Sygeplejerskeboks: 7 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

'Nurse Box' er et personligt vitalt scannersystem, som en person kan bruge i hjemmet til regelmæssigt at kontrollere deres temperatur og puls uden meget eller ingen indsats. Sygeplejerskeboks registrerer og gemmer dine temperatur- og pulsdata og går endda et skridt videre for at sende dig en advarsel, når vitaliteten er gået forbi sikkerhedsniveauerne. Denne enhed i sin ideelle version hjælper dig med at gemme vigtige sundhedsdata til analyse og lader dig vide, når noget er galt. 'Nurse Box' er på ingen måde en erstatning for en læge eller en akutperson, men snarere en automatiseret sygeplejerske, der tjekker dig så ofte som du vil og fortæller dig, når nogle vitale data er uden for diagrammerne.

Trin 1: Originale planer og dens udvikling:

Den oprindelige plan var at designe sygeplejerskeboksen som beskrevet ovenfor med et fuldt fungerende temperaturfølende et pulsmåler kredsløb. Oprindeligt ville jeg indarbejde Android -applikationen, der visualiserer disse data som sendt fra sygeplejerskeboksen.

For at give en vis kontekst, bortset fra at "lave" minimale kredsløb som krævet i laboratorietimer i gymnasiet, har jeg aldrig rigtig oprettet nogen kredsløb før dette semester. Jeg var mere en programmør og følte mig tryg ved at håndtere kompleks kode frem for simple kredsløb. Da jeg meldte mig til 297DP med professor Charles Malloch, vidste jeg, at dette ville være ude af min komfortzone, hvor jeg havde en stor chance for at mislykkes. Jeg forsøgte at holde mit målprojekt rimeligt hårdt, fordi jeg vidste, at hvis jeg sigtede mod noget sværere, bare fordi mine kammerater arbejdede på mere sofistikerede projekter, ville jeg ende kort og skuffet. Så den oprindelige plan var ikke noget sofistikeret på papir, men stod på toppen af en stejl indlæringskurve for mig personligt. Jeg testede utallige minikredsløb, der forsøgte at forstå den kontrol, som en arduino havde på kredsløbet, og hvordan jeg kunne manipulere det med kode. Jeg læste meget om Arduino og gennemgik hele SparkFun -opfindelsessættet. Det var en proces, men en fantastisk måde at virkelig forstå kredsløb og kode. Efter et par ugers opdagelse af opfindelsessæt gik jeg i gang med min mission. Jeg arbejdede på temperaturkredsløbet, hvilket tog et par uger at forstå og kode. Selvom der eksisterede direkte implementeringer online, ville jeg selv forstå og lave hver kode. Pulskredsløbet var mere udfordrende, fordi det beskæftigede sig med forskellige slags kondensatorer og en IC-LM324. Dette komplicerede mit kredsløb, og jeg var nødt til at skalere på mine planer om at inkorporere et bluetooth -modul og en Android -app for at visualisere dataene. Det kan lade sig gøre, og jeg har allerede læst meget og lært, hvad jeg skulle gøre for at implementere dette, men tiden var begrænset.

Trin 2: Forskning udført:

Forskning var et af de mest integrerede og tidskrævende aspekter af dette projekt og dette kursus. Jeg brugte så mange timer, som jeg kunne spare for at forstå de ellers abstrakte begreber bag arduino og kredsløb. At se på et kredsløbsdiagram og placere komponenterne er ikke den svære del- det kommer med kredsløbsdiagrammet eller forstår, hvorfor en skematisk optrådte på google, som den gjorde. At læse op om vitalitet og forstå, hvad dataene betød, og hvordan de bedst kunne præsenteres for brugeren af sygeplejerskeboksen, var nøglen til at danne mine mål og vision for dette projekt. Jeg fandt ikke videnskabelige artikler lige så nyttige som forenklede tekster og youtube -videoer, der brød strømmen i et kredsløb. De fleste gange, efter at have læst, husker jeg, at jeg stirrede på mit kredsløb og indså, at "det fungerer, men ikke som jeg tror, det fungerer." At kende teorien i klassen var meget anderledes end at læse teorien og søge en måde at implementere den på et projekt. Alt, der virkede lige så ubetydeligt som en modstand på en skematisk i lærebogen, blev betydningsfuld. De begreber jeg lærte var uvurderlige. Jeg gik endda ind i et kaninhul af trådløs kommunikation og Diffie-helman-nøgleudveksling sikkerhedskryptering for at implementere en sikker måde at sende data fra systemet til telefonen. Helt ærligt var den mest spændende del ved hele projektet de fem timer, jeg brugte på at forstå kryptografi, Ceasar-kryptering, RSA-algoritme og Diffie-Helman-algoritme. Jeg kunne dog ikke tage projektet til det niveau, hvor jeg kunne have implementeret nogen af disse fantastiske nye ting, jeg lærte i løbet af projektet.

