ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ предметной области 6
1.1 Формирование требований к системе 6
1.2 Сравнительный анализ существующих решений 7
1.2.1 Система GlowCap 7
1.2.2 Система AdhereTech 9
1.2.3 Система MedReady 1700 11
1.2.4 Система MedCenter System 12
1.2.5 Система Xiaomi Zayata Portable Smart Pill Dispenser 14
1.3 Итоги 15
2 Разработка аппаратного обеспечения системы 16
2.1 Описание процессов в системе 16
2.1 Сравнение микроконтроллера и микрокомпьютера 20
2.1.1 Плата на микроконтроллере 20
2.1.2 Плата на микрокомпьютере 21
2.2 Сравнение технических характеристик плат на микроконтроллере .. 23
2.2.1 Плата Arduino Uno 23
2.2.2 Плата Arduino Leonardo 24
2.2.3 Плата Iskra Neo 26
2.2.4 Плата Arduino Mini 27
2.2.5 Плата Arduino Micro 28
2.2.6 Плата Arduino Mega 30
2.2.7 Плата Arduino Due 31
2.2.8 Плата Iskra JS 33
2.2.9 Плата Strela 34
2.2.10 Плата Arduino Yun 36
2.2.11 Плата Netduino 2 37
2.2.12 Плата Netduino Plus 2 39
2.3 Выбор способа передачи данных 40
2.3.1 Связь по Мобильной сети 41
2.3.2 Связь по сети Bluetooth 41
2.3.3 Связь по сети Интернет 42
2.4 Сравнение Ethernet-модулей для Arduino Uno 43
2.4.1 Плата расширения Ethernet Shield W5100 44
2.4.2 Модуль подключения ENC28J60 45
2.5 Выбор датчика открытия банки 46
2.6 Результат сравнительного анализа аппаратной части 48
2.7 Реализация аппаратной части 49
2.8 Процесс подключения и эксплуатация устройства 53
3 Разработка программного обеспечения серверной части системы 58
3.1 Язык программирования PHP 59
3.2 Серверная платформа 60
3.3 Детали реализации 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
В настоящее время цифровые технологии внедрены во все сферы человеческой деятельности. Развитие медицины также невозможно без внедрения новых технологий по лечению, реанимированию, транспортировке больных. Одной из проблем, которые могут быть решены с использованием информационных технологий является контроль за приемом лекарств пациентами. Достаточно распространена ситуация, когда амбулаторный больной получает курс лечения, включающий лекарства, однако при этом он постоянно пропускает их прием. Одной из множества причин, которой люди объясняют несоблюдение режима приёма медикаментов, является забывчивость [1]. Забывчивость может возникать на подсознательном уровне из-за множества психологических факторов, таких как психологический защитный механизм отрицания. Для некоторых людей заболевание является постоянным источником беспокойства, а лекарственные средства - постоянным напоминанием об этом. Так же беспокойство может возникать из-за возможных побочных эффектов лекарственных средств [2].
Пропуск приема медикаментов у пациента может привести к серьезным последствиям. По данным статистики, каждый год 125000 человек умирают от сердечно-сосудистых заболеваний [3] из-за несоблюдения режима приема лекарств. Так же, если пациент не принимает все прописанные специалистом антибиотики, могут происходить повторные вспышки не долеченных инфекционных заболеваний и появляться проблемы, которые связаны с появлением бактерий, устойчивых к антибиотику [4].
Целью работы является создание аппаратно-программное платформы автоматизации процесса контроля приема медикаментов пациентом, находящимся на амбулаторном лечении, которая позволит, с одной стороны напоминать пациенту о необходимости приема лекарств в соответствии с расписанием, и собирать статистику о приеме лекарств для внешних систем с другой стороны.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ предметной области и сформулировать требования к решению.
2. Провести анализ существующих решений и определить их
применимость для решения поставленных задач.
3. Спроектировать и разработать аппаратное обеспечение с
возможностью отслеживания приема лекарств и доступом в сеть Интернет.
4. Разработать программное обеспечение для сбора сведений о приеме лекарств с аппаратного обеспечения с веб-интерфейсом для просмотра статуса аппаратного обеспечения
В результате проделанной работы были проанализированы аналоги систем «Умная банка». Были проанализированы типы плат, модели плат, разработанных на микроконтроллере. Были проанализирована доступные способы связи для плат на микроконтроллере. На основе этого анализа было произведено сравнение существующих способов реализации обмена данными с платой по выбранному способу связи. Так же были проанализированы существующие датчики магнитного поля для выбора наиболее подходящего в качестве сенсора, который отслеживает состояние разработанного прототипа. Было спроектировано схематичное представление работы прототипа устройства “умная банка”. Была произведена сборка в соответствии со спроектированной схемой устройства умная банка, а также успешно протестирована работоспособность разработанного устройства. Было разработано программное обеспечение для реализации связи между собранным прототипом и веб-приложением. Данное ПО реализует набор сценариев для обеспечения автономной работы умной банки, а также реализована функциональность ручного управления. Сервер реализует отправку управляющего сигнала, который включает световую индикацию на прототипе, сигнализирующую о необходимости принятия медикаментов. В случае, когда крышка умной банки не закрыта включается дополнительная световая индикация, которая сообщает пользователю о необходимости закрыть крышку умной банки. После успешного приема вся световая индикация выключается. Далее сервер реализует отправку управляющего сигнала о необходимости отправить данные о приеме с умной банки на сервер. Когда прототип принимает сигнал, то световая индикация выключается в случае, если пользователь так и не закрыл крышку. Прототип формирует данные и отправляет их на сторону сервера. После произведенный действий сервер генерирует запрос с данными для веб-приложения, а так же вносит данные в журнал приема и изменяет актуальный статус последнего приема медикаментов. Сервер имеет возможность отображать журнал приема медикаментов со статусом приема, датой и временем, статус последнего приема медикаментов пользователем, а так же элементы ручного управления.
