Sistema de monitoramento de parâmetros fisiológicos e ambientais utilizando Rede Mesh

Abstract

A microeletrônica e as redes de sensores sem fio (RSSF) têm sido amplamente utilizadas na área médica. Pode-se citar, como exemplo, o desenvolvimento de dispositivos portáteis para o monitoramento de sinais fisiológicos como a frequência cardíaca, a temperatura corporal, a saturação arterial de oxigênio no sangue (SaO2), a pressão arterial, entre outros. As RSSFs também podem ser aplicadas no monitoramento de parâmetros ambientais. O trabalho teve como objetivo a implementação de um dispositivo para o monitoramento sem fio de parâmetros fisiológicos e ambientais utilizando rede mesh, com conexão WiFi. O dispositivo portátil foi construído com três módulos de microcontroladores ESP32, um sensor de biossinais MAX30100 e um sensor barométrico BME280. Uma rede mesh foi implementada utilizando os três microcontroladores ESP32. O dispositivo foi utilizado para monitorar a frequência cardíaca e a saturação arterial de oxigênio no sangue (SaO2) de um voluntário, e para monitorar parâmetros ambientais de temperatura e pressão atmosférica. Os parâmetros fisiológicos e ambientais também foram medidos com instrumentos comerciais, que serviram como referência. As acurácias do dispositivo implementado foram as seguintes: frequência cardíaca: 96,9%; SaO2: 98,2%; temperatura ambiente: 99,8% e pressão atmosférica: 99,9%.

The microelectronics and wireless sensor networks (WSN) have been widely used in the medical field. One can mention, as an example, the development of portable devices for monitoring physiological signals such as heart rate, body temperature, arterial blood oxygen saturation (SaO2), blood pressure, among others. WSNs can also be applied to monitoring environmental parameters, which are also related to health. The work aimed the implementation of a device for wireless monitoring of physiological and environmental parameters using a mesh network, with WiFi connection. The portable device was built with three ESP32 microcontroller modules, a MAX30100 biosignal sensor and a BME280 barometric sensor. A mesh network was implemented using the three ESP32 microcontrollers. The device was used to monitor the heart rate and arterial blood oxygen saturation (SaO2) of a volunteer, and to monitor environmental parameters of temperature and atmospheric pressure. Physiological and environmental parameters were also measured with commercial instruments, which were used as a reference. The accuracies of the implemented device were as follows: heart rate: 96.9%; SaO2: 98.2%; room temperature: 99.8% and atmospheric pressure: 99.9%.