Sairaanhoitajalaatikko: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

'Sairaanhoitajalaatikko' on henkilökohtainen elintärkeä skannerijärjestelmä, jota henkilö voi käyttää kotona tarkistaakseen säännöllisesti lämpötilansa ja pulssinsa vaivattomasti. Sairaanhoitajalaatikko tallentaa ja tallentaa lämpö- ja pulssitietosi ja menee jopa askeleen pidemmälle ja lähettää sinulle varoituksen, kun elintärkeys on ylittänyt turvatason. Tämä laite ihanteellisessa versiossa auttaa sinua säilyttämään tärkeät terveystiedot analysointia varten ja ilmoittamaan, kun jokin on vialla. 'Sairaanhoitajalaatikko' ei millään tavalla korvaa lääkäriä tai hätäapua, vaan pikemminkin automatisoitu sairaanhoitaja, joka tarkistaa sinut niin usein kuin haluat ja kertoo sinulle aina, kun jotkut tärkeät tiedot ovat kaavion ulkopuolella.

Vaihe 1: Alkuperäiset suunnitelmat ja niiden kehitys:

Alkuperäinen suunnitelma oli suunnitella sairaanhoitajalaatikko edellä kuvatulla tavalla täysin toimivalla lämpötilan tunnistavalla pulssinmittauspiirillä. Aluksi halusin sisällyttää Android -sovelluksen, joka visualisoi nämä tiedot sairaanhoitajan laatikosta.

Kontekstin aikaansaamiseksi, lukuun ottamatta "minimaalisten piirien tekemistä", kuten vaaditaan lukion laboratoriotunnilla, en ole koskaan luonut piirejä ennen tätä lukukautta. Olin enemmän ohjelmoija ja tunsin oloni mukavaksi käsitellä monimutkaista koodia eikä yksinkertaisia piirejä. Kun allekirjoitin 297DP: n professori Charles Mallochin kanssa, tiesin, että tämä tulee olemaan pois mukavuusalueeltani, jossa minulla oli suuri mahdollisuus epäonnistua. Yritin pitää tavoiteprojektini kohtuullisen vaikeana, koska tiesin, että jos pyrin johonkin vaikeampaan vain siksi, että ikätoverini työskentelivät kehittyneempien projektien parissa, olisin lyhyt ja pettynyt. Alkuperäinen suunnitelma ei siis ollut paperilla hienostunut, vaan se oli jyrkän oppimiskäyrän huipulla minulle henkilökohtaisesti. Testasin lukuisia minipiirejä yrittäen ymmärtää arduinon ohjausta piirissä ja kuinka voisin käsitellä sitä koodilla. Luin paljon Arduinosta ja kävin läpi koko SparkFun -keksijäpaketin. Se oli prosessi, mutta loistava tapa todella ymmärtää piirit ja koodi. Muutaman viikon keksijäpakkausten etsinnän jälkeen aloitin tehtäväni. Työskentelin lämpötilapiirin parissa, joka kesti pari viikkoa ymmärtää ja koodata. Vaikka suoria toteutuksia oli olemassa verkossa, halusin ymmärtää ja tehdä jokaisen koodirivin itse. Pulssipiiri oli haastavampi, koska se käsitteli erilaisia kondensaattoreita ja IC-LM324. Tämä monimutkaisti piiriäni ja minun piti skaalata suunnitelmiani sisällyttää bluetooth -moduuli ja Android -sovellus tietojen visualisoimiseksi. Se on mahdollista ja olen jo lukenut paljon ja oppinut mitä minun on tehtävä tämän toteuttamiseksi, mutta aika oli rajallinen.

Vaihe 2: Tutkimus tehty:

