描述

你所愛的人是否年邁而獨居？不用擔心。使用英飛凌的 DPS310 壓力傳感器，我們開發(fā)了一個虛擬助手，它以腕帶的形式巧妙地貼在您的手臂上，可以處理這項耗時的工作，讓您的親人安全無憂！

“老年人目前約占美國人口的 14.5%，到2030 年將有約 7400 萬老年人。隨著醫(yī)療保健成本的上升以及醫(yī)療機構提供足夠護理的壓力，管理老年人健康的新解決方案勢在必行。 "

在快速搜索并看到令人震驚的數(shù)字之后，這是我們幫助老年人的嘗試??！

描述

自從我的祖母患有阿爾茨海默氏癥的早期癥狀以來已經(jīng)有幾年了，不幸的是，她的病情似乎正在惡化。這導致了一系列意想不到的問題，例如

1) 去上班（即使她被建議不要）

2）不吃飯或有時吃雙餐

3）不做她的練習

所有這一切都是由于缺乏記憶以及她不知道自己的病情。

這導致我媽媽需要幾乎一整天都和她在一起，每周 7 天。事實證明，這項任務非常累人且耗時。那時我們萌生了制作一個虛擬助手的想法，它可以監(jiān)控我奶奶的行為和活動，如果需要，還可以在緊急情況下提醒家人。讓我媽媽休息一下，同時讓病人安全！

系統(tǒng)/概念中的組件

盡管該系統(tǒng)主要關注阿爾茨海默病患者面臨的問題，但我們在項目中灌輸了許多其他系統(tǒng)，這些系統(tǒng)影響所有老年人的生活，幫助他們獨立克服日常生活中的障礙。

英飛凌壓力傳感器的主要特點之一就是它的尺寸！這使得關鍵組件具有便攜性和超級通用性。在我們系統(tǒng)的核心，我們有 Arduino Nano，然后通過 I2C 總線連接到 DPS310 壓力傳感器。動作和行為將被編碼以模擬患者的實時運動。使用這些圖表或值，我們可以確定患者的狀態(tài)并在緊急情況下提醒成員。然后，生成的數(shù)據(jù)將在使用 Blynk 的小型應用程序上表示。

整個系統(tǒng)將被集成到一個緊湊但美觀的可穿戴腕帶中，將這項技術無縫地融入患者的生活中。

功能和能力

以下是我們的樂隊將能夠分析/檢測的主要功能和運動：

跌倒 -研究表明，老年人最大的問題是他們失去平衡并跌倒。患者通常是無助的，只有在某個時間之后才會有幫助。使用 Health Band 通過檢測壓力突然下降可以很容易地避免這種情況。一旦檢測到，一條信息會自動發(fā)送給親屬，以幫助防止傷害惡化。

鍛煉——對于老年人來說，讓他們鍛煉或散步是相當困難的，即使這會使他們保持健康。我們認為激勵他們的一種方法是向他們展示所走的步數(shù)或走了多長時間，以便他們有一些東西可以推動他們鍛煉。

在我祖母的情況下，醫(yī)生告訴她走大約 1000 步，她愿意，但她數(shù)不清了。柜臺也可以幫助她！

一旦 Health Band 檢測到“波浪”運動，它就會推斷出患者已經(jīng)開始鍛煉。波峰到波峰或波谷到波谷標志著一個周期。隨著步數(shù)的執(zhí)行，循環(huán)數(shù)會生成并顯示，從而制作您自己的計步器。

發(fā)燒 -這個很簡單，傳感器也給出了溫度。與手臂接觸的帶子可提供患者的實時溫度。任何峰值或下降都將通過向親屬發(fā)送消息再次自動發(fā)出警報。

狀態(tài) -告訴親屬患者的生活狀態(tài)。例如，如果 Health Band 檢測到壓力變化不大，則患者可能正在睡覺。

我們有三種狀態(tài)：睡眠、清醒和鍛煉。（也就是說我們還沒有完善這個功能，因為有時我們會收到錯誤的“狀態(tài)”。我們還計劃添加更多狀態(tài)）

電路

英飛凌強大的 DPS310 傳感器可以使用藍牙同步到應用程序。該應用程序生成傳感器的實時視覺表示。盡管它很有用，但它對我們的概念有其局限性。

因此，為了利用傳感器的數(shù)據(jù)流，我們通過 I2C 總線連接了一個 Arduino Nano。這使我們能夠計算數(shù)據(jù)，從而可以推斷出患者所處的各種場景。

一旦我們整理好這一點，我們將 Arduino 連接到 ESP8266 WiFi 模塊，使其能夠與移動應用程序通信。

配置

在設置所有內(nèi)容之前，您需要將引腳添加到傳感器。剪下兩個長度的七個引腳并將它們焊接上。您可以使用面包板使事情變得更容易。

• DPS310 壓力傳感器到 Arduino Nano (I2C)

