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TE298 - TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO B

Internet das Coisas Aplicada ao Desenvolvimento de Dispositivo para Monitoramento de Idosos

Alunos:

Lucas H. S. L. Silva

Matheus A. S. L. Silva

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Parente Ribeiro

AGENDA

Tema

No Brasil

O Projeto

Metodologia

Especificações Definidas

Referências

TEMA

Internet das Coisas Aplicada ao Desenvolvimento de Dispositivo para Monitoramento de Idosos

INTRODUÇÃO

TUDO CONECTADO

IoMT

Internet of Medical Things

Termo utilizado para aplicações de Internet das Coisas aplicada a soluções que já estão revolucionando a indústria da saúde.

Outros termos importantes

Mobile Health (M-health): dispositivo móvel, sensor médico, e tecnologias de comunicação para cuidados médicos.

M-IoT: que alia as funcionalidades do m-health e a IoT, com o objetivo de desenvolver aplicações móveis, visto o desenvolvimento da tecnologia 4G.

Tipos de Redes sem fio

•Redes Locais Sem Fio ou WLAN (Wireless Local Area Network), utilizadas para pequenas área como uma escola, casa ou universidade. Usa sinais de ondas de rádio e seguem padrão IEEE 802.11.

•Redes Metropolitanas sem Fio ou WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), possuem alcance de 30 a 50 km. Por exemplo o WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access).

Tipos de Redes sem fio

•Redes de Longa Distância sem Fio ou WWAN (Wireless Wide Area Network).

•Redes WLL (Wireless Local Loop) e o novo conceito de Redes Pessoais Sem Fio ou WPAN (Wireless Personal Area Network).

•Redes de área pessoal sem fio, ou WPANs, por exemplo: Bluetooth que segue a IEEE 802.15.1, e Zigbee que segue o padrão IEEE 802.15.4. Esses que são eficientes, portáteis e baratos.

JUSTIFICATIVA

Aumento da expectativa de vida mundial

Novos desafios vem por aí...

De acordo com a ONU, hoje existem cerca de 600 milhões de pessoas na faixa de 60 anos de idade.

Aumento da expectativa de vida mundial

Novos desafios vem por aí...

Esse número irá dobrar até 2025 e chegará a quase 2 bi até 2050!

Aumento da expectativa de vida mundial

Novos desafios vem por aí...

De acordo com a OMS, doenças cardiovasculares são principal causa de morte no mundo, tendo como idade avançada um agravante.

Aumento da expectativa de vida mundial

Novos desafios vem por aí...

As quedas é um problema comum e recorrente entre idosos, gerando muitos problemas.

De acordo com o SUS por ano são gastos cerca de 51 milhões com fraturas por quedas de idosos.

Os idosos necessitam de integração social

segurança e conforto, ainda mais aqueles que querem independência. E no cenário têm buscado amplamente aderir a novas tecnologias.

Novas tecnologias são necessárias para garantir asistência rápida, garantir recuperação com menos sequelas e aumentar as possibilidades de manutenção da vida.

OBJETIVOS

Objetivo Geral

O presente trabalho tem por objetivo a pesquisa e o desenvolvimento de um dispositivo portátil baseado em IoT aplicado à saúde para monitoramento remoto, alerta e base de dados dos sinais vitais de idosos em cuidados domiciliares, utilizando-se de sensores e interfaces de aplicação.

Objetivos Específicos

1) Estudo comparativo de tecnologias em hardware com comunicação

wireless disponíveis no mercado para desenvolvimento de IoT, à partir de

pesquisa em datasheets e documentação disponível.

2) Determinação de protocolo de comunicação, fluxo de dados, arquitetura e gerenciamento para o projeto.

3) Escolha dos sensores e dispositivos de hardware que mais se adequam ao objetivo geral deste trabalho.

Objetivos Específicos

4) Testar o funcionamento dos sensores e fazer a leitura de seus dados.

5) Testar o display e motor de vibração.

6) Transmitir dados via rede de Internet para servidor web.

Objetivos Específicos

7) Processar informações dos sensores para aquisição de resultados.

8) Elaborar requisitos do aplicativo e dar início ao desenvolvimento desse.

9) Testar a transmissão dos dados via bluetooth para aplicativo.

Objetivos Específicos

10) Testar duração da bateria e funcionamento do módulo carregador.

11) Estudar melhor design para o dispositivo, de modo a ser mais

confortável para o usuário e ao mesmo tempo continuar funcional.

12) Montagem do protótipo.

13) Melhoramentos gerais e relatório final.

No Brasil

No Brasil

Soluções encontradas no Brasil

Planos de:

R$59,90 - R$599,00

Telehelp

Telehelp

Dentre os equipamentos, estão os painéis os quais através de sua linha telefônica, envia sinais de emergência à Central de Atendimento 24h e conta com viva-voz eficiente, dispositivo com tecnologia que possibilita que o aparelho continue funcionando mesmo se ocorrer falta de energia.

Disponibilizam também um botão em forma de pulseira ou colar, que assim como um relógio, pode ser adaptado ao tamanho de seu pulso ou pescoço. Essa que possui um grande alcance de sinal e é à prova d’água.

24/7 Care

24/7 Care

Orientação médica por telefone e liga para um parente próximo se houver necessidade.

O plano plus oferece, além do que o básico dispõe, detector de queda, que é instalado na pulseira.

O master oferece tudo o que os demais dispõem, e além disso o serviço de chamada de ambulância.

LineCare

LineCare

Assim como as outras empresas, oferece uma pulseira com botão de emergência, além disso a empresa criou um aplicativo para família acompanhar o dia do idoso.

