IDC2018IOT IoPill Box: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό είναι το IoPill Box - το εβδομαδιαίο κουτί χαπιών που συνδέεται στο Διαδίκτυο.

Για το τελευταίο μας έργο του μαθήματος IoT, αποφασίσαμε να προσφέρουμε μια λύση που θα βοηθήσει να διασφαλίσουμε ότι οι ηλικιωμένοι (ή οποιοδήποτε άλλο άτομο που χρησιμοποιεί εβδομαδιαίο κουτί χαπιών) δεν ξεχνούν να παίρνουν τα χάπια τους καθημερινά και εγκαίρως.

Στα επόμενα βήματα θα περιγράψουμε τις διαφορετικές διαδικασίες του έργου μας, συμπεριλαμβανομένων μελλοντικών προτεινόμενων υλοποιήσεων και βελτιώσεων του έργου.

1. Ένδειξη ημέρας - σύμφωνα με την ημέρα της εβδομάδας, το αντίστοιχο κελί στο κουτί θα φωτιστεί, υποδεικνύοντας ποια χάπια πρέπει να ληφθούν.
2. Ένδειξη ότι τα χάπια της συγκεκριμένης ημέρας έχουν ληφθεί - μέσω ενός αισθητήρα LDR που έχει εγκατασταθεί σε κάθε κελί, το κουτί γνωρίζει αυτόματα κάθε φορά που έχει ανοίξει ένα κελί για να αποσύρει τα καθημερινά χάπια, και τα 7 LED θα δώσουν ένδειξη στον ασθενή.
3. Υπενθύμιση 1-σε περίπτωση που τα καθημερινά χάπια δεν έχουν ληφθεί εντός του χρονικού πλαισίου που απαιτείται, θα σταλεί μια υπενθύμιση μέσω email στον χρήστη, για να του υπενθυμίσει να πάρει τα χάπια του
4. Υπενθύμιση 2 - σε περίπτωση που ο χρήστης δεν έχει ακόμη πάρει τα χάπια του, μετά το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και μετά την πρώτη υπενθύμιση, θα αποσταλεί ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου σε μέλος της οικογένειας ή ιατρικό βοηθό - ενημερώνοντάς τον ότι τα καθημερινά χάπια δεν έχουν ληφθεί
5. Υπενθύμιση για το τέλος της εβδομάδας - στο τέλος της εβδομάδας, μια υπενθύμιση για να γεμίσετε τα χάπια για την επόμενη εβδομάδα θα σταλεί στον χρήστη, συμπεριλαμβανομένων οδηγιών για τις δοσολογίες και τους τύπους των χαπιών για κάθε μέρα - μέσω email.
6. Αρχείο καταγραφής δεδομένων - το ιστορικό των ημερομηνιών και των ωρών λήψης χαπιών διατηρείται σε μια ροή καταγραφής δεδομένων μέσω MQTT.

Βήμα 1: Απαιτούμενο υλικό, λογισμικό και υλικό

1. ESP8266 NodeMCU
2. 7 LED
3. 7 LDR
4. Αντίσταση 7 x 10k Ohm (για ldrs)
5. 7 x 200R Ohm αντιστάσεις (για led)
6. Αντίσταση 4,7k Ohm (για MCP23017)
7. 16-ch-analog-multiplexer
8. MCP23017
9. Κουτί χάπι
10. Ένα κουτί από χαρτόνι

Βήμα 2: Το κουτί και το κουτί χάπι

Βρήκαμε κάποιο κουτί από χαρτόνι και βάλαμε το κύκλωμα και κολλήσαμε το κουτί με τα χάπια από πάνω.

Λόγω της ευαισθησίας του ldr στο φως και του στόχου μας να κάνουμε την ακρίβεια καλή - έπρεπε να βάψουμε με σπρέι το κουτί των χαπιών.

Για κάθε ldr "ανοίξαμε" 2 τρύπες στο πίσω μέρος κάθε ημέρας του κουτιού χαπιών - χρησιμοποιώντας την παλιά μέθοδο "ζεστή βελόνα".

