基于Azure云和儀表板的動態(tài)心電圖監(jiān)測器

Github Azure 示例（這些示例適用于早期版本的 Azure Sphere，但芯片相同，因此大多數(shù)示例都適用于此 Azure Sphere 版本）：

• https://github.com/Azure/azure-sphere-samples

Azure 設(shè)備熱圖：

Arduino 動態(tài)心電圖監(jiān)視器：

在繼續(xù)之前，讓我們解釋一下心電圖的基礎(chǔ)知識。產(chǎn)生它的生理現(xiàn)象以及我們?nèi)绾伍喿x它非常有趣，但超出了本文的范圍。為此閱讀：

EKG 由下圖組成，我們稱此段為 PT。

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心率是通過取兩個圖的峰值之間的距離來獲得的，這稱為 RR 段。

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在這種情況下，頻率將通過板上實現(xiàn)的算法獲得。

• 首先，我們得到 AD8232 模塊工作的范圍。

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我們可以觀察到波形在 ADC 讀數(shù)中大約從 420 變?yōu)?680，我們將使用以下假設(shè)來檢測頻率。

• 由于我們正在尋找的是 R 段的參考，我們可以注意到 650 是 R 段將始終達(dá)到的值，因此檢測到大于 650 的值將是 R 段。

當(dāng)然，如果一個人的心臟收縮強(qiáng)度應(yīng)該更強(qiáng)或更弱，則可以改變這一點，從而提供不同的范圍。并提供一個校準(zhǔn)范圍來分配R波。比在更商業(yè)的應(yīng)用程序中使用。

注意：代碼在 Arduino 代碼文件夾中（github & down here ）

這是獲得心率的公式。

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arduino 以毫秒為單位生成計數(shù)，因此將修改公式以適用于 Arduino 范圍。

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這是先前算法的示例。如您所見，它可以正確檢測頻率。右側(cè)可以看到 Arduino 獲得的值，左側(cè)是小米手環(huán) 3 的測試。

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1 / 2 ? Arduino 串行 BPM

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藍(lán)牙模塊配置

HC06：

通過 USB - 串行 TTL 連接您的 BT 模塊。（串行配置為 9600 波特率，無行尾）

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Send: AT
Response: OK
Send: AT+NAME
Response: OKsetname
Send: AT+PIN<4 digit code>
Response: OK4 digit code>

波特率(1:1200, 2:2400, 3:4800, 4:9600, 5:19200, 6:38400, 7:57600, 8:115200, 9:230400, A:460800, B:921600, C:1382400 )

Send: AT+BAUD8                  (115200 Baud Rate) 
Response: OK<baud rate>

HC05：

通過 USB - 串行 TTL 連接您的 BT 模塊。（串行配置 38400 波特率，NL & CR）

該模塊有一個按鈕，連接時必須按下才能啟用使用AT命令配置它的功能，所以我建議你在它上面放一個夾子，這樣更容易。

生活黑客！

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配置 HC 05 時保持 HC06 連接，因為我們需要將兩個設(shè)備配對

Send: AT
Response: OK
Send: AT+RMAAD
Response: OK
Send: AT+ROLE=1
Response: OK
Send: AT+RESET
Response: OK
Send: AT+CMODE=0
Response: OK
Send: AT+INQM=0,5,9
Response: OK
Send: AT+INIT
Response: OK
Send: AT+INQ
Response: 
+INQ:AA1:BBB:CCC,XXXXX,XXXX
+INQ:AA2:BBB:CCC,XXXXX,XXXX
+INQ:AA3:BBB:CCC,XXXXX,XXXX

Use the following command with all the BT addresses you get until you find HC 06, Example if AA1: BBB: CCC is the correct address.

Send: AT+RNAME?AA1,BBB,CCC
Response: +RNAME:
Send: AT+PAIR=AA1,BBB,CCC,9
Response: OK
Send: AT+BIND=AA1,BBB,CCC
Response: OK
Send: AT+CMODE=1
Response: OK
Send: AT+LINK=AA1,BBB,CCC
Response: OK

現(xiàn)在已經(jīng)建立了連接，HC-05每次開機(jī)都會自動連接到HC-06。

Azure CLI 設(shè)置：

要安裝 Azure CLI，您需要根據(jù)您的操作系統(tǒng)（Windows 10 for me）遵循 microsoft 提供的正確教程：

輸入以下命令獲取 Azure IoT 擴(kuò)展

az extension add --name azure-cli-iot-ext

之后登錄到您的 azure 帳戶。

az login

完成后，我們可以檢查數(shù)據(jù)是否正確發(fā)送到 Azure IoT Hub。運(yùn)行以下命令，將HUBNAME和DEVICEID替換為您自己的。

az iot hub monitor-events --hub-name HUBNAME --device-id DEVICEID

正如我們之前在 Arduino 代碼中設(shè)置的那樣，我們在有效載荷中每 10 秒接收一次心率。

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接收數(shù)據(jù)并保存。

為了發(fā)送數(shù)據(jù)，我所做的是“手動”保存、處理和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。但是，最后我將展示如何通過 MACRO 實現(xiàn)一切自動化。