O Projeto

Metodologia

Revisão Teórica

Metodologia

Escolha dos componentes

Sensores e atuadores

Hardware

Leitura dos sensores pelo hardware

Servidor

Pareamento via wireless para transmissão de dados

Dispositivos móveis

(APP)

Cronograma

Resultados

parciais

Especificações dos itens selecionados

Componentes :

  • Módulo GY-521 - Acelerômetro e Giroscópio.
  • Sensor de Frequência Cardíaca.
  • Motores de Vibração.
  • Chave Push-Button Lilypad.

Componentes adicionais:

  • Bateria.
  • Módulo carregador.
  • Módulo ESP32.

Módulo GY-521 - Acelerômetro e Giroscópio

Teste Acelerômetro

Sensor de Frequência Cardíaca

O sensor apresenta as seguintes especificações:

•Tensão de operação: 3 ou 5 V;

•Fácil conexão com o microcontrolador;

•Sensor ótico integrado;

•Dimensões: 16 x 2,7mm.

Teste sensor de Frequência Cardíaca

Motor de Vibração 1027

Esse motor selecionado para o projeto possui as seguintes especificações:

•Tensão de operação: 2,5 – 4V;

•Corrente de operação: 90mA máx;

•Velocidade de rotação: 9000 RPM;

•Comprimento do cabo: 3cm;

•Dimensão total: 40 x 10 x 3mm.

Chave Push-Button Lilypad

Além da utilização com fios, a chave pode ser soldada no circuito.

Essa que possui as seguintes especificações:

•Material chave: plástico e metal

•Dimensões: 30 x 7 x 2mm.

Hardware

ESP32

O ESP32 é um sistema de baixo consumo e baixo custo em uma série de chips (SoC) criado pela Espressif Systems, o mesmo possui um diferencial em conter Wi-Fi e recursos Bluetooth de modo duplo.

Projetado para dispositivos móveis, eletrônicos wearable e aplicações IoT, o ESP32 consegue um consumo de energia ultra-baixo através de recursos de economia de energia, incluindo clock com ajuste fino, vários modos de energia e escala de energia dinâmica.

Teste comunicação

Double click to edit

Controle e armazenamento de dados

Paradigma

Autenticação

Autenticação

Base de dados em tempo real

Base de dados em tempo real

Programação Android Studio (JAVA)

Referências

AMAZON. Industrial & Scientific. Amazon, 2017. Disponivel em: <https://www.amazon.com/Makerfire%C2%AE-Arduino-MPU-6050-Gyroscope-Accelerometer/dp/B00NH8Z6BU>. Acesso em: 09 maio 2017.

AUTOCORE ROBÓTICA. Módulo Sensor Pulso. AUTOCORE ROBÓTICA, 2017. Disponivel em: <https://www.autocorerobotica.com.br/modulo-sensor-de-pulso>. Acesso em: 1 maio 2017.

BLUETOOTH SPECIAL INTEREST GROUP. What is Bluetooth? Bluetooth, 2017 Disponível em: <https://www.bluetooth.com/>. Acesso em: 25 de abril. 2017.

DIAS, R. R. F. Internet das coisas sem mistério: uma nova inteligência para os negócios. São Paulo: Netpress Books,2016.

ENGST, A.; FLEISHMAN, G. Kit do Iniciante em Redes Sem Fio: O guia prático sobre redes Wi-Fi para Windows e Macintosh. 2ª. ed. São Paulo: Books, Pearson Makron, 2005.

ESPRESSIF SYSTEMS. The Internet of things with ESP32. ESP32, 2017. Disponivel em: <http://esp32.net>. Acesso em: 15 maio 2017.

FILIPFLOP. Módulos. FILIPFLOP, 2017. Disponivel em: <http://www.filipeflop.com/pd-36ef09-modulo-carregador-de-baterias-de-litio-tp4056.html>. Acesso em: 6 maio 2017.

FILIPFLOP. Wearable. FILIPFLOP, 2017. Disponivel em: <http://www.filipeflop.com/pd-361d89-motor-de-vibracao-1027.html>. Acesso em: 2 maio 2017.

OBRIGADO!

OBRIGADO!

Mais referências

ISTEPANIAN R. S. H.; JOVANOV E.; ZHANG Y.T. Guest Editorial, “Introduction to the Special Section on M-Health: Beyond Seamless Mobility and Global Wireless Health-Care Connectity”. IEEE Transactions on Information Technology in Biomedicine, December 2004.

ISTEPANIAN R. S. H.; SUNGOOR A.; FAISAL A.; PHILIP N. Internet of m-health Things “m-IoT”. IET Seminar. April 2011.

LAPLANTE, P. A; LAPLANTE, N. The Internet of Things in Healthcare Potential Applications and Challenges. IEEE Computer Society, 2016.

LINCARE. A plataforma LinCare. Disponível em: < http://lincare.com.br/>. Acesso em: 25 de ago. 2017.

MINERVA, R.; BIRU, A. and ROTONDI,D. Towards a definition of the internet of things (iot). Technical report, IEEE IoT, 2015.

PRECISION MICRODRIVES. Vibration motors. Disponível em: < https://www.precisionmicrodrives.com/vibration-motors/>. Acesso em: 25 de ago. 2017.

TANENBAUM, A. S. Computer Networks. 4ª. ed. Amsterdam, Holanda: Prentice Hall, 2007.

TELEHELP. Como funciona. Disponível em: <http://telehelp.com.br/ >. Acesso em: 25 de ago. 2017.

THOMSEN, A. TUTORIAL: ACELERÔMETRO MPU6050 COM ARDUINO. FILIPFLOP, 2014. Disponivel em: <http://blog.filipeflop.com/sensores/tutorial-acelerometro-mpu6050-arduino.html>. Acesso em: 11 maio 2017.

24/7 CARE. Como funciona. Disponível em: <http://247care.com.br/>. Acesso em: 25 de ago. 2017.

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