Trin 3: Opståede vanskeligheder:

Udfordringerne kom i to dele: personlig og udviklingsmæssig. Personlige udfordringer involverede undervurderede den tidsforpligtelse, der kræves for andre klasser, der spiste i den tid, jeg havde til hensigt at holde til dette projekt. Bedre tidsstyringsfærdigheder og et renere syn på det store billede ville have hjulpet mig med at afslutte hele projektet i tide frem for en skaleret version.

Udviklingsmæssige udfordringer var mange. At forstå begreber tog tid og meget læsning. Implementeringen var stadig sværere, fordi kurvekugler som f.eks. Et nedbrudt brødbræt og dele, der skulle erstattes med væsentlige dele, gjorde efterforskningen sværere, men sjovere. At få koden til at køre var i orden, men at sørge for, at den gjorde, hvad jeg troede, at den indebar, at der blev stukket rundt med multi-meter og det sværeste aspekt ved den var, at jeg ikke vidste, hvad jeg ledte efter. Mod slutningen blev udviklingsmæssige udfordringer mere betydningsfulde, da jeg forsøgte at implementere et bluetooth -modul, og det indebar en fornyelse af hele kredsløbet. Et andet problem er nøjagtigheden, som Nurse Box tilbyder. Temperaturværdier er slukket og skal tages højde for. Hvis vi skulle få temperaturen fra en lukket del af kroppen, bliver vi nødt til at strukturere kredsløbet med en brugs- og kastelag til sensoren, så den er hygiejnisk og præcis.

Trin 4: Ændring nødvendig i M5:

Makerspace M5 var det ideelle sted for udviklingen af dette projekt. Når jeg gik ind i den første uge, efter at jeg havde valgt det projekt, jeg ville arbejde med, var der ikke meget, jeg forventede at lære uden for nicheemnet vitale og kredsløb, der var relateret til det. Imidlertid gjorde Makerspace det muligt for mig at have diskussioner med mine jævnaldrende om deres projekter, lige så meget som jeg tænkte om mine, og i processen mener jeg, at jeg har lært langt mere, end jeg burde have. Ayan Senguptas projekt om mønstermatchning lærte mig så meget om maskinlæring, træning af bots og brugen af egenvektorer (endelig!). Stephen Lendls projekt om vejrvisning på spejl introducerede mig til Raspberry Pi og hjalp mig med at indse kraften i API'er og Python til at få opdateringer i realtid på et system. Ben Button og jeg satte os ned for at finde ud af transistorer, og hvordan den kunne bruges til at dreje en rotor ved sekventiel strømstrøm. Jeg fik mere ud af det makerspace end det, jeg lagde i, og det var mest på grund af kulturen, at stedet opretholdt, hvor vi kunne lære noget af hvem som helst. Jeg ville personligt ikke strømline noget i det rum, men jeg ville helt sikkert ønske, at jeg udnyttede overflod af viden i dette rum ved at få dem til at kommentere og foreslå ideer om mit projekt.

