Krankenschwester Box - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

'Nurse Box' ist ein persönliches Vital-Scanner-System, das eine Person zu Hause verwenden kann, um ohne oder mit wenig Aufwand regelmäßig ihre Temperatur und Pulsfrequenz zu überprüfen. Die Schwesternbox zeichnet Ihre Temperatur- und Pulsfrequenzdaten auf und speichert sie und geht sogar noch einen Schritt weiter, um Ihnen eine Warnung zu senden, wenn die Vitalwerte das Sicherheitsniveau überschritten haben. Dieses Gerät in seiner idealen Ausführung hilft Ihnen, wichtige Gesundheitsdaten zur Analyse aufzubewahren und informiert Sie, wenn etwas nicht stimmt. 'Nurse Box' ist in keiner Weise ein Ersatz für einen Arzt oder einen Notfallhelfer, sondern eine automatisierte Krankenschwester, die Sie so oft wie Sie wollen überprüft und Ihnen mitteilt, wenn wichtige Daten nicht mehr vorhanden sind.

Schritt 1: Ursprüngliche Pläne und ihre Entwicklung:

Der ursprüngliche Plan war, die Schwesternbox wie oben beschrieben mit einer voll funktionsfähigen Temperatur- und Pulsfrequenz-Erfassungsschaltung zu konstruieren. Ursprünglich wollte ich die Android-Anwendung integrieren, die diese Daten visualisiert, wie sie von der Nurse Box gesendet werden.

Um etwas Kontext zu liefern, abgesehen vom "Herstellen" von minimalen Schaltkreisen, wie sie im Laborunterricht in der High School erforderlich sind, habe ich bis zu diesem Semester nie wirklich Schaltkreise erstellt. Ich war eher Programmierer und fühlte mich wohler im Umgang mit komplexem Code als mit einfachen Schaltungen. Als ich mich bei Professor Charles Malloch für 297DP anmeldete, wusste ich, dass dies außerhalb meiner Komfortzone sein würde, in der ich eine hohe Wahrscheinlichkeit hatte, zu scheitern. Ich habe versucht, mein Zielprojekt einigermaßen hart zu halten, weil ich wusste, dass ich enttäuscht und enttäuscht werden würde, wenn ich etwas Härteres anstrebe, nur weil meine Kollegen an anspruchsvolleren Projekten arbeiteten. Der ursprüngliche Plan war also auf dem Papier nichts anspruchsvolles, sondern stand für mich persönlich auf dem Höhepunkt einer steilen Lernkurve. Ich habe zahlreiche Mini-Schaltungen getestet, um die Kontrolle zu verstehen, die ein Arduino auf der Schaltung hatte, und wie ich sie mit Code manipulieren konnte. Ich habe viel über Arduino gelesen und das gesamte SparkFun-Erfinder-Kit durchgearbeitet. Es war ein Prozess, aber eine fantastische Möglichkeit, Schaltungen und Code wirklich zu verstehen. Nach ein paar Wochen der Erforschung des Erfinderkits begann ich meine Mission. Ich arbeitete an dem Temperaturkreislauf, der ein paar Wochen brauchte, um ihn zu verstehen und zu codieren. Obwohl es direkte Implementierungen online gab, wollte ich jede Codezeile selbst verstehen und ausführen. Die Pulsfrequenzschaltung war schwieriger, da sie mit verschiedenen Arten von Kondensatoren und einem IC-LM324 zu tun hatte. Dies komplizierte meine Schaltung und ich musste meine Pläne, ein Bluetooth-Modul und eine Android-App zu integrieren, um die Daten zu visualisieren, zurückschrauben. Es ist machbar und ich habe schon viel gelesen und gelernt, was ich tun musste, um dies umzusetzen, aber die Zeit war begrenzt.

Schritt 2: Recherche abgeschlossen:

Forschung war einer der integralsten und zeitaufwendigsten Aspekte dieses Projekts und dieses Kurses. Ich verbrachte so viele Stunden, wie ich mir ersparen konnte, um die ansonsten abstrahierten Konzepte hinter Arduino und Schaltungen zu verstehen. Das Betrachten eines Schaltplans und das Platzieren der Komponenten ist nicht der schwierige Teil - es ist der Schaltplan zu erstellen oder zu verstehen, warum ein Schaltplan auf Google so erschienen ist, wie er es tat. Das Lesen über Vitalwerte und das Verständnis, was die Daten bedeuten und wie man sie dem Benutzer der Nurse Box am besten präsentiert, war der Schlüssel zu meinen Zielen und meiner Vision für dieses Projekt. Ich fand wissenschaftliche Artikel nicht so hilfreich wie vereinfachte Texte und Youtube-Videos, die den Fluss in einem Kreislauf durchbrachen. Meistens erinnere ich mich nach dem Lesen daran, wie ich auf meine Schaltung starrte und erkannte, dass "es funktioniert, aber nicht so, wie ich denke, es funktioniert". Die Theorie im Unterricht zu kennen war etwas ganz anderes, als die Theorie zu lesen und nach einer Möglichkeit zu suchen, sie in einem Projekt umzusetzen. Alles, was auf einem Schaltplan im Lehrbuch so unbedeutend schien wie ein Widerstand, wurde bedeutsam. Die Konzepte, die ich gelernt habe, waren von unschätzbarem Wert. Ich bin sogar in ein Kaninchenloch der drahtlosen Kommunikation und der Diffie-Helman-Schlüsselaustausch-Sicherheitsverschlüsselung geraten, um eine sichere Methode zum Senden von Daten vom System an das Telefon zu implementieren. Ehrlich gesagt, der aufregendste Teil des gesamten Projekts waren die fünf Stunden, die ich damit verbracht habe, Kryptographie, Ceasar-Chiffre, RSA-Algorithmus und Diffie-Helman-Algorithmus zu verstehen. Ich konnte das Projekt jedoch nicht so weit bringen, dass ich all diese erstaunlichen neuen Dinge hätte umsetzen können, die ich im Laufe des Projekts gelernt habe.

