Помощь студентам в учебе
Разработка системы биомониторинга состояния здоровья младенцев. Серверная часть
|
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 9
1. Анализ существующих решений 12
2 Проектирование системы 21
2.1 Проектирование архитектуры системы 21
2.2 Проектирование базы данных 23
2.2.1 Выбор средств разработки 24
2.3 Проектирование прибора 26
2.3.1 Выбор микроконтроллера 31
2.3.2 Выбор протокола Bluetooth-соединения 34
2.3.3 Выбор средств разработки 37
2.4 Проектирование web-приложения 38
2.5 Выбор средств разработки 42
3 Практическая разработка 43
3.1 Реализация работы прибора 43
3.2 Реализация web-приложения 46
3.2.1 Подключение к базе данных 46
3.2.2 Реализация страницы регистрации 47
3.2.3 Реализация страницы авторизации 48
3.2.4 Реализация страницы просмотра измерений 49
3.3 Выводы 50
4 Концепция стартап-проекта 52
5 Социальная ответственность 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
CONCLUSION 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
ПРИЛОЖЕНИЯ 97
Приложение А Опрос для врача 98
Приложение Б Бизнес-модель 100
Приложение В Структура базы данных 101
Приложение Г Диплом “Recent achievements and prospects of innovations and technologies” 102
Приложение Д Диплом «Шаг в науку» 103
Приложение Е Код программы микроконтроллера 104
Приложение Ж Код web-приложения
ВВЕДЕНИЕ 9
1. Анализ существующих решений 12
2 Проектирование системы 21
2.1 Проектирование архитектуры системы 21
2.2 Проектирование базы данных 23
2.2.1 Выбор средств разработки 24
2.3 Проектирование прибора 26
2.3.1 Выбор микроконтроллера 31
2.3.2 Выбор протокола Bluetooth-соединения 34
2.3.3 Выбор средств разработки 37
2.4 Проектирование web-приложения 38
2.5 Выбор средств разработки 42
3 Практическая разработка 43
3.1 Реализация работы прибора 43
3.2 Реализация web-приложения 46
3.2.1 Подключение к базе данных 46
3.2.2 Реализация страницы регистрации 47
3.2.3 Реализация страницы авторизации 48
3.2.4 Реализация страницы просмотра измерений 49
3.3 Выводы 50
4 Концепция стартап-проекта 52
5 Социальная ответственность 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
CONCLUSION 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 93
ПРИЛОЖЕНИЯ 97
Приложение А Опрос для врача 98
Приложение Б Бизнес-модель 100
Приложение В Структура базы данных 101
Приложение Г Диплом “Recent achievements and prospects of innovations and technologies” 102
Приложение Д Диплом «Шаг в науку» 103
Приложение Е Код программы микроконтроллера 104
Приложение Ж Код web-приложения
Возраст до 1 года является самым критическим временем для человека так как иммунная система ребенка в этом возрасте еще недостаточно развита, что делает его более уязвимым к инфекционным заболеваниям. Также в некоторых случаях генетические заболевания могут проявиться в этом возрасте [1]. Раннее обнаружение таких заболеваний и своевременное лечение помогут избежать дальнейших осложнений.
Помимо этого, категория возраста от 0 до 5 лет подвергается наибольшему риску детской смертности из-за нестабильности организма [2].
Формирование иммунитета занимает много времени, и пока он не сформирован, ребенок может болеть множеством болезней. Более чем 48% от всех возможных недугов занимают заболевания верхних дыхательных путей у детей [1], что является поводом для беспокойства родителей, ведь нарушения дыхания у младенцев могут нести за собой множество последствий. Поэтому для родителей важно постоянно следить за здоровьем своего ребенка, ведь маленький ребенок не может сказать, что именно у него болит.
Для того, чтобы следить за состоянием ребенка с заболеванием верхних дыхательных путей, родителям или врачу в детском отделении требуется постоянно контролировать температуру, пульс, уровень кислорода в крови и частоту дыхательных движений, так как именно эти показатели являются жизненно-важными при данном типе заболеваний [3].
