Sjuksköterskelåda: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

'Nurse Box' är ett personligt livsviktigt skannersystem som en individ kan använda hemma för att regelbundet kontrollera sin temperatur och puls med liten eller ingen ansträngning. Sjuksköterskelådan registrerar och lagrar dina temperatur- och pulsfrekvensdata och går till och med ett steg längre för att skicka dig en varning när vitaliteten har gått förbi säkerhetsnivåerna. Denna enhet i sin ideala version hjälper dig att behålla viktiga hälsodata för analys och låter dig veta när något är fel. 'Nurse Box' är inte på något sätt en ersättare för en läkare eller en akutmottagare utan snarare en automatiserad sjuksköterska som kontrollerar dig så ofta du vill och berättar när några viktiga data är utanför diagrammen.

Steg 1: Originalplaner och dess utveckling:

Den ursprungliga planen var att designa sjuksköterskelådan enligt ovan med en fullt fungerande temperaturavkännande krets för pulsmätning. Inledningsvis ville jag införliva Android -applikationen som visualiserar dessa data som skickade från Nurse Box.

För att ge lite sammanhang, bortsett från att "göra" minimala kretsar som krävs i labbklasser på gymnasiet, skapade jag aldrig några kretsar förrän denna termin. Jag var mer programmerare och kände mig bekväm med att hantera komplex kod snarare än enkla kretsar. När jag anmälde mig till 297DP med professor Charles Malloch, visste jag att det här skulle vara utanför min komfortzon där jag hade stor chans att misslyckas. Jag försökte hålla mitt målprojekt någorlunda svårt eftersom jag visste att om jag siktade på något svårare bara för att mina kamrater arbetade med mer sofistikerade projekt skulle jag bli kort och besviken. Så den ursprungliga planen var inget sofistikerat på papper, men stod på toppen av en brant inlärningskurva för mig personligen. Jag testade många minikretsar som försökte förstå kontrollen som en arduino hade på kretsen och hur jag kunde manipulera den med kod. Jag läste mycket om Arduino och arbetade igenom hela SparkFun -uppfinnarens kit. Det var en process men ett fantastiskt sätt att verkligen förstå kretsar och kod. Efter några veckors undersökning av uppfinnarens kit började jag på mitt uppdrag. Jag arbetade med temperaturkretsen som tog ett par veckor att förstå och koda. Även om direkta implementeringar fanns på nätet, ville jag förstå och göra varje kodrad själv. Pulsfrekvenskretsen var mer utmanande eftersom den behandlade olika typer av kondensatorer och en IC-LM324. Detta komplicerade min krets och jag var tvungen att skala tillbaka på mina planer på att införliva en Bluetooth -modul och Android -app för att visualisera data. Det är genomförbart och jag har redan läst mycket och lärt mig vad jag behövde göra för att genomföra detta men tiden var begränsad.

Steg 2: Forskning klar:

Forskning var en av de mest integrerade och tidskrävande aspekterna av detta projekt och denna kurs. Jag tillbringade så många timmar jag kunde för att förstå de annars abstrakta begreppen bakom arduino och kretsar. Att titta på ett kretsschema och placera komponenterna är inte den svåra delen- det är att komma med kretsschemat eller förstå varför en schematik visade sig på google som den gjorde. Att läsa om viktiga saker och förstå vad data betyder och hur man bäst presenterar det för användaren av sjuksköterskelådan var nyckeln till att skapa mina mål och vision för detta projekt. Jag tyckte inte att vetenskapliga artiklar var lika hjälpsamma som förenklade texter och youtube -videor som bröt ner flödet i en krets. De flesta gånger, efter att ha läst, kommer jag ihåg att jag stirrade på min krets och insåg att "det fungerar men inte som jag tror att det fungerar." Att känna till teorin i klassen var väldigt annorlunda än att läsa teorin och leta efter ett sätt att implementera den på ett projekt. Allt som verkade lika obetydligt som ett motstånd på en schematisk i läroboken blev betydande. Begreppen jag lärde mig var ovärderliga. Jag gick till och med in i ett kaninhål av trådlös kommunikation och Diffie-helman nyckelutbyte säkerhetskryptering för att implementera ett säkert sätt att skicka data från systemet till telefonen. Uppriktigt sagt var den mest spännande delen om hela projektet de fem timmar jag ägnade åt att förstå kryptografi, Ceasar-kryptering, RSA-algoritm och Diffie-Helman-algoritm. Jag kunde dock inte ta projektet till den nivå där jag kunde ha implementerat något av dessa fantastiska nya saker jag lärt mig under projektets gång.

Steg 3: Svårigheter:

Utmaningarna kom i två delar: personlig och utvecklingsmässig. Personliga utmaningar inblandade underskattade det tidsengagemang som krävs för andra klasser som ätit in den tid jag tänkt hålla för detta projekt. Bättre tidshanteringsförmåga och en renare bild av helheten skulle ha hjälpt mig att slutföra hela projektet i tid snarare än en skalad version.

Utvecklingsutmaningarna var många. Att förstå begrepp tog tid och mycket läsning. Implementeringen var fortfarande svårare eftersom kurvbollar som ett brustet brödbräda och delar som måste ersättas med viktiga delar gjorde utforskningen svårare men roligare. Att få koden att köra var okej, men att se till att den gjorde vad jag trodde att den innebar mycket att peta runt med flera meter och den svåraste aspekten med den var att jag inte visste vad jag letade efter. Mot slutet blev utvecklingsutmaningar mer betydande när jag försökte implementera en bluetooth -modul och det innebar en ombyggnad av hela kretsen. En annan fråga är noggrannheten som erbjuds av Nurse Box. Temperaturvärdena är avstängda och måste redovisas. Om vi skulle få temperaturen från en stängd del av kroppen måste vi strukturera kretsen med en användnings- och kastlager för sensorn så att den är hygienisk och exakt.

