Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát phòng bệnh trên nền tảng android

Bài viết nhằm giới thiệu việc xây dựng một hệ thống phần mềm ứng dụng chạy trên nền tảng Android sử dụng công nghệ truyền thông Bluetooth được thiết kế thông qua quá trình khảo sát, tìm hiểu những yêu cầu trong thực tế như theo dõi hệ thống điều khiển ánh sáng, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống cảnh báo cháy nổ đối với phòng điều trị bệnh cho bệnh nhân tại các cơ sở y tế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xây dựng hệ thống điều khiển, giám sát phòng bệnh trên nền tảng android Trần Đức Hoàng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 189(13): 15 - 21 XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT PHÒNG BỆNH TRÊN NỀN TẢNG ANDROID Trần Đức Hoàng*, Đoàn Mạnh Cường, Lê Hoàng Hiệp, Nguyễn Thị Dung Trường Đại học Công nghệ thông tin và Truyền thông - ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Bài báo nhằm giới thiệu việc xây dựng một hệ thống phần mềm ứng dụng chạy trên nền tảng Android sử dụng công nghệ truyền thông Bluetooth được thiết kế thông qua quá trình khảo sát, tìm hiểu những yêu cầu trong thực tế như theo dõi hệ thống điều khiển ánh sáng, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống cảnh báo cháy nổ đối với phòng điều trị bệnh cho bệnh nhân tại các cơ sở y tế. Hệ thống có khả năng tương tác, điều khiển phòng bệnh điều trị của bệnh nhân từ xa với những chức năng như sau: - Giám sát thông số về nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến khói (khí) trong phòng bệnh. - Tự động gửi cảnh báo tới bác sỹ trong trường hợp các thông số nằm ngoài ngưỡng cho phép. - Điều khiển thiết bị điện sử dụng trong phòng như: đèn, quạt... - Gửi yêu cầu chăm sóc điều trị tới số điện thoại của bác sỹ. Từ khóa: Ứng dụng điều khiển từ xa, Điều khiển thiết bị trên Android, Giám sát thông số trong phòng bệnh, Hệ thống điều khiển trên nền Mobile GIỚI THIỆU* Nâng cao chất lượng khám và điều trị bệnh là một trong những mục tiêu đã và đang được các cơ sở y tế, bênh viện và cả các phòng khám tư nhân quan tâm chú trọng. Trong đó việc trang bị cho phòng điều trị những thiết bị, công nghệ giúp bệnh nhân thuận tiện sử dụng, kiểm soát được các yếu tố trong phòng mà không làm ảnh hưởng tới bệnh nhân, từ đó có một không gian thoải mái và giúp bệnh nhân hồi phục nhanh, tốt hơn đang là một mục tiêu hướng tới. Ưu điểm của hệ thống thông minh này so với các phương pháp thủ công truyền thống là người sử dụng như bác sĩ điều trị, bệnh nhân và người nhà bệnh nhân có thể giám sát và điều khiển các thiết bị trong phòng từ xa, sau khi biết được các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, khí gas tại phòng bằng điện thoại sử dụng hệ điều hành android. Hệ thống cũng gửi các thông số, những cảnh báo về số điện thoại của bác sĩ điều trị hoặc người nhà bệnh nhân và bệnh nhân trong trường hợp vượt mức yêu cầu y tế cho phép. Từ đó có thể can thiệp kịp thời để không làm ảnh hưởng tới bệnh nhân trong quá trình điều trị [1],[2]. * Tel: 0976 262145; Email: tdhoang@ictu.edu.vn ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY BLUETOOTH KẾT HỢP NỀN TẢNG ANDROID TRÊN MOBILE TRONG XÂY DỰNG ỨNG DỤNG Bluetooth là một công nghệ truyền thông không dây cho phép các thiết bị điện, điện tử giao tiếp với nhau bằng sóng vô tuyến qua băng tần chung