Μεταδοση Και Επεξεργασια Ζωτικων Σημειων Μεσω Ασυρματων Δικτυων Αισθητηρων

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η μελέτη της ασύρματης μετάδοσης βιοσημάτων, μέσα από ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. Η τεχνολογία αυτή αναμένεται τα επόμενα χρόνια να βρει σημαντικό πεδίο εφαρμογών στον τομέα της υγείας και σε πολλούς άλλους τομείς. Στα πλαίσια της μελέτης αυτής, υλοποιήθηκε μια εφαρμογή κατά την οποία λαμβάνεται το καρδιακό σήμα ενός ατόμου, μέσω ενός κυκλώματος ηλεκτροκαρδιογράφου που κατασκευάστηκε, στη συνέχεια μεταδίδεται προς ένα σταθμό βάσης μέσω του ασύρματου δικτύου αισθητήρων και καταλήγει σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, όπου απεικονίζεται σε πραγματικό χρόνο και υπόκειται σε επεξεργασία. Παράλληλα, εκτός του ηλεκτροκαρδιογράφου, υποστηρίζεται η προσθήκη και άλλων αισθητήρων καταγραφής.Η υλοποίηση της εφαρμογής έγινε με χρήση και κατάλληλο προγραμματισμό της ασύρματης πλατφόρμας Tmote Sky (Moteiv), η οποία περιγράφεται αναλυτικά και συγκρίνεται με μια σειρά από άλλες πλατφόρμες που υλοποιούν τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων. Η λειτουργία του Tmote Sky βασίζεται στο λειτουργικό σύστημα TinyOS, σχεδιασμένο ειδικά για ενσωματωμένα συστήματα. Όλη η οργανωτική δομή του TinyOS, οι βιβλιοθήκες και οι εφαρμογές του είναι γραμμένες στη γλώσσα προγραμματισμού NesC. Περιγράφονται τα τμήματα από τα οποία αποτελείται η εφαρμογή, ο τρόπος σύνδεσής τους καθώς και ο κώδικας που υλοποιήθηκε σε NesC, ενώ παρουσιάζονται και τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν για την απεικόνιση και αποθήκευση των σημάτων. Το κύκλωμα του ηλεκτροκαρδιογράφου αναλύεται σε όλα τα στάδιά του και περιγράφονται διεξοδικά οι τρόποι εξάλειψης των μορφών θορύβου, όπου είναι ευάλωτο το καρδιακό σήμα. Περιγράφεται ακόμα ο κώδικας που υλοποιήθηκε σε Matlab για τη διαχείριση, απεικόνιση και επεξεργασία των δεδομένων που λαμβάναμε ασύρματα. Έγινε εφαρμογή του φίλτρου ‘κινούμενου μέσου όρου’, ενώ υλοποιήθηκε και αλγόριθμος για την ανίχνευση των συμπλεγμάτων QRS και της συχνότητας των καρδιακών παλμών, οδηγώντας μας σε σημαντικά συμπεράσματα. Στο τέλος αναφέρονται οι παρατηρήσεις επί των αποτελεσμάτων και δίνονται προτάσεις για περαιτέρω ανάπτυξη της εφαρμογής.