Steg 4: Ändring behövs i M5:

Makerspace M5 var det perfekta utrymmet för utvecklingen av detta projekt. När jag gick in i den första veckan efter att jag hade valt det projekt jag ville arbeta med, var det inte mycket jag förväntade mig att lära mig utanför nischämnet vitaler och kretsar relaterade till det. Makerspace gjorde det dock möjligt för mig att ha diskussioner med mina kamrater om deras projekt så mycket som jag tänkte om mina och i processen tror jag att jag har lärt mig mycket mer än jag borde ha. Ayan Senguptas projekt om mönstermatchning lärde mig så mycket om maskininlärning, träning av robotar och användning av egenvektorer (äntligen!). Stephen Lendls projekt om vädervisning på spegel introducerade mig för Raspberry Pi och hjälpte mig att inse kraften hos API: er och Python för att få uppdateringar i realtid på ett system. Ben Button och jag satte oss ner för att ta reda på transistorer och hur den kan användas för att vrida en rotor genom sekventiellt strömflöde. Jag fick ut mer av det där utrymmet än vad jag lade ner och det var mest på grund av kulturen som stället upprätthöll där vi kunde lära oss vad som helst av vem som helst. Jag personligen skulle inte effektivisera någonting i det utrymmet men jag önskar verkligen att jag utnyttjade överflödet av kunskap i rummet genom att få dem att kommentera och föreslå idéer om mitt projekt.

Steg 5: Prestationer:

Prestationer avseende Nurse Box var ödmjuka. En temperatur- och pulssensorkrets från grunden är ärligt talat allt jag kan visa på en demo som en prestation som inte säger så mycket. Processen har dock lärt mig mer än någon text jag läst under de senaste två månaderna. Jag lärde mig mycket om mänskliga vitaliteter, biologin bakom det och fysiken i att mäta det. Jag utvecklade kretsarna från grunden och jämförde det med befintliga modeller och lärde mig i processen om de fallgropar jag gör när jag skapar kretsar. Jag förstod äntligen anslutningen och användningen av en arduino, och hur bättre att läsa datablad för IC som är involverad i projektet. Som nämnts lärde jag mig nästan allt jag vet om kryptografi från grunden för den här klassen och jag tror att jag just nu har grundkunskaperna för att utveckla ett grovt säkerhetssystem på Python. Jag kände mig till och med så motiverad att börja skriva en algoritm för Diffie-Hellman-kryptografi. Dessutom lärde jag mig mycket om maskininlärning, mönstermatchning, hallon Pi och transistorer från mina kamrater under min tid i kursen. Jag studerade också om Android App på Android Studio och jag vet att jag kan hämta var jag slutade på sommaren för att visualisera de insamlade uppgifterna.

Steg 6: Hur du skapar din egen sjuksköterskelåda

Att förstå målet är av högsta prioritet. Jag hade en enorm misstolkning av begreppet puls och tryck som satte mig tillbaka med två veckor. När konceptet är nere skulle jag rekommendera att börja på mycket rudimentära kretsar om du inte är så bekant med kretsar som jag. Det är avgörande att vara bekant med hur delarna och enheterna fungerar och systemets allmänna flöde innan du hoppar in i skapandet av en komplicerad krets. När det är klart kommer det att bli viktigt att dela upp projektet i etapper och arbeta igenom dem. Jag delade upp projektet i temperaturgivare, pulsgivare, bluetooth-modul, androidapp. steg. Mycket snabbt insåg jag vad jag kunde hoppas uppnå under den begränsade tid jag hade och vad jag inte kunde. Detta hjälper till att fungera väldigt realistiskt och förhindrar att hela projektet verkar skrämmande. Att blint följa steg på en webbplats skulle leda till många problem och extremt begränsad funktionalitet. Du skulle vilja förstå hur din krets beter sig så att du kan anpassa den till vad du föreställer dig att den ska vara. När det gäller de delar av projektet som pågår- Bluetooth-modulen och Android-appen, går jag igenom det genom att arbeta med Bluetooth-modulkonfiguration och mottagning separat och sedan integrera detta i kretsen med nödvändiga tweaks.

Arduino -kod involverar ett sekventiellt flöde av aktivering, mottagning och manipulering av data på loop. När du har förstått detta är allt du behöver göra för att leta upp hur du aktiverar en port eller tar emot data. Det finns en bestämd logisk uppdelning av detta och felsökning av koden och analys av kretsen med flera meter är ett bra sätt att göra det.

Steg 7: Nästa steg:

Nurse Box har en kraftfull roll att spela ur användarens synvinkel. I dess nuvarande form begränsar vi dock Nurse Boxs dataöverföring till trådlös trådlös överföring via bluetooth. Om vi kan uppgradera arduino till en Raspberry Pi, som jag i efterhand borde ha börjat med, kan vi enkelt använda Wifi för långsiktig dataöverföring, vilket resulterar i att användarens personliga läkare eller säger, en nära släkting, kan vara hålls i ögonen med avseende på vitaliteten. Fler vitaliteter kan läggas till, till exempel tryck och detta kommer att göra sjuksköterskelådan desto starkare. Att införliva en användnings- och kastkomponent över temperatursensorn utan att kompromissa med noggrannheten kommer att vara viktigt om vi skulle ta temperatur från stängda kroppsdelar. Finjustering av effektivitet och noggrannhet och optimering av dataflödet och säkerställande av överföring av data blir de sista stegen innan Nurse Box kan presenteras för användaren. Det finns definitivt behov och utrymme i samhället för konceptet med en personlig vital scanner som erbjuder så mycket som Nurse Box gör. Många utmaningar framöver men jag tror att det är värt att försöka.