描述

介紹

自醫(yī)學(xué)發(fā)展以來，體溫監(jiān)測一直是人們關(guān)注的問題。由于多種原因，需要在多種疾病中不斷監(jiān)測患者的體溫。即使人類一直小心謹(jǐn)慎，也可能會發(fā)生錯(cuò)誤，并且情況將無法控制。當(dāng)前的疫情形勢更需要我們關(guān)注，受感染的人數(shù)每天都在增加，每一位醫(yī)務(wù)人員的工作量都在增加。因此，本項(xiàng)目將重點(diǎn)在兩種情況下創(chuàng)建自動警報(bào)系統(tǒng)，當(dāng)任何特定患者的溫度 1）目前惡化或 2）在不久的將來趨于偏離正常指定范圍時(shí)。該項(xiàng)目的主要思想也可用于許多工業(yè)應(yīng)用。

示范

該項(xiàng)目基本上包括3個(gè)部分：

1) 感應(yīng)體溫。

2) 當(dāng)病人體溫突然變化時(shí)，建立健全的警報(bào)系統(tǒng)。

3) 當(dāng)預(yù)計(jì)患者的體溫在不久的將來會惡化時(shí)，打開 LED。

首先，LM35溫度傳感器需要放置在患者體腔內(nèi)，測量實(shí)際體溫。需要收集和存儲數(shù)據(jù)以供進(jìn)一步分析。使用這些數(shù)據(jù)，任何機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)都可以預(yù)測接下來一小時(shí)或半小時(shí)的溫度讀數(shù)。可以設(shè)置一些閾值上限和下限。因此，將同時(shí)執(zhí)行兩件事。如果預(yù)測值和當(dāng)前值保持在閾值范圍內(nèi)，則將連續(xù)檢查這些值。如果有任何差異，將向警報(bào)提供一個(gè)肯定的信號。

兩個(gè)獨(dú)立的報(bào)警系統(tǒng)的需要是不言自明的。蜂鳴器將尋求立即干預(yù)，而 LED 將有助于采取預(yù)防措施。

電路連接

硬件連接示意圖如下所示。

電路原理圖

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可以使用給定示意圖的參考來描述連接。LM35 溫度傳感器的輸入來自模擬引腳 A0。兩個(gè)輸出分別在數(shù)字引腳 1 和 4 處提供，用于 LED 和蜂鳴器。

LM35是一個(gè)溫度傳感器，它輸出成比例的模擬電壓到相應(yīng)的溫度。它有 3 個(gè)引腳，Vcc 連接到 WiFi 模塊的 5V 點(diǎn)，GND 連接到地，輸出點(diǎn)連接到 A0，讀取電壓。實(shí)際溫度值由 T=r/10.24 給出，其中 r 是模擬引腳的讀數(shù)。

LED 連接在數(shù)字引腳 1 和 GND 之間以及串聯(lián)的電阻器（330 歐姆 - 用于限制電流），蜂鳴器連接在引腳 4 和 GND 之間。

操作和控制

• 配置文件

這個(gè)項(xiàng)目的程序是在 Ubuntu 中用 python 完成的。創(chuàng)建一個(gè)配置文件，其中包含 WiFi 模塊的詳細(xì)信息和主程序所需的其他一些詳細(xì)信息。文件中的代碼如下所示。

API_KEY = "XXXX-XXXX..."        //Bolt Cloud API Key
DEVICE_ID = "BOLTXXXXX"    //Device ID of the Bolt Module
FRAME_SIZE = 10        //Frame Size of Z Score Analysis
MUL_FACTOR = 5         //Multiplication factor of Z Score Analysis

• Z 分?jǐn)?shù)分析

Z score Analysis 是一個(gè)工具，常用于異常檢測。雖然，這里它用于一些不同的目的。我們先討論一下算法。基本上，它為我們提供了兩個(gè)最佳值作為一個(gè)范圍。這是被稱為上限和下限的值。

它考慮了一些先前的值并計(jì)算其均值和方差，并因此創(chuàng)建了一個(gè)分布，該分布給出了兩個(gè)值的范圍。幀大小和乘法取決于用戶的選擇。

• 完整代碼

完整代碼

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如上所述，此代碼執(zhí)行兩項(xiàng)工作。給出了兩對預(yù)設(shè)值，一對用于與當(dāng)前值進(jìn)行比較，另一對用于與預(yù)測值進(jìn)行比較。

• 算法

比如說，x 是當(dāng)前值，x1，x2 是范圍，從 Z 分?jǐn)?shù)分析中獲得。此外，a1、a2是與當(dāng)前值比較的預(yù)設(shè)最小值和最大值，b1、b2是與預(yù)測值比較的預(yù)設(shè)最小值和最大值。如果 xa2，蜂鳴器將亮起，如果 x1b2，則 LED 將亮起。所有預(yù)設(shè)值均由經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員選擇。

• 可能的情況

下面提到了一些場景及其影響。

1. LED 發(fā)光，蜂鳴器關(guān)閉- 患者體溫緩慢下降，因此預(yù)測的未來值已超出規(guī)定值，因此應(yīng)采取預(yù)防措施。

2. 蜂鳴器亮，LED 不亮——這種情況發(fā)生的可能性很小，但如果發(fā)生，則說明溫度突然變差，需要立即注意。

3. 兩者都開啟- 這也是一個(gè)危急情況，它會在一段時(shí)間內(nèi)尋求一定程度的關(guān)注，直到情況得到控制。

4. 兩者都關(guān)閉——這意味著溫度在控制之中。

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