描述

介紹

自醫學發展以來，體溫監測一直是人們關注的問題。由于多種原因，需要在多種疾病中不斷監測患者的體溫。即使人類一直小心謹慎，也可能會發生錯誤，并且情況將無法控制。當前的疫情形勢更需要我們關注，受感染的人數每天都在增加，每一位醫務人員的工作量都在增加。因此，本項目將重點在兩種情況下創建自動警報系統，當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。該項目的主要思想也可用于許多工業應用。

示范

該項目基本上包括3個部分：

1) 感應體溫。

2) 當病人體溫突然變化時，建立健全的警報系統。

3) 當預計患者的體溫在不久的將來會惡化時，打開 LED。

首先，LM35溫度傳感器需要放置在患者體腔內，測量實際體溫。需要收集和存儲數據以供進一步分析。使用這些數據，任何機器學習技術都可以預測接下來一小時或半小時的溫度讀數。可以設置一些閾值上限和下限。因此，將同時執行兩件事。如果預測值和當前值保持在閾值范圍內，則將連續檢查這些值。如果有任何差異，將向警報提供一個肯定的信號。

兩個獨立的報警系統的需要是不言自明的。蜂鳴器將尋求立即干預，而 LED 將有助于采取預防措施。

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。兩個輸出分別在數字引腳 1 和 4 處提供，用于 LED 和蜂鳴器。

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

LED 連接在數字引腳 1 和 GND 之間以及串聯的電阻器（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

這個項目的程序是在 Ubuntu 中用 python 完成的。創建一個配置文件，其中包含 WiFi 模塊的詳細信息和主程序所需的其他一些詳細信息。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 分數分析

Z score Analysis 是一個工具，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最佳值作為一個范圍。這是被稱為上限和下限的值。

它考慮了一些先前的值并計算其均值和方差，并因此創建了一個分布，該分布給出了兩個值的范圍。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，此代碼執行兩項工作。給出了兩對預設值，一對用于與當前值進行比較，另一對用于與預測值進行比較。

• 算法

比如說，x 是當前值，x1，x2 是范圍，從 Z 分數分析中獲得。此外，a1、a2是與當前值比較的預設最小值和最大值，b1、b2是與預測值比較的預設最小值和最大值。如果 xa2，蜂鳴器將亮起，如果 x1b2，則 LED 將亮起。所有預設值均由經驗豐富的專業人員選擇。

• 可能的情況

下面提到了一些場景及其影響。

1. LED 發光，蜂鳴器關閉- 患者體溫緩慢下降，因此預測的未來值已超出規定值，因此應采取預防措施。

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

3. 兩者都開啟- 這也是一個危急情況，它會在一段時間內尋求一定程度的關注，直到情況得到控制。

4. 兩者都關閉——這意味著溫度在控制之中。

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