Schritt 3: Aufgetretene Schwierigkeiten:

Die Herausforderungen bestanden in zwei Teilen: persönlich und entwicklungsbezogen. Die damit verbundenen persönlichen Herausforderungen unterschätzten den Zeitaufwand, der für andere Klassen erforderlich war, die die Zeit, die ich für dieses Projekt aufbringen wollte, auffressen. Bessere Zeitmanagementfähigkeiten und ein klarerer Blick auf das große Ganze hätten mir geholfen, das gesamte Projekt rechtzeitig fertigzustellen und nicht eine skalierte Version.

Entwicklungsherausforderungen waren zahlreich. Konzepte zu verstehen brauchte Zeit und viel Lesen. Die Implementierung war noch schwieriger, da Kurvenkugeln wie ein kaputtes Steckbrett und Teile, die für wesentliche Teile ersetzt werden mussten, das Erkunden schwieriger machten, aber mehr Spaß machten. Den Code zum Laufen zu bringen war in Ordnung, aber um sicherzustellen, dass er das tat, was ich dachte, musste ich viel mit Multimeter herumstöbern und das Schwierigste daran war, dass ich nicht wusste, wonach ich suchte. Gegen Ende wurden die entwicklungspolitischen Herausforderungen größer, als ich versuchte, ein Bluetooth-Modul zu implementieren und die gesamte Schaltung überarbeitet wurde. Ein weiteres Problem ist die Genauigkeit der Nurse Box. Temperaturwerte sind ausgeschaltet und müssen berücksichtigt werden. Wenn wir die Temperatur von einem geschlossenen Körperteil erhalten, müssen wir den Kreislauf mit einer Gebrauchs- und Wurfschicht für den Sensor strukturieren, damit er hygienisch und genau ist.

Schritt 4: Änderung in M5 erforderlich:

Makerspace M5 war der ideale Raum für die Entwicklung dieses Projekts. In der ersten Woche, nachdem ich das Projekt ausgewählt hatte, an dem ich arbeiten wollte, erwartete ich nicht viel, was ich außerhalb des Nischenthemas der Vitalfunktionen und damit verbundenen Schaltkreise lernen würde. Makerspace hat es mir jedoch ermöglicht, mit meinen Kollegen über ihre Projekte zu diskutieren, so viel wie ich über meine nachgedacht habe, und ich glaube, dabei viel mehr gelernt zu haben, als ich hätte haben sollen. Ayan Senguptas Projekt zum Mustervergleich hat mir so viel über maschinelles Lernen, das Trainieren von Bots und die Verwendung von Eigenvektoren (endlich!) beigebracht. Stephen Lendls Projekt zur Wetteranzeige auf dem Spiegel hat mich mit Raspberry Pi vertraut gemacht und mir geholfen, die Leistungsfähigkeit von APIs und Python zu erkennen, um Echtzeit-Updates auf einem System zu erhalten. Ben Button und ich setzten uns zusammen, um herauszufinden, wie Transistoren durch sequentiellen Stromfluss einen Rotor drehen könnten. Ich habe mehr aus diesem Makerspace herausgeholt, als ich hineingesteckt habe, und das lag hauptsächlich an der Kultur, die der Ort hochhielt, wo wir von jedem alles lernen konnten. Ich persönlich würde in diesem Bereich nichts rationalisieren, aber ich wünschte mir, ich würde die Fülle an Wissen in diesem Raum nutzen, indem ich sie dazu bringe, Kommentare zu meinem Projekt abzugeben und Ideen vorzuschlagen.

