Sistema LoRa de Monitorización Remota de Pacientes COVID-19

Componentes y materiales

Herramientas necesarias

• Pistola silicona caliente
• Soldador

Aplicaciones y servicios cloud

• Android Studio (app móvil)
• Arduino Web Editor
• AWS IoT Core (plataforma cloud)
• VS Code + extensión Arduino

Sobre el proyecto

Resumen

Sistema inteligente de monitorización de pacientes COVID-19 mediante red de sensores conectados. Recopila parámetros vitales, los envía a nube IoT, detecta condiciones críticas automáticamente y envía notificaciones push a médicos/enfermeros y personal hospitalario. Permite monitorización remota sin visita presencial a UCI. Familiares también acceden con permisos limitados.

Descripción

The Things UNO (board LoRa) actúa como controlador principal: lee sensores y transmite vía LoRa a The Things Gateway, conectado a AWS IoT Core.

Lista hardware detallada

Detección de emergencia (Ecuación I)

La condición crítica se evalúa mediante fórmula matemática:

Donde los umbrales están definidos en Tabla 1:

Aplicaciones de visualización

App móvil para médicos/enfermeros: gráficas y gauges tiempo real de parámetros vitales. Recibe push notifications ante emergencia (Ecuación I).

Dashboard web para personal UCI: monitoriza múltiples pacientes simultáneamente, mejora eficiencia unidad.

Conclusión

El sistema permite monitorización remota en tiempo real de pacientes UCI, mejorando eficiencia y calidad asistencial. Gran potencial para evolucionar a wearable para monitorizar ancianos o bebés desde cualquier lugar.

Referencia

Uddin, M. S., Alam, J. B., & Banu, S. (2017). Real time patient monitoring system based on internet of things. 2017 4th International Conference on Advances in Electrical Engineering (ICAEE), 516-521. DOI: 10.1109/ICAEE.2017.8255410

Código Arduino (Things UNO)

#include <TheThingsNetwork.h>
#include <SPI.h>
#include <MAX30100_PulseOximeter.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_BME280.h>

const char *appEui = "0000000000000000";
const char *appKey = "00000000000000000000000000000000";
#define loraSerial Serial1
#define debugSerial Serial
#define freqPlan REPLACE_ME  // TTN_FP_EU868 o TTN_FP_US915

int bpm, spo2;
float temp;
Adafruit_BME280 bme;
unsigned long currentMillis;
#define REPORTING_PERIOD_MS 1000
PulseOximeter pox;
uint32_t tsLastReport = 0;

void onBeatDetected() { /* Serial.println("Beat!"); */ }

void measured_pulse() {
pox.update();
if (millis() - tsLastReport > REPORTING_PERIOD_MS) {
bpm = pox.getHeartRate();
tsLastReport = millis();
}
}

TheThingsNetwork ttn(loraSerial, debugSerial, freqPlan);

void setup() {
loraSerial.begin(57600);
debugSerial.begin(9600);
while (!debugSerial && millis() < 10000);
debugSerial.println("-- STATUS"); ttn.showStatus();
debugSerial.println("-- JOIN"); ttn.join(appEui, appKey);

Serial.println(F("BME280 test"));
Serial.println("Inicializando MAX30100");
pox.begin();
pox.setOnBeatDetectedCallback(onBeatDetected);

bool status = bme.begin();
if (!status) {
Serial.println("BME280 no encontrado, revisa cableado!");
while (1);
}

pinMode(7, OUTPUT);
pinMode(A0, INPUT);
pinMode(8, INPUT);
pinMode(6, INPUT);
}

void loop() {
debugSerial.println("-- LOOP");
int h_rate = analogRead(A0);
int button = digitalRead(8);
float temperature = pox.getTemperature();
spo2 = pox.getSpO2();
bpm = bpm;
float humidity = bme.readHumidity();
int movement = digitalRead(6);

byte payload[7];
payload[0] = highByte(bpm);
payload[1] = lowByte((int)temperature);
payload[2] = highByte((int)humidity);
payload[3] = lowByte(movement);
payload[4] = lowByte(spo2);
payload[5] = lowByte(button);
payload[6] = lowByte(h_rate);

debugSerial.print("Temp: "); debugSerial.println(temperature);
debugSerial.print("Hum: "); debugSerial.println(humidity);
debugSerial.print("BPM: "); debugSerial.println(bpm);
debugSerial.print("SpO2: "); debugSerial.println(spo2);
debugSerial.print("H_rate: "); debugSerial.println(h_rate);
debugSerial.print("Btn: "); debugSerial.println(button);
debugSerial.print("Mov: "); debugSerial.println(movement);

ttn.sendBytes(payload, sizeof(payload));
delay(20000); // envío cada 20 seg
}

Esquemático