Если ребенок находится на стационарном лечении, то все замеры выполняют врачи или младший медицинский персонал. Периодичность замеров зависит от тяжести заболевания. На замеры показателей одного ребенка уходит до 10 минут каждый раз [3].
Так как в настоящее время наблюдается нехватка докторов и медицинского персонала до 30% [4], то загруженность врачей увеличивается и появляются переработки и перегрузки персонала, что может приводить к врачебным ошибкам или нехватке времени доктора на всех больных. Из-за того, что замеры занимают около 1,5 часов ежедневно [3], врачам приходится делегировать это на родителей, которые лежат вместе с маленькими детьми. Родители обычно не имеют медицинского образования и не имеют возможности достоверно считать пульс, частоту дыхательных движений и тд. у ребенка, так как такие измерения требуют фиксации младенца, поэтому полученную статистику невозможно назвать достоверной.
Решением перечисленных проблем может стать разработка системы биомониторинга состояния здоровья младенцев, которая позволяет доктору отслеживать статистику со своего мобильного телефона или с компьютера.
Система представляет собой гаджет, который крепится на ножку младенца, именно в этом месте достовернее всего замеры для детей до 1 года [3]. Гаджет связан посредством BLE с мобильным приложением и проводит измерения с заданной периодичностью либо по запросу из приложения. Приложение хранит и анализирует статистику всех измерений и при получении измерения, вышедшего за рамки заданной нормы, приложение высылает уведомление на телефон врача и родителя данного пациента.
Данное решение позволяет снизить беспокойство родителей, так как они смогут видеть цветовую индикацию показателей младенца, разгрузить врачей, автоматически анализируя статистику полученных измерений, реализовать постоянство и достоверность полученных измерений.
Для реализации данной идеи было принято решение о разработке группового проекта по реализации составных частей системы. В данной работе описана серверная часть и прикладная часть устройства, что является ключевой частью в описанной системы. На основании описанных данных составлены следующие цели и задачи разработки:
Цель:
Разработка серверной и прикладной частей системы биомониторинга состояния здоровья младенцев.
Для достижения цели в данной работе поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать существующие методы сбора анамнеза и способы их реализации.
2. Спроектировать архитектуру системы биомониторинга состояния
здоровья младенцев.
3. Спроектировать базу данных сервера.
4. Спроектировать и реализовать web-приложение.
5. Связать web-приложение с базой данных.
6. Спроектировать и реализовать работу прибора.
Помимо этого, категория возраста от 0 до 5 лет подвергается наибольшему риску детской смертности из-за нестабильности организма [2].
Формирование иммунитета занимает много времени, и пока он не сформирован, ребенок может болеть множеством болезней. Более чем 48% от всех возможных недугов занимают заболевания верхних дыхательных путей у детей [1], что является поводом для беспокойства родителей, ведь нарушения дыхания у младенцев могут нести за собой множество последствий. Поэтому для родителей важно постоянно следить за здоровьем своего ребенка, ведь маленький ребенок не может сказать, что именно у него болит.
Для того, чтобы следить за состоянием ребенка с заболеванием верхних дыхательных путей, родителям или врачу в детском отделении требуется постоянно контролировать температуру, пульс, уровень кислорода в крови и частоту дыхательных движений, так как именно эти показатели являются жизненно-важными при данном типе заболеваний [3].
Если ребенок находится на стационарном лечении, то все замеры выполняют врачи или младший медицинский персонал. Периодичность замеров зависит от тяжести заболевания. На замеры показателей одного ребенка уходит до 10 минут каждый раз [3].
