Розроблення безпровідної системи моніторингу фізіологічних параметрів людини під час тренування на основі Arduino Nano
Автор: Кісільов Максим Сергійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Радіоелектронні апарати та засоби
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Підготовка професійних спортсменів завжди потребує оптимального плану та відповідної програми навчання для досягнення максимальних результатів. Важливим моментом в цій підготовці є проведення періодичних клінічних та фізіологічних досліджень загального стану організму.. Спортивна фізіологія - це індивідуальна характеристика спорту, виражається через фізіологію, обмін речовин та енергію спортсменів під впливом фізичної активності [1]. Виявлення справжньої природи фізіологічних та енергетичних процесів під час тренувань значною мірою впливає на їх ефективність навчання та подальші дії. Крім того, своєчасна оцінка також запобігає появі надлишкової втоми та дозволяє корегувати навантаження відповідно до зовнішніх умов, таких як стадіони, тренувальні майданчики на яких відсутні відповідні засоби контролю. Під час тренування виникає потреба у проведенні комплексної оцінки фізіологічних резервів спортсмена яка дозволить правильно вибирати навантаження і прогнозувати час фізичного відновлення. Існуючі методи контролю [2-10] не забезпечують проведення дистанційного аналізу сукупності фізіологічних параметрів, тому розроблення системи для комплексного моніторингу спортсмена під час тренувань є актуальним питанням. Об’єкт дослідження - система дистанційного моніторингу фізіологічних параметрів спортсменів. Предмет дослідження – апаратні та програмні засоби реєстрації і оброблення інформації про фізіологічні параметри. Мета досліджень – розроблення дистанційної системи для контролю фізіологічних параметрів спортсменів. Досліджено структуру систем моніторингу основних фізіологічних параметрів. Показано можливість розширення функціональних властивостей систем моніторингу за рахунок використання локальних безпровідних мереж. В процесі виконання розроблено структурну, функціональну та електричну схему системи дистанційного моніторингу на основі платформи Arduino [11]. Ключові слова – система моніторингу фізіологічних параметрів, сенсор, безпровідний звязок, платформа Arduino. Перелік використаних літературних джерел: 1. Helgerud, J., Hoydal, K., Wang, E., Karlsen, T., Berg, P., Bjerkaas, M., Simonsen, T., (...), Hoff, J. Aerobic high-intensity intervals improve V?O2max more than moderate training (2007) Medicine and Science in Sports and Exercise, 39 (4), pp. 665-671. doi: 10.1249/mss.0b013e3180304570. 2. Vehkaoja, A., Verho, J., Comert, A., Aydogan, B., Perhonen, M., Lekkala, J., Halttunen, J. System for ECG and heart rate monitoring during group training (2008) Proceedings of the 30th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS’08 - "Personalized Healthcare through Technology", art. no. 4650295, pp. 4832-4835. doi: 10.1109/iembs.2008.4650295. 3. Payli, B., Durresi, A. A wireless non-invasive real-time monitoring blood lactate test for a moving subject (2008) Proceedings - 4th IEEE International Conference on eScience, eScience 2008, art. no. 4736791, pp. 350-351. doi: 10.1109/eScience.2008.121. 4. Abawajy, J.H., Hassan, M.M. Federated Internet of Things and Cloud Computing Pervasive Patient Health Monitoring System (2017) IEEE Communications Magazine, 55 (1), art. no. 7823337, pp. 48-53. doi: 10.1109/MCOM.2017.1600374CM 5. Sivasankari, P., Anbarasan, M., Moses, M. Arduino based human health care monitoring and control system (2016) IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering, 11 (3), pp. 9-18. 6. Fezari, M., Rasras, R., Emary, I.M.M.E. Ambulatory Health Monitoring System Using Wireless Sensors Node (Open Access) (2015) Procedia Computer Science, 65, pp. 86-94. doi: 10.1016/j.procs.2015.09.082 7. Premkumar, K., Padmapriya, S., Priyadharshani, R., Kapaganti, P. A Survey on Healthcare Monitoring system using Wireless Sensor Networks (WSN) (2018) International Journal of Pure and Applied Mathematics, 118 (14), pp. 485-492. 8. Yan, S., Ma, H., Li, P., Song, G., Wu, J. Development and application of a structural health monitoring system based on wireless smart aggregates (Open Access) (2017) Sensors (Switzerland), 17 (7), art. no. 1641. doi: 10.3390/s17071641 9. Kumar, R., Pallikonda Rajasekaran, M. An IoT based patient monitoring system using raspberry Pi (2016) 2016 International Conference on Computing Technologies and Intelligent Data Engineering, ICCTIDE 2016, art. no. 7725378. doi: 10.1109/ICCTIDE.2016.7725378 10. Mahmud, M.S., Wang, H., Esfar-E-Alam, A.M., Fang, H. A Wireless Health Monitoring System Using Mobile Phone Accessories (Open Access) (2017) IEEE Internet of Things Journal, 4 (6), art. no. 7803609, pp. 2009-2018. doi: 10.1109/JIOT.2016.2645125 11. Microchip. ATmega328. Device Overview. https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328.