh của mình. Tôi đã làm việc trên mạch nhiệt độ và mất vài tuần để hiểu và viết mã. Mặc dù các triển khai trực tiếp đã tồn tại trực tuyến, nhưng tôi muốn tự mình hiểu và thực hiện từng dòng mã. Mạch tốc độ xung khó khăn hơn vì nó xử lý các loại tụ điện khác nhau và một IC-LM324. Điều này làm phức tạp mạch của tôi và tôi đã phải điều chỉnh lại kế hoạch kết hợp mô-đun bluetooth và ứng dụng android để trực quan hóa dữ liệu. Nó có thể làm được và tôi đã đọc rất nhiều và học được những gì tôi cần làm để thực hiện điều này nhưng thời gian có hạn.

Bước 2: Nghiên cứu hoàn tất:

Nghiên cứu là một trong những khía cạnh không thể thiếu và tốn thời gian nhất của dự án này và khóa học này. Tôi đã dành nhiều giờ nhất có thể để hiểu những khái niệm trừu tượng đằng sau arduino và mạch. Nhìn vào một sơ đồ mạch và đặt các thành phần không phải là một phần khó - nó là tìm ra sơ đồ mạch hoặc hiểu lý do tại sao một sơ đồ lại xuất hiện trên google theo cách mà nó đã làm. Đọc về các chỉ số quan trọng và hiểu ý nghĩa của dữ liệu và cách tốt nhất để trình bày nó cho người sử dụng Hộp y tá là chìa khóa trong việc hình thành mục tiêu và tầm nhìn của tôi cho dự án này. Tôi không tìm thấy các bài báo mang tính học thuật hữu ích như các văn bản đơn giản hóa và các video trên youtube làm gián đoạn dòng chảy trong một mạch. Hầu hết, sau khi đọc, tôi nhớ mình đã nhìn chằm chằm vào mạch của mình và nhận ra rằng "nó hoạt động nhưng không phải theo cách tôi nghĩ." Biết lý thuyết trên lớp rất khác với việc đọc lý thuyết để tìm kiếm cách thực hiện nó trong một dự án. Mọi thứ dường như không đáng kể như một điện trở trên một sơ đồ trong sách giáo khoa đều trở nên đáng kể. Những khái niệm tôi học được là vô giá. Tôi thậm chí đã đi vào lỗ hổng của giao tiếp không dây và mã hóa bảo mật trao đổi khóa Diffie-helman để thực hiện một cách an toàn để gửi dữ liệu từ hệ thống đến điện thoại. Thành thật mà nói, phần thú vị nhất trong toàn bộ dự án là năm giờ tôi dành để hiểu về mật mã, mật mã Ceasar, thuật toán RSA và thuật toán Diffie-Helman. Tuy nhiên, tôi không thể đưa dự án đến mức mà tôi có thể thực hiện bất kỳ điều mới tuyệt vời nào mà tôi đã học được trong suốt quá trình dự án.

Bước 3: Khó khăn gặp phải:

Những thách thức bao gồm hai phần: cá nhân và phát triển. Những thách thức cá nhân liên quan đã đánh giá thấp cam kết thời gian cần thiết cho các lớp khác đã ăn vào thời gian tôi dự định giữ cho dự án này. Kỹ năng quản lý thời gian tốt hơn và cái nhìn rõ ràng hơn về bức tranh lớn sẽ giúp tôi hoàn thành toàn bộ dự án đúng lúc hơn là một phiên bản thu nhỏ.