Tutkimus oli yksi tämän projektin ja tämän kurssin olennaisimmista ja aikaa vievimmistä osa-alueista. Vietin niin monta tuntia kuin pystyin ymmärtämään arduinon ja piirien takana olevia muuten abstrakteja käsitteitä. Kytkentäkaavion tarkastelu ja komponenttien sijoittaminen ei ole vaikeaa- se on piirikaavion keksiminen tai ymmärrys siitä, miksi kaavio ilmestyi Googlessa tavalla. Elintärkeiden asioiden lukeminen ja sen ymmärtäminen, mitä tiedot tarkoittivat ja miten ne voidaan parhaiten esittää sairaanhoitajalaatikon käyttäjälle, oli avainasemassa tavoitteeni ja visioni luomisessa tälle projektille. En pitänyt tieteellisiä artikkeleita yhtä hyödyllisinä kuin yksinkertaistettuja tekstejä ja youtube -videoita, jotka katkaisivat virtapiirin. Useimmiten luettuani muistan, että tuijotin piiriäni ymmärtäen, että "se toimii, mutta ei niin kuin luulen sen toimivan". Teorian tunteminen luokassa oli hyvin erilaista kuin teorian lukeminen etsimällä tapaa toteuttaa se projektissa. Kaikki, mikä tuntui yhtä merkityksettömältä kuin vastus oppikirjan kaaviossa, tuli merkittäväksi. Opitut käsitteet olivat korvaamattomia. Menin jopa langattoman viestinnän ja Diffie-Helman-avaintenvaihdon suojauksen salauskaniin, jotta voisin toteuttaa turvallisen tavan lähettää tietoja järjestelmästä puhelimeen. Suoraan sanottuna jännittävin osa koko projektia olivat viisi tuntia, jotka käytin salaustekniikan, Ceasar-salauksen, RSA-algoritmin ja Diffie-Helman-algoritmin ymmärtämiseen. En kuitenkaan voinut viedä projektia tasolle, jossa olisin voinut toteuttaa mitään näistä hämmästyttävistä uusista asioista, jotka olen oppinut projektin aikana.

Vaihe 3: Vaikeudet:

Haasteet koostuivat kahdesta osasta: henkilökohtaisista ja kehittyvistä. Henkilökohtaiset haasteet aliarvioivat muille luokille vaaditun ajan sitoutumisen siihen aikaan, jonka halusin pitää tässä projektissa. Paremmat ajanhallintataidot ja puhtaampi näkemys suuresta kuvasta olisivat auttaneet minua saattamaan projektin loppuun ajoissa eikä skaalattua versiota.

Kehityshaasteita oli paljon. Käsitteiden ymmärtäminen vei aikaa ja paljon lukemista. Toteutus oli vielä vaikeampaa, koska kaarevat pallot, kuten murtunut leipälauta ja osat, jotka oli korvattava olennaisilla osilla, tekivät etsinnästä vaikeampaa, mutta hauskempaa. Koodin saaminen oli kunnossa, mutta sen varmistaminen, että se teki sen, mitä luulin, sisälsi paljon piiloutumista monimetrillä ja vaikein puoli siinä oli se, etten tiennyt mitä etsin. Loppua kohden kehityshaasteet muuttuivat merkittävämmiksi, kun yritin ottaa käyttöön bluetooth -moduulin ja siihen sisältyi koko piirin uudistaminen. Toinen ongelma on Nurse Boxin tarjoama tarkkuus. Lämpötila -arvot ovat pois päältä ja ne on otettava huomioon. Jos saisimme lämpötilan kehon suljetusta osasta, meidän on rakennettava piiri anturin käyttö- ja heittokerroksella niin, että se on hygieeninen ja tarkka.

Vaihe 4: M5: ssa tarvittavat muutokset:

Makerspace M5 oli ihanteellinen tila tämän projektin kehittämiseen. Mennessäni ensimmäiselle viikolle sen jälkeen, kun olin valinnut projektin, jonka kanssa halusin työskennellä, en odottanut paljon oppivani sen kapean aihepiirin, joka on vitals ja siihen liittyvät piirit, ulkopuolella. Makerspace mahdollisti kuitenkin keskustelun vertaisteni kanssa heidän projekteistaan niin paljon kuin ajattelin omistani ja uskon, että olen oppinut paljon enemmän kuin olisi pitänyt. Ayan Senguptan projekti, joka koski kuvioiden sovittamista, opetti minulle niin paljon koneoppimisesta, koulutusrobotista ja ominaisvektoreiden käytöstä (vihdoinkin!). Stephen Lendlin projekti, joka koski säänäyttöä peilissä, esitteli minut Raspberry Pi: lle ja auttoi minua ymmärtämään sovellusliittymien ja Pythonin voiman saada reaaliaikaisia päivityksiä järjestelmään. Ben Button ja minä istuimme selvittääksemme transistoreita ja kuinka sitä voitaisiin käyttää roottorin kääntämiseen peräkkäisen virran avulla. Sain enemmän irti kyseisestä tekijätilasta kuin mitä laitoin, ja se johtui lähinnä kulttuurista, jota paikka piti yllä ja jossa voisimme oppia mitä tahansa keneltä tahansa. Henkilökohtaisesti en virtaviivaistaisi mitään tällä alueella, mutta toivon varmasti, että hyödynnettäisiin huoneen runsaasta tiedosta pyytämällä heitä kommentoimaan ja ehdottamaan ideoita projektistani.

