Σχεδίαση και κατασκευή ασύρματων αισθητήρων για παρακολούθηση του ανθρώπινου σώματος
Creators: name: Καρούτσος, Δημήτριος Νικολάου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Ηλεκτροκαρδιογράφημα
Γαλβανική Αγωγιμότητα Δέρματος
Bluetooth Low Energy
Electrocardiograph
Galvanic Skin Response

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία, παρουσιάζεται η προσπάθεια σχεδιασμού και υλοποίησης μιας διάταξης που συλλέγει ασθενή σήματα από το ανθρώπινο σώμα με χρήση εξωτερικών ηλεκτροδίων και αισθητήρων. Στόχος μας ήταν να λάβουμε σήματα ηλεκτροκαρδιογραφήματος (ECG), θερμοκρασίας, και γαλβανικής αγωγιμότητας δέρματος (GSR). Μετά την επιτυχή λήψη τους, τα σήματα διαχωρίζονται, έχοντας υποβληθεί σε μία προεπεξεργασία, ώστε να προκύπτουν επιπλέον δεδομένα, όπως ο καρδιακός ρυθμός. Για να επιτευχθεί αυτό, συμπεριλάβαμε στη σχεδίασή μας ένα System on Chip (SoC) με κύριο επεξεργαστή τον Cortex M3. Ο επεξεργαστής εκτελεί λογισμικό που αναπτύξαμε σε γλώσσα προγραμματισμού Εnchanted C++ για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Εν συνεχεία τα ψηφιακά σήματα και δεδομένα που προκύπτουν, ενθυλακώνονται και μεταδίδονται πάνω από μία εδραιωμένη σύνδεση Bluetooth Low Energy (BLE). Για το λόγο αυτό η διάταξη μας ενσωματώνει έναν πομποδέκτη BLE που υποστηρίζει όλες τις λειτουργίες του πρωτοκόλλου BLE V4.2. Η συσκευή–δέκτης των δεδομένων είναι κάποιο κινητό τηλέφωνο με λειτουργικό σύστημα Αndroid. Αναπτύξαμε έτσι μια εφαρμογή Αndroid σε γλώσσα προγραμματισμού java. Η επιλογή του κινητού τηλεφώνου ως καταλληλότερου μέσου παρακολούθησης είναι προφανής κυρίως λόγω των δυνατοτήτων χειρισμού των μετρήσεων (τις ανεβάζουμε σε κάποια υπηρεσία cloud, τις στέλνουμε σε κάποιον τρίτο χωρίς χρονική καθυστέρηση). Επίσης, η επεξεργαστική ισχύς του κινητού τηλεφώνου έχει την προοπτική για επιπλέον ανάπτυξη της εφαρμογής, ώστε να πραγματοποιείται περαιτέρω επεξεργασία στις μετρήσεις, δίνοντας έτσι περισσότερα χρήσιμα δεδομένα
description: In this diploma thesis, we are attempting to design and construct a device that will collect weak signals from the human body using external electrodes and sensors. Our goal is to get electrocardiogram (ECG), temperature, and skin galvanic conduction (GSR) signals. The signals are first separated and go through preprocessing, so that additional data, such as heart rate, can be obtained. To make this possible, our design includes a System on Chip (SoC) with a Cortex M3 processor. The processor runs software that we developed in Enchanted C ++ programming language for that application. Then the digital signals and data that were recorded are encapsulated and transmitted over a well-established Bluetooth Low Energy (BLE) connection. For this purpose, our device incorporates a BLE transceiver that supports all BLE V4.2 protocol functions. The data receiver is a mobile phone with an Android operating system. For this purpose, we developed an Android mobile application in Java programming environment. The reason we use a mobile phone as the recording devices is to easily handle the data afterwards, for example, by uploading them to a cloud service or sending them directly to a third person who may be located anywhere. The increasing processing power of mobile phones also gives the prospect to further develop and enhance the mobile app to perform more extensive analysis of the measured data