Những thách thức phát triển là rất nhiều. Việc hiểu các khái niệm cần nhiều thời gian và đọc rất nhiều. Việc thực hiện vẫn khó hơn vì những quả bóng cong như breadboard bị vỡ và các bộ phận phải được thay thế cho các bộ phận thiết yếu khiến việc khám phá khó hơn nhưng thú vị hơn. Bắt mã chạy thì không sao, nhưng đảm bảo rằng nó làm theo những gì tôi nghĩ nó đã làm liên quan đến rất nhiều lần dò tìm với nhiều mét và khía cạnh khó nhất về nó là tôi không biết mình đang tìm kiếm điều gì. Càng về cuối, những thách thức về phát triển càng trở nên quan trọng hơn khi tôi cố gắng triển khai mô-đun bluetooth và nó liên quan đến việc sửa đổi toàn bộ mạch. Một vấn đề khác là độ chính xác của Nurse Box. Các giá trị nhiệt độ đang tắt và cần được tính toán. Nếu chúng ta lấy nhiệt độ từ một phần kín của cơ thể, chúng ta sẽ cần phải cấu trúc mạch điện bằng cách sử dụng và phân lớp cho cảm biến sao cho hợp vệ sinh và chính xác.

Bước 4: Thay đổi Cần thiết trong M5:

Makerspace M5 là không gian lý tưởng để phát triển dự án này. Bước vào tuần đầu tiên sau khi tôi chọn dự án mà tôi muốn làm việc, tôi không mong đợi gì nhiều để học ngoài chủ đề thích hợp về các vitals và mạch liên quan đến nó. Tuy nhiên, Makerspace đã giúp tôi có thể thảo luận với các đồng nghiệp của mình về các dự án của họ nhiều như những gì tôi nghĩ về mình và trong quá trình này, tôi tin rằng tôi đã học được nhiều hơn những gì tôi nên có. Dự án của Ayan Sengupta về đối sánh mẫu đã dạy tôi rất nhiều về học máy, đào tạo bot và sử dụng eigenvectors (cuối cùng!). Dự án của Stephen Lendl liên quan đến Hiển thị thời tiết trên gương đã giới thiệu tôi với Raspberry Pi và giúp tôi nhận ra sức mạnh của API và Python để nhận các bản cập nhật theo thời gian thực trên hệ thống. Ben Button và tôi đã ngồi xuống để tìm ra các bóng bán dẫn và cách nó có thể được sử dụng để làm quay rôto bằng dòng điện tuần tự. Tôi nhận được nhiều hơn từ không gian sáng tạo đó so với những gì tôi đưa vào và chủ yếu là do văn hóa mà nơi đó đề cao nơi chúng tôi có thể học hỏi bất cứ điều gì từ bất kỳ ai. Cá nhân tôi sẽ không sắp xếp hợp lý bất cứ thứ gì trong không gian đó nhưng tôi chắc chắn muốn tôi tận dụng lượng kiến thức dồi dào trong căn phòng đó bằng cách nhờ họ nhận xét và đề xuất ý tưởng về dự án của tôi.

Bước 5: Thành tựu:

Những thành tích liên quan đến Nurse Box thật khiêm tốn. Thành thật mà nói, một mạch cảm biến xung và nhiệt độ từ đầu là tất cả những gì tôi có thể thể hiện trên bản demo như một thành tựu mà không nói lên được nhiều điều. Tuy nhiên, quá trình này đã dạy tôi nhiều hơn bất kỳ văn bản nào tôi đọc trong hai tháng qua. Tôi đã học được rất nhiều về các vitals của con người, sinh học đằng sau nó và vật lý trong việc đo lường nó. Tôi đã phát triển các mạch từ đầu và so sánh nó với các mô hình hiện có và học được trong quá trình này về những cạm bẫy tôi mắc phải khi tạo mạch. Cuối cùng tôi đã hiểu được kết nối và cách sử dụng arduino, cũng như cách đọc các biểu dữ liệu cho vi mạch liên quan đến dự án tốt hơn như thế nào. Như đã đề cập, tôi đã học hầu hết mọi thứ tôi biết về mật mã từ đầu cho lớp này và tôi nghĩ ngay bây giờ tôi đã có kiến thức cơ bản để phát triển một hệ thống bảo mật thô sơ trên Python. Tôi thậm chí còn cảm thấy rất có động lực khi bắt đầu viết một thuật toán cho mật mã Diffie-Hellman. Ngoài ra, tôi đã học được rất nhiều điều về học máy, khớp mẫu, mâm xôi Pi và bóng bán dẫn từ các đồng nghiệp của tôi trong suốt thời gian tham gia khóa học. để trực quan hóa dữ liệu được thu thập.

