Ανάπτυξη ενός IoT συστήματος αισθητήρα ανίχνευσης του COVID-19 με χρήση LoRaWAN για την παρακολούθηση της εξάπλωσης του ιού στις υπαίθριες περιοχές

Abstract

Η πανδημία του COVID-19 έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί μείζονα και συνεχή απειλή για την ανθρωπότητα, ακόμα και περίπου δύο χρόνια μετά την έξαρση της, καθώς οι πολυποίκιλες μεταλλάξεις, σε συνδυασμό με την ταχύτατη μετάδοση του ιού, συμβάλλουν στη διαρκή αναζωπύρωση του αριθμού των μολύνσεων. Ειδικότερα, στις απομακρυσμένες υπαίθριες περιοχές του πλανήτη οι επιπτώσεις καθίστανται ισχυρότερες, εξαιτίας της έλλειψης ιατροφαρμακευτικού προσωπικού, των ανεπαρκών εγκαταστάσεων υγειονομικής περίθαλψης και της δυσμενής πρόσβασης σε αυτές, καθώς και του δημογραφικού χαρακτήρα που παρουσιάζεται(υψηλότερα ποσοστά ηλικιωμένων κατοίκων). Η ανάδυση και ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας του Διαδικτύου των Πραγμάτων(IoT), έχει επεκτείνει το φάσμα εφαρμογών των δικτύων επικοινωνίας δεδομένων σε νέους καινοτόμους τομείς. Συγκεκριμένα, η αιφνίδια εμφάνιση του νέου κορονοϊού ανέδειξε την δυνατότητα αξιοποίησης του IoT στον τομέα διαχείρισης εφαρμογών που σχετίζονται με την ηλεκτρονική υγεία, ως ένα δίκτυο αποτελούμενο από ενσωματωμένους αισθητήρες λήψης και αποθήκευσης δεδομένων. Η τεχνολογία του Διαδικτύου των Πραγμάτων διαθέτει ικανότητες μετάδοσης δεδομένων σε μεγάλη εμβέλεια και επιτρέπει στον ιατρικό κλάδο να ελέγχει από απόσταση τους ηλικιωμένους ασθενείς, τις ζωτικές τους ενδείξεις καθώς και την εφαρμογή των μέτρων της καραντίνας, μέσω της συλλογής κατάλληλων τιμών και πληροφοριών από τις αισθητήριες διατάξεις. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, αφού εξετάστηκαν τα βασικά χαρακτηριστικά και οι κοινωνικές επιπτώσεις του SARS-CoV-2, ερευνήθηκε εν συντομία η αρχή των βιοαισθητήρων ανίχνευσης και αναλύθηκε εκτενώς η τεχνολογία του IoT, καθώς και οι εφαρμογές του στην προσπάθεια περιορισμού της εξάπλωσης του ιού. Τέλος, στο πλαίσιο της εργασίας, αναπτύχθηκε μια IoT διάταξη βιοαισθητήρα ανίχνευσης COVID-19, αποτελούμενη από έναν πυκνωτή ενδοδιαπλεκόμενων ηλεκτροδίων, με χρήση του πρωτοκόλλου επικοινωνίας LoRaWAN, του διακομιστή δικτύου The Things Stack Community Edition και της Cloud πλατφόρμας TagoIO.