Vaihe 5: Saavutukset:

Nurse Boxiin liittyvät saavutukset olivat nöyriä. Lämpötila- ja pulssianturipiiri tyhjästä on rehellisesti kaikki, mitä voin näyttää demossa saavutuksena, joka ei kerro paljon. Prosessi on kuitenkin opettanut minulle enemmän kuin mikään viimeisen kahden kuukauden aikana lukemani teksti. Opin paljon ihmisen elintärkeydestä, sen takana olevasta biologiasta ja fysiikasta sen mittaamisessa. Kehitin piirit tyhjästä ja vertailin niitä olemassa oleviin malleihin ja opin prosessin aikana piirejä luodessani sudenkuopista. Ymmärsin vihdoin arduinon yhteyden ja käytön sekä sen, kuinka paremmin voin lukea hankkeen mukana olleen IC: n tietolomakkeita. Kuten mainittiin, olen oppinut melkein kaiken, mitä tiedän salaustekniikasta, alusta alkaen tälle luokalle, ja luulen, että minulla on nyt perustiedot raa'an turvajärjestelmän kehittämiseksi Pythonissa. Tunsin jopa olevani niin motivoitunut aloittamaan algoritmin kirjoittamisen Diffie-Hellmanin salaustekniikalle. Lisäksi opin kursseillani paljon ikäisiltäni koneoppimisesta, kuvioiden yhdistämisestä, vadelma Pi: stä ja transistoreista. visualisoida kerätyt tiedot.

Vaihe 6: Oman sairaanhoitajalaatikon luominen

Tavoitteen ymmärtäminen on etusijalla. Minulla oli valtava väärinkäsitys pulssin ja paineen käsitteestä, joka asetti minut takaisin kahdella viikolla. On erittäin tärkeää tuntea osien ja laitteiden toiminta sekä järjestelmän yleinen virtaus ennen kuin ryhdyt monimutkaisen piirin luomiseen. Kun tämä on tehty, projektin jakaminen vaiheisiin ja niiden läpikäyminen on tärkeää. Rikoin projektin lämpötila-anturiksi, sykesensoriksi, Bluetooth-moduuliksi ja Android-sovellukseksi. Tasot. Tajusin hyvin nopeasti, mitä voisin toivoa saavani rajoitetussa ajassa ja mitä en. Tämä auttaa työskentelemään hyvin realistisesti ja pitää koko projektin vaikuttamasta pelottavalta. Verkkosivuston vaiheiden sokea seuraaminen aiheuttaisi paljon ongelmia ja erittäin rajalliset toiminnot. Haluat ymmärtää piirisi käyttäytymisen, jotta voit säätää sen mitä kuvittelet sen olevan. Mitä tulee hankkeen osiin, jotka ovat kesken- Bluetooth-moduuli ja Android-sovellus, aion tehdä sen työskentelemällä Bluetooth-moduulin asennuksen ja vastaanoton erikseen ja integroimalla sen sitten piiriin tarvittavilla parannuksilla.

Arduino -koodi sisältää peräkkäisen tiedonkulun aktivoinnin, vastaanottamisen ja käsittelyn. Kun tämä on ymmärretty, sinun tarvitsee vain etsiä kuinka aktivoida portti tai vastaanottaa tietoja. Tästä on selvä looginen erittely, ja koodin virheenkorjaus ja piirin analysointi monimetreillä on loistava tapa edetä asiassa.

Vaihe 7: Seuraavat vaiheet:

Nurse Boxilla on tärkeä rooli käyttäjän kannalta. Nykyisessä muodossaan kuitenkin rajoitamme Sairaanhoitaja Boxin tiedonsiirron lähellä langatonta Bluetooth -yhteyttä. Jos voimme päivittää arduinon Raspberry Pi: ksi, jonka jälkeenpäin minun olisi pitänyt aloittaa, voimme helposti käyttää Wifiä pitkän aikavälin tiedonsiirtoon, minkä seurauksena käyttäjän henkilökohtainen lääkäri tai esimerkiksi läheinen sukulainen voi olla pidetään silmukoissa elintärkeiden suhteen. Lisää elinvoimaa voidaan lisätä, kuten painetta, ja tämä tekee sairaanhoitajasta entistä tehokkaamman. Käyttö- ja heittokomponentin sisällyttäminen lämpötila -anturin päälle tarkkuudesta tinkimättä on tärkeää, jos otamme lämpötilan suljetuista kehon osista. Tehokkuuden ja tarkkuuden hienosäätö, datavirran optimointi ja tiedonsiirron varmistaminen ovat viimeiset vaiheet ennen kuin sairaanhoitajalaatikko voidaan paljastaa käyttäjälle. Yhteiskunnassa on selvä tarve ja tilaa henkilökohtaisen elintärkeän skannerin käsitteelle, joka tarjoaa yhtä paljon kuin sairaanhoitajalaatikko. Paljon haasteita edessä, mutta mielestäni kokeilemisen arvoinen.