Για κάθε led τσιμπήσαμε δύο φορές το κουτί με την κρύα βελόνα.

Για το καλώδιο τροφοδοσίας κάναμε μια τρύπα στο πίσω μέρος του κουτιού από χαρτόνι.

Βήμα 3: Διάγραμμα κυκλώματος

Όπως μπορείτε να δείτε στις εικόνες, κολλήσαμε όλα τα εξαρτήματα όπως στο διάγραμμα - το κάναμε μετά τη βαφή του κουτιού χαπιών, τα ldrs ήταν μέσα κάθε μέρα και τα led στο χαρτονένιο κουτί επίσης.

Στις εικόνες μπορείτε να δείτε μόνο 2 από τα ldrs και τα led (τα κάτω αντιπροσωπεύουν την Κυριακή και τα κορυφαία αντιπροσωπεύουν το Σάββατο), ώστε να έχετε και τα 7 από τα δύο απλά να αντιγράψετε αυτά στο διάγραμμα και να τα συνδέσετε στο κενό μεταξύ αυτών που εμφανίζονται στο διάγραμμα.

Το nodeMCU θα τροφοδοτηθεί με καλώδιο usb.

Βήμα 4: Τροφοδοσία Adafruit MQTT

Δημιουργήσαμε 2 ροές δεδομένων:

1. IOP_PatientDemoPT - αντιπροσωπεύει τις χρονικές σημάνσεις κάθε ημέρας όταν ο ασθενής έλαβε χάπια εκείνης της ημέρας
2. IOP_PatientDemoHR (δεν έχει εφαρμοστεί ακόμη, μελλοντική εργασία) - αντιπροσωπεύει το BPM του ασθενούς.

Βήμα 5: Διαμόρφωση IFTTT

Πραγματοποιήσαμε 3 εκδηλώσεις IFTTT:

1. Υπενθύμιση_1 - σε περίπτωση που τα καθημερινά χάπια δεν έχουν ληφθεί εντός του χρονικού πλαισίου που απαιτείται, θα σταλεί μια υπενθύμιση μέσω email στον χρήστη, για να του υπενθυμίσει να πάρει τα χάπια του
2. Υπενθύμιση_2 - σε περίπτωση που ο χρήστης δεν έχει ακόμη πάρει τα χάπια του, μετά το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα και μετά την πρώτη υπενθύμιση, θα σταλεί ένα μήνυμα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου σε μέλος της οικογένειας ή ιατρικό βοηθό - ενημερώνοντάς τον ότι τα καθημερινά χάπια δεν έχουν ληφθεί
3. fill_pill - στο τέλος της εβδομάδας, μια υπενθύμιση για να γεμίσετε τα χάπια για την επόμενη εβδομάδα θα σταλεί στον χρήστη, συμπεριλαμβανομένων οδηγιών για τις δοσολογίες και τους τύπους των χαπιών για κάθε μέρα - μέσω email

Βήμα 6: Ο κώδικας

Ο κώδικας είναι πολύ απλός και γεμάτος με χρήσιμα σχόλια.

Για τη διαμόρφωσή σας, βεβαιωθείτε ότι έχετε αλλάξει τα μυστικά κλειδιά IFTTT και Adafruit, καθώς και τη διαμόρφωση wifi.

Το διάγραμμα μηχανικής κατάστασης του κώδικα είναι όπως περιγράφεται στην προστιθέμενη εικόνα σε αυτό το βήμα.

Βήμα 7: Επιπλέον

Προκλήσεις στο έργο

Χρειάζεται να διασφαλίσουμε ότι τα χάπια έχουν πράγματι ληφθεί; - αυτό είναι ένα ερώτημα που θέσαμε στον εαυτό μας κατά τη διαδικασία του brainstorming του έργου, γιατί στο τέλος της ημέρας, ο χρήστης είναι άνθρωπος και όχι μηχανή, ακόμη και αν υπάρχει ένδειξη ότι βγάζει τα χάπια από το κουτί, εξακολουθεί να υπάρχει περιορισμός στην ένδειξη αν όντως χρησιμοποίησε τα χάπια ή όχι.