Bước 6: Cách tạo Hộp y tá của riêng bạn

Hiểu rõ mục tiêu là ưu tiên hàng đầu. Tôi đã hiểu sai rất nhiều về khái niệm xung và áp suất khiến tôi lùi lại sau hai tuần. Điều quan trọng là phải làm quen với hoạt động của các bộ phận và thiết bị cũng như quy trình chung của hệ thống trước khi bạn bắt đầu tạo ra một mạch phức tạp. Khi điều đó được thực hiện, việc chia nhỏ dự án thành các giai đoạn và thực hiện chúng sẽ rất quan trọng. Tôi đã phá vỡ dự án thành cảm biến nhiệt độ, cảm biến tốc độ xung, mô-đun bluetooth, ứng dụng Android. các giai đoạn. Rất nhanh chóng, tôi nhận ra những gì tôi có thể hy vọng đạt được trong thời gian giới hạn mà tôi có và những gì tôi không thể. Điều này giúp làm việc rất thực tế và giữ cho toàn bộ dự án không có vẻ nản lòng. Làm theo một cách mù quáng các bước trên một trang web sẽ dẫn đến rất nhiều vấn đề và chức năng cực kỳ hạn chế. Bạn sẽ muốn hiểu cách mạch của bạn hoạt động để bạn có thể điều chỉnh nó theo những gì bạn hình dung. Đối với các phần của dự án đang được thực hiện - mô-đun bluetooth và ứng dụng android, tôi sẽ tìm hiểu về nó bằng cách làm việc trên thiết lập và tiếp nhận mô-đun bluetooth riêng biệt và sau đó tích hợp phần này vào mạch với các tinh chỉnh cần thiết.

Mã Arduino liên quan đến một luồng tuần tự kích hoạt, nhận và thao tác dữ liệu trên vòng lặp. Sau khi hiểu được điều này, bạn chỉ cần tìm kiếm cách kích hoạt một cổng hoặc nhận dữ liệu. Có một sự cố hợp lý nhất định về vấn đề này và gỡ lỗi mã và phân tích mạch với nhiều mét là một cách tuyệt vời để thực hiện nó.

Bước 7: Các bước tiếp theo:

Nurse Box có một vai trò mạnh mẽ từ quan điểm của người dùng. Tuy nhiên, ở dạng hiện tại, chúng tôi giới hạn việc truyền dữ liệu của Nurse Box ở phạm vi truyền không dây gần qua bluetooth. Nếu chúng tôi có thể nâng cấp arduino lên Raspberry Pi, mà tôi đã bắt đầu sử dụng lại, chúng tôi có thể dễ dàng sử dụng Wifi để truyền dữ liệu lâu dài do bác sĩ cá nhân của người dùng hoặc người thân của họ có thể liên quan đến các chỉ số quan trọng. Có thể thêm nhiều yếu tố quan trọng hơn như áp suất và điều này sẽ làm cho Hộp y tá hoạt động mạnh hơn. Việc kết hợp một bộ phận sử dụng và ném qua cảm biến nhiệt độ mà không ảnh hưởng đến độ chính xác sẽ rất quan trọng nếu chúng ta lấy nhiệt độ từ các bộ phận cơ thể bị đóng kín. Tinh chỉnh hiệu quả và độ chính xác cũng như tối ưu hóa luồng dữ liệu và đảm bảo việc truyền dữ liệu sẽ là những bước cuối cùng trước khi Nurse Box có thể được công bố cho người dùng. Có nhu cầu và không gian nhất định trong xã hội về khái niệm máy quét quan trọng cá nhân cung cấp nhiều như Nurse Box. Rất nhiều thử thách phía trước nhưng tôi tin rằng nó đáng để thử.