Trin 5: Præstationer:

Præstationer vedrørende Nurse Box var ydmygende. Et temperatur- og pulssensorkredsløb fra bunden er helt ærligt alt, hvad jeg kan vise på en demo som en bedrift, der ikke siger meget. Processen har dog lært mig mere end nogen tekst, jeg læste i de sidste to måneder. Jeg lærte meget om menneskelige vitaliteter, biologien bag det og fysikken i at måle det. Jeg udviklede kredsløbene fra bunden og sammenlignede det med eksisterende modeller og lærte i processen om de faldgruber, jeg laver, mens jeg lavede kredsløb. Jeg forstod endelig forbindelsen og brugen af en arduino, og hvordan man bedre kan læse datablade for den IC, der er involveret i projektet. Som nævnt lærte jeg næsten alt, hvad jeg ved om kryptografi fra bunden til denne klasse, og jeg tror lige nu, at jeg har den grundlæggende viden til at udvikle et groft sikkerhedssystem på Python. Jeg følte mig selv så motiveret at begynde at skrive en algoritme til Diffie-Hellman-kryptografi. Derudover lærte jeg meget om maskinlæring, mønstermatchning, hindbær Pi'er og transistorer fra mine jævnaldrende i løbet af min tid på kurset. Jeg studerede også om Android App på Android Studio, og jeg ved, at jeg kan hente, hvor jeg forlod om sommeren at visualisere de indsamlede data.

Trin 6: Sådan opretter du din egen sygeplejerskeboks

At forstå målet er af største prioritet. Jeg havde en kæmpe fejlfortolkning af begrebet puls og tryk, der satte mig tilbage med to uger. Da begreberne er nede, vil jeg anbefale at starte på meget rudimentære kredsløb, hvis du ikke er så fortrolig med kredsløb som mig. Det er afgørende at være fortrolig med funktionen af dele og enheder og systemets generelle strømning, før du hopper ind i oprettelsen af et kompliceret kredsløb. Når det er gjort, vil det være vigtigt at dele projektet op i faser og arbejde igennem dem. Jeg brød projektet op i temperatursensor, pulssensor, bluetooth-modul, android app. niveauer. Meget hurtigt indså jeg, hvad jeg kunne håbe at opnå i den begrænsede tid, jeg havde, og hvad jeg ikke kunne. Dette hjælper med at arbejde meget realistisk og forhindrer hele projektet i at virke skræmmende. Blindt at følge trin på et websted ville føre til mange problemer og ekstremt begrænset funktionalitet. Du vil gerne forstå, hvordan dit kredsløb opfører sig, så du kan justere det til, hvad du forestiller dig det skal være. Hvad angår de dele af projektet, der er i gang- Bluetooth-modulet og Android-appen, gør jeg det ved at arbejde med opsætning og modtagelse af Bluetooth-modul separat og derefter integrere dette i kredsløbet med de nødvendige tweaks.

Arduino -kode involverer en sekventiel strøm af aktivering, modtagelse og manipulation af data på loop. Når dette er forstået, er det alt hvad du skal gøre at slå op, hvordan du aktiverer en port eller modtager data. Der er en bestemt logisk opdeling af dette, og fejlretning af koden og analyse af kredsløbet med multimetre er en god måde at gøre det på.

Trin 7: Næste trin:

Sygeplejerske Box har en stærk rolle at spille fra et brugerstandpunkt. I sin nuværende form begrænser vi imidlertid Nurse Boxs dataoverførsel til trådløs trådløs transmission i nærheden via bluetooth. Hvis vi kan opgradere arduinoen til en Raspberry Pi, som jeg i bakspejlet burde have startet med, kan vi let bruge Wifi til langsigtet dataoverførsel, hvilket resulterer i, at brugerens personlige læge eller sige en nær slægtning kan være holdt i løkken med hensyn til vitaliteten. Flere vitale ting kan tilføjes, f.eks. Pres, og dette vil gøre sygeplejerskeboksen endnu mere potent. Det er vigtigt at inkorporere en brugs- og kastkomponent over temperatursensoren uden at gå på kompromis med nøjagtigheden, hvis vi tager temperaturen fra lukkede kropsdele. Finjustering af effektivitet og nøjagtighed og optimering af datastrømmen og sikring af overførsel af data vil være de sidste trin, før Nurse Box kan afsløres for brugeren. Der er bestemt behov og plads i samfundet til konceptet om en personlig vital scanner, der tilbyder lige så meget som Nurse Box gør. Mange udfordringer forude, men jeg synes, det er værd at prøve.