• 第一步是執(zhí)行以下命令，它將 Azure CLI 接收到的所有信息保存在一個文件中。

az iot hub monitor-events --hub-name HUBNAME --device-id DEVICEID> datain.txt

• 由于我們每 10 秒接收一次數(shù)據(jù)，因此我們只需等待 10 秒即可執(zhí)行命令，然后按 CTRL + C 將其停止。在 datain.txt 文件中，我們可以找到接收到的數(shù)據(jù)。

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設(shè)置 Python 代碼。

對于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理，我們必須配置 CloudMQTT 憑據(jù)，用于發(fā)送從 CLI 接收的數(shù)據(jù)。

• 在 Cloud MQTT 中創(chuàng)建一個帳戶。

https://www.cloudmqtt.com/

• 復(fù)制“服務(wù)器”、“用戶”、“密碼”和“端口”的憑據(jù)。

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在 python 代碼中，我們將為我們的憑據(jù)更改以下參數(shù)。

client.username_pw_set ("USER", "PASSWORD")
client.connect ("SERVER", PORT)

一旦我們有了數(shù)據(jù)，我們必須執(zhí)行“Python Code”文件夾中的 Exe.py 程序，這將處理數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到主題為“/Azure”的 CloudMQTT

節(jié)點紅色設(shè)置：

Node Red 是 NodeJS 的一個工具，我們可以在其中輕松集成服務(wù)，無需代碼。當(dāng)然，創(chuàng)建出色的儀表板。使用以下文檔來啟動和安裝儀表板節(jié)點

“Node-RED Flow”文件夾中的“flows.json”文件（位于末尾或 Github 上）包含將流導(dǎo)入 NodeRED 的所有信息。

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完成后，我們將編輯 MQTT 節(jié)點以輸入我們的憑據(jù)。

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設(shè)置服務(wù)器和端口。

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設(shè)置用戶和密碼。

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如果一切正常，請按“部署”按鈕并輸入以下 URL 以檢查儀表板。

如果我們執(zhí)行 Exe.py 文件，我們將看到數(shù)據(jù)在 Dashboard 上的顯示方式。

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自動化一切：

要使一切自動化，請使用名為“Mouse Recorder Premium”的程序創(chuàng)建一個宏，該程序的宏位于“宏文件”文件夾中。

為了讓它正常工作，我們必須在宏的這一部分更改我們的值。

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最終產(chǎn)品：

下圖展示了 Holter Monitor 和 Azure Sphere 模塊的構(gòu)建過程。對于這兩種情況，我們都制作了一個定制的、手動焊接的 PCB，我們?yōu)檫@個項目重新設(shè)計了一個 Pycom 外殼，因為它正確地安裝了 Holter Monitor。

桌面界面：

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手機(jī)界面：

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動態(tài)心電圖監(jiān)視器：

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1 / 8 ?最終產(chǎn)品

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蔚藍(lán)球體：

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1 / 3 ?步驟 1

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我們的史詩演示：

評論和未來推出：

由于醫(yī)療保健信息的性質(zhì)以及它如何（在某些情況下將）被使用或濫用，安全性至關(guān)重要。Azure Sphere 在這個項目的開發(fā)過程中為我們提供了這種特性，然后是一些特性。

• 盡管如此，因為這里的每個早期項目都提出了一些改進(jìn)建議
• 一是尺寸，我們可以做得更小。
• 第二個最臭名昭著的是，理想的硬件配置是包含所有僅使用 Azure Sphere 和 microE 板的東西。
• 在中間步驟中，可以將 Arduino 1400 切換為 MKR 1010 以節(jié)省藍(lán)牙模塊。
• 集成后，我們還可以避免使用額外的服務(wù)，直接通過網(wǎng)頁和 Azure 云實現(xiàn)儀表板。

醫(yī)療保健可穿戴設(shè)備市場目前正在流行且炙手可熱，而蘋果已經(jīng)證明，創(chuàng)造醫(yī)療保健可穿戴設(shè)備的興趣正在上升。這會為項目創(chuàng)建額外的（如果只是表面的）驗證，但這也會引起關(guān)注。一方面，我們有開放的健康運(yùn)動，試圖將患者轉(zhuǎn)變?yōu)樽o(hù)理點，另一方面，我們有這些龐大的公司也試圖為自己分一杯羹（或全部）。是否獲勝將取決于如何處理信息的隱私和所有權(quán)，這可能是塑造我們未來的最重要的決定之一。目前，像這樣的項目提供了一種既安全又可以安全實施的替代方案。希望您喜歡它并感謝您的閱讀。