隨著大量新的醫(yī)療保健技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)正在迅速改變醫(yī)療保健行業(yè)。在本篇文章中，我們使用ESP8266和Arduino設(shè)計(jì)了一款基于IoT的患者健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該項(xiàng)目中使用的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是ThingSpeak。 ThingSpeak是一個(gè)開放源代碼的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）應(yīng)用程序和API，可通過Internet或局域網(wǎng)使用HTTP協(xié)議存儲(chǔ)和檢索來自物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)。該物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以讀取脈搏頻率并測(cè)量周圍溫度。它持續(xù)監(jiān)控脈搏頻率和周圍溫度，并將其更新到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

運(yùn)行在設(shè)備上的Arduino Sketch程序?qū)崿F(xiàn)了項(xiàng)目的各種功能，例如讀取傳感器數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為字符串，將其傳遞到IoT平臺(tái)以及在字符LCD上顯示測(cè)得的脈搏頻率和溫度。

功能框圖

以上是一個(gè)簡(jiǎn)單的框圖，解釋了使用ESP8266和Arduino的基于IoT的患者健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。脈沖傳感器和LM35溫度傳感器分別測(cè)量BPM和環(huán)境溫度。 Arduino處理代碼，1602 LCD顯示屏顯示數(shù)據(jù)。 ESP8266 Wi-Fi模塊連接至Wi-Fi并將數(shù)據(jù)發(fā)送至IoT設(shè)備服務(wù)器。這里使用的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器是Thingspeak。最后，通過登錄Thingspeak頻道，可以從世界任何地方監(jiān)視數(shù)據(jù)。

所需的組件

● Arduino UNO開發(fā)板

● ESP8266 Wi-Fi模塊

● 脈搏傳感器

● LM35溫度傳感器

● 1602 LCD顯示屏

● 電阻2K

● 電阻1K

● LED指示燈

● 面包板

● 連接線

脈搏傳感器簡(jiǎn)介

脈搏傳感器（Pulse Sensor）是一款適用于Arduino的即插即用心率傳感器。想要將實(shí)時(shí)心率數(shù)據(jù)輕松整合到他們的項(xiàng)目中的學(xué)生、運(yùn)動(dòng)員、制造商以及游戲和移動(dòng)開發(fā)人員都可以使用它，其本質(zhì)是集成的光放大電路和降噪電路傳感器。將脈搏傳感器夾到您的耳垂或指尖，然后將其插入Arduino，即可隨時(shí)讀取心率。它還具有一個(gè)易于使用的Arduino演示代碼。

脈搏傳感器有三個(gè)引腳：VCC、GND和模擬引腳。

該傳感器模塊的中心還有一個(gè)LED，可幫助檢測(cè)心跳。在LED下方，有一個(gè)消除噪音的電路，該電路應(yīng)能防止噪音影響讀數(shù)。

LM35溫度傳感器

LM35系列是精密集成電路溫度設(shè)備，其輸出電壓與攝氏度的溫度成線性比例。 LM35器件相對(duì)于用開爾文（Kelvin）校準(zhǔn)的線性溫度傳感器具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)椴恍枰脩魪妮敵鲋袦p去較大的恒定電壓即可獲得方便的攝氏刻度。 LM35器件不需要任何外部校準(zhǔn)或修整即可在室溫下提供±?°C的典型精度，在整個(gè)-55°C至150°C的溫度范圍內(nèi)提供±?°C的典型精度。

ESP8266模塊

ESP8266是一款非常用戶友好的低成本設(shè)備，可為您的項(xiàng)目提供Internet連接。該模塊既可以用作接入點(diǎn)（可以創(chuàng)建熱點(diǎn)），也可以用作站點(diǎn)（可以連接到Wi-Fi），因此它可以輕松地獲取數(shù)據(jù)并將其上傳到Internet，從而使物聯(lián)網(wǎng)盡可能地容易。它還可以使用API??從互聯(lián)網(wǎng)獲取數(shù)據(jù)，因此您的項(xiàng)目可以訪問互聯(lián)網(wǎng)上可用的任何信息，從而使其更加智能。該模塊的另一個(gè)令人興奮的功能是可以使用Arduino IDE對(duì)其進(jìn)行編程，這使其更加用戶友好。

ESP8266模塊僅適用于3.3V，任何高于3.7V的電壓都會(huì)損壞該模塊，因此請(qǐng)謹(jǐn)慎使用電路。以下是其引腳說明。

引腳1：Ground：連接至電路的地

引腳2：Tx / GPIO – 1：連接到編程器/控制器的Rx引腳以上傳程序

引腳3：GPIO – 2：通用輸入/輸出引腳

引腳4：CH_EN：芯片使能/高電平有效

引腳5：Flash / GPIO – 0：通用輸入/輸出引腳

針腳6：RST：復(fù)位模塊

引腳7：RX / GPIO – 3：通用輸入/輸出引腳

引腳8：Vcc：僅連接至+ 3.3V

連接電路圖

以下是使用ESP8266和Arduino設(shè)計(jì)的基于IoT的患者健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的電路連接圖：

1.將脈博傳感器輸出引腳連接到Arduino的A0，將另外兩個(gè)引腳連接到VCC和GND。

2.將LM35溫度傳感器輸出引腳連接到Arduino的A1，將另外兩個(gè)引腳連接到VCC和GND。

3.通過220歐姆電阻將LED連接到Arduino的數(shù)字引腳7。

4.將LCD的引腳1、3、5、16連接到GND。

5.將LCD的引腳2、15連接到VCC。

6.將LCD的引腳4、6、11、12、13、14分別連接到Arduino的數(shù)字引腳12、11、5、4、3、2。

7.ESP8266的RX引腳工作在3.3V電壓，當(dāng)我們將其直接連接到Arduino時(shí)，它不會(huì)與Arduino通信。因此，我們將不得不為其制作一個(gè)分壓器，它將5V轉(zhuǎn)換為3.3V?？梢酝ㄟ^連接2.2K和1K電阻器來完成。ESP8266的RX引腳通過電阻連接到Arduino的引腳10。

8.將ESP8266的TX引腳連接到Arduino的引腳9。

設(shè)置ThingSpeak

ThingSpeak為基于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目提供了非常好的工具。通過使用ThingSpeak網(wǎng)站，我們可以使用ThingSpeak提供的頻道和網(wǎng)頁來監(jiān)視數(shù)據(jù)并通過Internet控制我們的系統(tǒng)。因此，首先您需要注冊(cè)ThingSpeak。請(qǐng)?jiān)L問https://thingspeak.com并創(chuàng)建一個(gè)帳戶。

然后創(chuàng)建一個(gè)新頻道并設(shè)置您想要的內(nèi)容。然后創(chuàng)建API密鑰。此鍵是編程修改和設(shè)置數(shù)據(jù)所必需的。

然后，通過組裝上述電路將代碼上傳到Arduino UNO。打開串口監(jiān)視器，它將自動(dòng)連接到Wi-Fi并進(jìn)行所有設(shè)置。

現(xiàn)在點(diǎn)擊頻道，以便您可以看到在線數(shù)據(jù)流，即使用ESP8266和Arduino的基于IoT的患者健康監(jiān)控系統(tǒng)，如圖所示。

編輯：hfy