ISM (Industrial, Scientific, Medical). Bluetooth được thiết kế nhằm mục đích thay thế dây cable giữa máy tính và các thiết bị truyền thông cá nhân, kết nối vô tuyến giữa các thiết bị điện tử lại với nhau một cách thuận lợi với giá thành rẻ. Khi được kích hoạt, Bluetooth có thể tự động định vị những thiết bị khác có chung công nghệ trong vùng xung quanh và bắt đầu kết nối với chúng. Nó được định hướng sử dụng cho việc truyền dữ liệu lẫn tiếng nói. Tầng giao thức Bluetooth Radio Tầng Bluetooth Radio là tầng thấp nhất được định nghĩa trong đặc tả Bluetooth. Nó định nghĩa những yêu cầu cho bộ phận thu phát sóng hoạt động ở tần số 2,4GHz ISM (Industrial, Scientific, and Medical). Băng tần ISM là băng tần không cần đăng kí được dành riêng để dùng cho các thiết bị không dây trong công nghiệp, khoa học và y tế. Nhờ giao 15 Trần Đức Hoàng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ tiếp bằng sóng radio mà dữ liệu Bluetooth có thể xuyên qua các vật thể rắn và phi kim. 189(13): 15 - 21 - Bluetooth được dùng trong giao tiếp dữ liệu tiếng nói: có 3 kênh để truyền tiếng nói và 7 kênh để truyền dữ liệu trong một mạng cá nhân. - An toàn và bảo mật được tích hợp với sự xác nhận và mã hóa. - Tính tương thích với thiết bị phần cứng cao. Phát huy ưu điểm của hệ điều hành Android Hình 1.Các tầng giao thức của Bluetooth Sóng radio của Bluetooth được truyền đi bằng cách nhảy tần số (Frequency Hopping), có nghĩa là mọi gói tin (Packet) được truyền trên những tần số khác nhau. Tốc độ nhảy nhanh giúp tránh nhiễu tốt. Hầu hết các nước dùng 79 bước nhảy, mỗi bước nhảy cách nhau 1MHz, bắt đầu ở 2,402GHz và kết thúc ở 2,480GHz. Ở một vài nước, chẳng hạn như Pháp, Nhật, phạm vi của dải băng tần này được giảm đi còn 23 bước nhảy. Các đặc điểm của công nghệ Bluetooth - Tiêu thụ năng lượng thấp, cho phép ứng dụng được trong nhiều loại thiết bị bao gồm cả thiết bị cầm tay và điện thoại di động. - Khoảng cách giao tiếp cho phép:  Khoảng cách giữa hai thiết bị đầu cuối có thể lên đến 10m ngoài trời và 5m trong tòa nhà.  Khoảng cách thiết bị đầu cuối và Access point có thể lên tới 100 m ngoài trời và 30 m trong tòa nhà. - Bluetooth sử dụng băng tần không đăng kí 2,4Ghz trên dãy băng tần IMS. Tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt tới mức tối đa 1Mbps (do sử dụng tần số cao) mà các thiết bị không dây cần phải thấy trực tiếp nhau. - Dễ dàng trong việc phát triển ứng dụng: Bluetooth kết nối một ứng dụng này với một ứng dụng khác thông qua các chuẩn “Bluetooth Profiles”, do đó có thể độc lập về phần cứng cũng như hệ điều hành sử dụng. 16 Android là một hệ điều hành di động dựa trên nền tảng Linux phiên bản 2.6 dành cho các dòng điện thoại SmartPhone. Đầu tiên Android được ra đời bởi công ty liên hợp Android, sau đó được Google mua lại và phát triển từ năm 2005 và trở thành một hệ điều hành di động mã nguồn mở, miễn phí, mạnh mẽ và được ưa chuộng cao trên thế giới. Hệ điều hành android một hệ điều hành rất mạnh, có khả năng bảo mật cao, hỗ trợ được nhiều công nghệ tiên tiến như 3G, GPS, EDGE, Wifi.. tương thích với nhiều phần cứng, hỗ trợ nhiều loại bộ nhập dữ liệu như Keyboard, Touch và Trackball. Android là hệ điều hành di động nên có khả năng kết nối cao với các mạng không dây. Hỗ trợ công nghệ OpenGL nên có khả năng chơi các phương tiện media, hoạt hình cũng như trình diễn các khả năng đ ...