注意：傳感器的方向如圖所示

傳感器上的引腳 1 (SDA) => Arduino 上的 模擬引腳 4

傳感器上的引腳 2 (SCL) => Arduino 上的模擬引腳 5

傳感器上的引腳 8 (GND) => Arduino上的GND

• Arduino Nano 轉(zhuǎn) ESP8266（WiFi 模塊）

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注意：模塊的方向如圖所示

WiFi模塊上的引腳1 => Arduino上的 數(shù)字引腳11

WiFi模塊上的引腳2 => Arduino上的 數(shù)字引腳10

WiFi模塊上的 引腳7（GND） => Arduino上的GND

WiFi模塊上的 引腳8（電源） => Arduino上的3v3

制作樂隊

所有小巧的組件都可以整齊地貼在您的手腕上。為了制作實際的樂隊，我們使用Canvas和Foam嵌入組件。然后用尼龍搭扣形成肩帶。

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要制作您的 DIY 健康手環(huán)，請先將泡沫切割成您手的寬度。然后排列各種傳感器，并剪出最終尺寸。把邊緣弄圓，讓它看起來更整潔。將大頭針按入泡沫中（為其提供保護和抓握），然后將電池嵌入一個小插槽中。

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現(xiàn)在翻轉(zhuǎn)樂隊并焊接連接，引腳應該只是伸出來......進行測試運行以查看一切是否正常。

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添加魔術貼條以制作肩帶。將表帶包裹在帆布中并用熱膠粘住，這樣可以提供整潔的飾面和感覺！

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由于我們沒有 3D 打印機，我們計劃在未來使用 3D 打印來升級這個原型，它將為所有組件提供完美的插槽，為我們的 Health Band 提供符合人體工程學的設計！

***當我們打印最終的 3D 打印模型時，我們將更新這個項目，包括圖片和打印文件***

編碼各種算法

在我們開始對系統(tǒng)進行編程之前，您需要安裝某些庫才能使程序運行。您需要下載的庫是：

• Wire 庫（通常是預裝的，負責 Arduino Nano 和 DPS310 壓力傳感器之間的通信）https://github.com/PaulStoffregen/Wire

• DPS310 壓力傳感器庫https://github.com/Infineon/DPS310-Pressure-Sensor

• Blynk 庫（使 Arduino Nano 能夠與 Blynk 云進行通信）https://github.com/blynkkk/blynk-library

下載每個庫后，每個庫的安裝都遵循相同的過程：打開Arduino IDE并前往草圖（窗口頂部）。然后從下拉列表中單擊包含庫。接下來單擊添加 .ZIP 庫。現(xiàn)在導航到存儲下載文件的位置，然后單擊打開。對所有三個庫重復該過程。

現(xiàn)在您可以嘗試下載試用代碼并檢查它是否可以編譯。將其上傳到您的 Arduino Nano 并通過打開串行監(jiān)視器確保您獲取實時數(shù)據(jù)（由 IDE 右上角的監(jiān)視器圖標描繪）。

如果效果良好，請繼續(xù)上傳主代碼，然后您就可以開始構建您的應用程序了。

構建應用程序

為了連接到互聯(lián)網(wǎng)，我們使用了一個名為 Blynk 的預建平臺，該平臺可以從 android play 商店下載，鏈接如下。有無數(shù)關于如何將應用程序與 Arduino 一起使用的示例，這些示例都可以通過前往Arduino IDE 中的文件，然后是示例和Blynk 列表下的文件來獲得。

我們使用該應用程序以用戶友好的方式表示數(shù)據(jù)。

選擇Arduino Nano作為您的微控制器和“連接類型” WiFi 。然后您將收到一封包含您需要在代碼中輸入的“身份驗證令牌”的郵件（在代碼中提到）。

我們添加了幾個小部件，例如表示實時溫度的儀表、用于計步器的值顯示器和顯示當前狀態(tài)的LCD 顯示器。這些是您可以為其他特定情況添加更多功能的基本構建塊。

結論，總體成功！

該項目有一些錯誤和誤讀。一是體溫。HealthBand 讀數(shù)為 36°C（手腕溫度），而醫(yī)療級溫度計讀數(shù)為 36.8°C（腋窩溫度）。

我們的步驟算法起初被證明是錯誤的計數(shù)，但經(jīng)過幾次修改嘗試后，它工作得相當準確。另一個問題是狀態(tài)函數(shù)。我們添加了更多的變量和語句，使其進一步了解其他狀態(tài)。

最后，我們能夠通過重新校準來解決問題，并且 HealthBand 成功地收集了所需的數(shù)據(jù)。在過去的兩周里，我的祖母一直沒有助手，樂隊的表現(xiàn)很棒！

到目前為止，秋季或發(fā)燒消息尚未經(jīng)過測試，因為沒有任何此類情況，但理論上它們有效！

這是一個很棒的項目，可以很容易地實施，我們希望這個樂隊可以拯救生命，讓老人安全！