Так как в настоящее время наблюдается нехватка докторов и медицинского персонала до 30% [4], то загруженность врачей увеличивается и появляются переработки и перегрузки персонала, что может приводить к врачебным ошибкам или нехватке времени доктора на всех больных. Из-за того, что замеры занимают около 1,5 часов ежедневно [3], врачам приходится делегировать это на родителей, которые лежат вместе с маленькими детьми. Родители обычно не имеют медицинского образования и не имеют возможности достоверно считать пульс, частоту дыхательных движений и тд. у ребенка, так как такие измерения требуют фиксации младенца, поэтому полученную статистику невозможно назвать достоверной.
Решением перечисленных проблем может стать разработка системы биомониторинга состояния здоровья младенцев, которая позволяет доктору отслеживать статистику со своего мобильного телефона или с компьютера.
Система представляет собой гаджет, который крепится на ножку младенца, именно в этом месте достовернее всего замеры для детей до 1 года [3]. Гаджет связан посредством BLE с мобильным приложением и проводит измерения с заданной периодичностью либо по запросу из приложения. Приложение хранит и анализирует статистику всех измерений и при получении измерения, вышедшего за рамки заданной нормы, приложение высылает уведомление на телефон врача и родителя данного пациента.
Данное решение позволяет снизить беспокойство родителей, так как они смогут видеть цветовую индикацию показателей младенца, разгрузить врачей, автоматически анализируя статистику полученных измерений, реализовать постоянство и достоверность полученных измерений.
Для реализации данной идеи было принято решение о разработке группового проекта по реализации составных частей системы. В данной работе описана серверная часть и прикладная часть устройства, что является ключевой частью в описанной системы. На основании описанных данных составлены следующие цели и задачи разработки:
Цель:
Разработка серверной и прикладной частей системы биомониторинга состояния здоровья младенцев.
Для достижения цели в данной работе поставлены следующие задачи:
1. Проанализировать существующие методы сбора анамнеза и способы их реализации.
2. Спроектировать архитектуру системы биомониторинга состояния
здоровья младенцев.
3. Спроектировать базу данных сервера.
4. Спроектировать и реализовать web-приложение.
5. Связать web-приложение с базой данных.
6. Спроектировать и реализовать работу прибора.
В ходе выполнения работы был проведен обзор существующих вариантов систем мониторинга состояния здоровья младенцев, выявлена потребность в разработке и требования к устройству. Спроектирована архитектура системы, разработана структура базы данных. Выбраны технологии и среда разработки, спроектировано и разработано программное обеспечение для прибора, а также web-приложение.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были решены следующие задачи:
1. Анализ предметной области;
2. Выявлены требования к приложению;
3. Спроектирована архитектура системы;
4. Спроектирована база данных;
5. Спроектировано и реализовано web-приложение.
6. Спроектирована и реализована работа прибора.
На данный момент система работает для одного родителя и одного ребенка, собирает статистику на облачную базу данных. Дальше планируется увеличение количества пользователей. Также планируется добавление датчиков для полноценной работы.
Для наилучшего результата разработки помимо выполненных работ требуется оптимизация устройства, добавление аккумулятора, консультации с врачами и тестирование, разработка механизма крепления прибора, подбор материалов.
Данная работа является победителем в научных конференциях и опубликована в журнале с индексом РИНЦ [34]. Дипломы приведены в Приложениях Г и Д.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы были решены следующие задачи:
1. Анализ предметной области;
2. Выявлены требования к приложению;
3. Спроектирована архитектура системы;
4. Спроектирована база данных;
5. Спроектировано и реализовано web-приложение.
6. Спроектирована и реализована работа прибора.
На данный момент система работает для одного родителя и одного ребенка, собирает статистику на облачную базу данных. Дальше планируется увеличение количества пользователей. Также планируется добавление датчиков для полноценной работы.
Для наилучшего результата разработки помимо выполненных работ требуется оптимизация устройства, добавление аккумулятора, консультации с врачами и тестирование, разработка механизма крепления прибора, подбор материалов.
Данная работа является победителем в научных конференциях и опубликована в журнале с индексом РИНЦ [34]. Дипломы приведены в Приложениях Г и Д.