Schritt 5: Leistungen:

Die Leistungen in Bezug auf die Nurse Box waren demütigend. Eine von Grund auf neu entwickelte Temperatur- und Pulssensorschaltung ist ehrlich gesagt alles, was ich auf einer Demo als Leistung zeigen kann, die nicht viel sagt. Der Prozess hat mich jedoch mehr gelehrt als jeder Text, den ich in den letzten zwei Monaten gelesen habe. Ich habe viel über die menschlichen Vitalfunktionen, die Biologie dahinter und die Physik bei der Messung gelernt. Ich habe die Schaltungen von Grund auf neu entwickelt und mit bestehenden Modellen verglichen und dabei gelernt, welche Fallstricke ich beim Erstellen von Schaltungen mache. Ich habe endlich die Verbindung und Verwendung eines Arduino verstanden und wie man Datenblätter für den am Projekt beteiligten IC besser lesen kann. Wie bereits erwähnt, habe ich für diesen Kurs fast alles, was ich über Kryptographie weiß, von Grund auf gelernt und ich denke, im Moment habe ich das Grundwissen, um ein grobes Sicherheitssystem auf Python zu entwickeln. Ich war sogar so motiviert, einen Algorithmus für die Diffie-Hellman-Kryptographie zu schreiben. Außerdem habe ich während meiner Zeit im Kurs viel über Machine Learning, Pattern Matching, Raspberry Pi's und Transistoren von meinen Kollegen gelernt um die gesammelten Daten zu visualisieren.

Schritt 6: So erstellen Sie Ihre eigene Krankenschwester-Box

Das Verstehen des Ziels hat oberste Priorität. Ich hatte eine große Fehlinterpretation des Konzepts von Puls und Druck, die mich um zwei Wochen zurückwarf. Wenn die Konzepte einmal unten sind, würde ich empfehlen, mit sehr rudimentären Schaltungen zu beginnen, wenn Sie mit Schaltungen so wenig vertraut sind wie ich. Es ist wichtig, sich mit der Funktionsweise der Teile und Geräte und dem allgemeinen Ablauf des Systems vertraut zu machen, bevor Sie sich an die Erstellung einer komplizierten Schaltung wagen. Sobald dies erledigt ist, wird es wichtig sein, das Projekt in Phasen aufzuteilen und diese durchzuarbeiten. Ich habe das Projekt in Temperatursensor, Pulsfrequenzsensor, Bluetooth-Modul und Android-App unterteilt. Stufen. Sehr schnell wurde mir klar, was ich in der begrenzten Zeit, die mir zur Verfügung stand, erreichen konnte und was nicht. Dies hilft, sehr realistisch zu arbeiten und verhindert, dass das gesamte Projekt entmutigend wirkt. Das blinde Befolgen von Schritten auf einer Website würde zu vielen Problemen und extrem eingeschränkter Funktionalität führen. Sie möchten verstehen, wie sich Ihre Schaltung verhält, damit Sie sie an das anpassen können, was Sie sich vorstellen. Was die Teile des Projekts angeht, die in Arbeit sind - das Bluetooth-Modul und die Android-App, arbeite ich separat an der Einrichtung und dem Empfang des Bluetooth-Moduls und integriere diese dann mit den erforderlichen Optimierungen in die Schaltung.

Arduino-Code beinhaltet einen sequentiellen Fluss zum Aktivieren, Empfangen und Manipulieren von Daten in einer Schleife. Wenn Sie dies verstanden haben, müssen Sie nur noch nachschlagen, wie Sie einen Port aktivieren oder Daten empfangen. Es gibt eine eindeutige logische Aufschlüsselung davon und das Debuggen des Codes und das Analysieren der Schaltung mit Multimetern ist eine großartige Möglichkeit, dies zu tun.

Schritt 7: Nächste Schritte:

Nurse Box spielt aus Benutzersicht eine wichtige Rolle. In der aktuellen Form beschränken wir die Datenübertragung der Nurse Box jedoch auf die drahtlose Übertragung in unmittelbarer Nähe über Bluetooth. Wenn wir das Arduino zu einem Raspberry Pi aufrüsten können, mit dem ich im Nachhinein hätte beginnen sollen, können wir problemlos Wifi für eine langfristige Datenübertragung verwenden, wodurch der Hausarzt des Benutzers oder sagen wir ein naher Verwandter sein könnte über die Vitalwerte auf dem Laufenden gehalten. Es können weitere Vitalstoffe wie Druck hinzugefügt werden, was die Nurse Box noch stärker macht. Es ist wichtig, eine Gebrauchs- und Wurfkomponente über den Temperatursensor zu integrieren, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen, wenn wir die Temperatur von geschlossenen Körperteilen messen möchten. Die Feinabstimmung von Effizienz und Genauigkeit sowie die Optimierung des Datenflusses und die Sicherung der Datenübertragung sind die letzten Schritte, bevor Nurse Box dem Benutzer vorgestellt werden kann. Es gibt definitiv Bedarf und Platz in der Gesellschaft für das Konzept eines persönlichen Vitalscanners, der so viel bietet wie die Nurse Box. Viele Herausforderungen liegen vor uns, aber ich glaube, es lohnt sich, es auszuprobieren.