Melina Grünkranz
Hardware, Software
Alexa, play Despacito.
Deutsch Ein Pulsoxymeter-Sensor wird mithilfe einer Socke am Knöchel des Babys angebracht und misst, während das Baby schläft. Der Sensor arbeitet optisch und empfängt Reflektionen von Rotlicht und Infrarotlicht, welche ins Hautgewebe gesendet werden. Die Sensordaten gelangen zu einem Mikrokontroller, der daraus über einen speziellen Algorithmus die Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung des Kindes bestimmt. Die Daten werden zu einer Webapplikation und zum Smartphone übertragen. Der Schlafverlauf und die aktuellen Vitalparameter können dort graphisch dargestellt werden. Sobald die Vitalparameter des Kindes einen kritischen Bereich erreichen, wird ein Alarm am Smartphone ausgegeben, um die Eltern zu informieren. Zudem werden die Daten in einer Zeitreihen-Datenbank gespeichert, um sowohl den aktuellen Schlafverlauf des Babys als auch Verläufe aus der Vergangenheit abrufen und analysieren zu können (z.B. Wochenübersicht).
English A pulse oximeter sensor is attached to the baby's ankle using a sock and measures while the baby is sleeping. The sensor works optically and receives reflections of red light and infrared light, which are sent into the skin tissue. The sensor data is sent to a microcontroller, which uses a special algorithm to determine the baby's heart rate and oxygen saturation. The data is transmitted to a web application and a smartphone. The sleep history and current vital parameters can be displayed graphically there. As soon as the child's vital signs reach a critical range, an alarm is issued on the smartphone to inform the parents. In addition, the data is stored in a time series database so that both the baby's current sleep pattern and patterns from the past can be retrieved and analyzed (e.g. weekly overview).
Unser Projekt unterteilt sich in drei Teile. Der erste Teil umfasst die Hardware, für welchen Melina Grünkranz verantwortlich ist. Der Datentransfer und die Webapplikation wird von Marilena Leppelt übernommen. Alexa Gottwald ist für die App zuständig.
Unser Systemstrukturplan zeigt die einzelnen Komponenten mit dem zugehörigen Teammitglied. Die gemessenen IR und Rotlichtwerte des Sensors werden vom Microcontroller ausgewertet und über eine Datenbank zur Webapplikation gesendet. Dort werden die Daten auf verschiedenen Dashboards visualisiert. Die App erhält die Messwerte von der Datenbank und veranschaulicht diese benutzerfreundlich.
Als Sensor wird das MAX30102 Oximeter- und Herzfrequenzsensormodul verwendet, welches Puls- und SPO2 Messung miteinander vereinen kann und über eine I2C-Schnittstelle kommuniziert. Der Sensor ist leicht mit einem Mikrocontroller zu verbinden. In diesem Projekt wird ein ESP23 verwendet.
InfluxDB ist eine Open-Source-Zeitreihendatenbank, die für die Speicherung und Abfrage von hochfrequenten Zeitreihendaten optimiert ist. Sie wird häufig in Anwendungen wie Monitoring, IoT (Internet of Things) und Analysen verwendet. InfluxDB erleichtert die Datenmodellierung, verwendet eine Abfragesprache ähnlich zu SQL (InfluxQL) und funktioniert nahtlos mit Visualisierungstools wie Grafana.
Grafana ist eine Open-Source-Plattform, die dazu dient, Daten aus vielfältigen Quellen zu sammeln und in ansprechenden Dashboards zu visualisieren. Durch diese Funktionalitäten ermöglicht Grafana eine Überwachung sowie Analyse der Daten.
Über eine App am Mobiltelefon können die Daten abgefragt und dargestellt werden. Bei Abweichung der Werte von der Norm erfolgt eine automatische Alarmierung. Damit sind die Eltern in der Lage, schnell zu reagieren, was für ihr Kind lebensrettend sein kann.