如何利用MPU6050設計一款健康緊急警報設備

前不久我在瀏覽新聞時，偶然看到這樣一則消息：一位90歲的年邁老人非常喜歡夜間閑逛，但與此同時，她的健康狀況在90歲這個情況也每況愈下。就在最近，她在夜行中不小心跌倒在地，并且她的家人花了一個晚上最終打電話報警才得意找到她。

上周末，我LAHacks上與同一個團隊的朋友分享了這個故事。集思廣益后，我們想，為什么不設計一款可穿戴設備，可以檢測老年佩戴者的健康緊急情況，并向他或她的家人和朋友發(fā)出警報呢？這個項目Cura正是由此而來。

研究

在我的研究中，我發(fā)現(xiàn)很多老年人，都對健康緊急問題有共同的擔憂。兩種主要的緊急情況是跌倒和心律失常（不尋常的心率），由身體和器官惡化引起。

根據疾病預防控制中心的數(shù)據，每年約有3600萬老年人跌倒，導致300萬急診科治療和32，000多人死亡。而據NHANES稱，70%的老年人患有高血壓，導致中風、心力衰竭，甚至猝死。

此外，BMCEmergencyMedicine的一項研究表明，如果給予醫(yī)療護理，創(chuàng)傷后60分鐘是最大的生存機會。這證明了我們的想法可以通過及時報告他們的健康緊急情況來挽救老年人的生命，因此我們開始構建它。

構建

我們使用MPU6050加速度計、脈沖傳感器、ESP-826612-eWiFi模塊、按鈕、LED燈泡和3.7V電池，MPU6050和脈沖傳感器需要先焊接。

檢測跌倒

我們使用加速度計來檢測墜落，因為墜落是自由落體的“較低版本”，它給我們提供了比平常更小的重力加速度（G《9.8-下降閾值）。一些項目使用DPS310通過測量佩戴者高度的下降來檢測跌倒，但我們發(fā)現(xiàn)這不準確（例如下坡或樓梯），并且不如重力加速度那么直觀。

我們通過合并該項目的代碼使跌倒檢測更加準確并避免錯誤警報。加速度計在跌倒時必須接收到較低的G，在撞擊地面時G的反向尖峰，并且在一段時間內G沒有變化，表明用戶已經跌倒并靜止在地面上。

檢測心律失常

我們使用脈搏傳感器來測量佩戴者的心率。研究結果表明，心率高于200或低于27次每分鐘（BPM）會危及生命?？紤]到佩戴者可能正在運動或睡覺，無論佩戴者的運動狀態(tài)如何，在這個危險范圍內的心率都是不正常的。

緊急按鈕

由于中風和心臟病發(fā)作的緊急情況可能沒有明顯的心率變化，我們增加了一個緊急按鈕，讓佩戴者在感到不適時直接發(fā)送警報。

當上述三個中的任何一個觸發(fā)緊急情況時，緊急LED燈泡就會亮起。燈光指示佩戴者周圍的潛在人處于緊急情況，不要與佩戴者正在睡覺或只是躺下的信念相混淆。

發(fā)送帶有位置的短信提醒

一旦觸發(fā)緊急情況，主板會向ESP8266輸出一個HIGH引腳，ESP8266然后會向佩戴者的緊急聯(lián)系人發(fā)送一條短信，告知佩戴者的位置。

Twilio短信API

Twilio支持使用ESP8266通過WiFi連接發(fā)送SMS。我們按照這個文檔來實現(xiàn)這個功能。

UnwiredLab地理定位API

通過研究，我們發(fā)現(xiàn)WiFi定位系統(tǒng)（WPS）允許我們使用來自連接網絡的信息來獲取佩戴者的當前位置。UnwiredLab提供了一個GeolocationAPI，它利用WPS返回位置。給定短信中的位置，緊急聯(lián)系人可以在佩戴者的生命跡象惡化之前找到佩戴者。

未來的改進可能

使用ArduinoNanoR3和ESP8266-01使設備尺寸更小

為硬件組件添加3D打印外殼

再次按下緊急按鈕可取消緊急情況并發(fā)送另一條短信

添加由加速度計測量的步數(shù)和運動時間等健康功能

添加監(jiān)視器或實施Blynk應用程序以查看健康數(shù)據、過去的緊急警報并編輯緊急聯(lián)系人