Αποφασίσαμε ωστόσο ότι αυτή η ερώτηση δεν είναι ο κύριος στόχος του έργου μας και αυτής της συσκευής και εστιάσαμε στο πώς να ελαχιστοποιήσουμε τις πιθανότητες ενός χρήστη να χάσει μια ημερήσια δόση του φαρμάκου του.

Ένα άλλο πρόβλημα που θέλαμε να λύσουμε ήταν να διασφαλίσουμε ότι ένας χρήστης δεν παίρνει χάπια διαφορετικής ημέρας. Η λύση μας ήταν μια συγκεκριμένη και σαφής ένδειξη του τρέχοντος κελιού που θα χρησιμοποιηθεί, ωστόσο υπάρχουν καλύτερες και ασφαλέστερες λύσεις για να διασφαλιστεί ότι αυτό το λάθος δεν θα συμβεί, ωστόσο δεν είχαμε τα εργαλεία για να υποστηρίξουμε τέτοιες λύσεις (π.χ. κλειδαριά στο κελιά, δείτε μελλοντική εφαρμογή για το έργο)

Περιορισμοί

Το έργο μας αναφέρεται σε ένα εβδομαδιαίο κουτί - μία δόση χαπιών την ημέρα - η λύση μπορεί να επεκταθεί περαιτέρω για να υποστηρίξει αρκετές δόσεις χαπιών την ημέρα / πολλαπλά κουτιά

Μηχανική - δεν χρησιμοποιήσαμε κινούμενα μέρη/κινητήρες καθώς αυτά δεν ήταν μέρος του μαθήματος. Θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για να μας επιτρέψει να κλειδώσουμε κελιά που δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν, να γεμίσουμε αυτόματα τα κύτταρα με χάπια στο τέλος της εβδομάδας κ.λπ.

Μελλοντικές εφαρμογές/βελτιώσεις στο έργο

Καρδιακός ρυθμός - προσθήκη αισθητήρα για τη μέτρηση του καρδιακού ρυθμού του ασθενούς και πατώντας ένα κουμπί αποστολή των δεδομένων σε μια ροή MQTT για περαιτέρω παρακολούθηση

Εφαρμογή - μια φιλική προς το χρήστη εφαρμογή που ελέγχει το σύστημα - μέσω αυτής της εφαρμογής ο χρήστης μπορεί να ενημερώσει το διαφορετικό

μεταβλητές της συσκευής:

1. Τι ώρα να πάρω τα χάπια
2. Ενημέρωση τύπων χαπιών και δοσολογιών που πρέπει να συμπληρώσετε
3. Λάβετε τις υπενθυμίσεις μέσω της εφαρμογής
4. Αποθηκεύστε δεδομένα και ημερολόγιο χρήσης ναρκωτικών.
5. Παραγγείλετε φάρμακα μέσω της εφαρμογής όταν τελειώσετε

Επεκτείνετε τη συσκευή να υποστηρίζει 2 δόσεις την ημέρα/πολλαπλά κουτιά

Αυτόματη συμπλήρωση κυττάρων-μέχρι το τέλος της εβδομάδας ή μετά τη χρήση των φαρμάκων, η συσκευή θα ξαναγεμίσει τα καθημερινά κύτταρα με τα απαραίτητα φάρμακα.

Κλείδωμα κυττάρων που δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθούν - όλα τα κύτταρα αλλά το καθημερινό κελί που θα χρησιμοποιηθεί θα κλειδωθούν προκειμένου να διασφαλιστεί ότι οι χρήστες δεν θα πάρουν κατά λάθος λάθος χάπια/υπερδοσολογία.

Βελτιώσεις σχεδιασμού.

Συνδέστε τη συσκευή με ιατρικές/ασφαλιστικές εταιρείες που παρακολουθούν τους χρήστες, αποθηκεύουν σχετικές πληροφορίες, ενημερώνουν συνδρομές και στέλνουν φάρμακα όταν χρειάζεται κ.λπ.