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UNVERSIDADE POSITIVO

NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO

José Guilherme Domingos Nardes, Giovani Chequim

Orientador: Professor Eduardo Juliano Alberti

PULSEIRA PARA MONITORAMENTO DE QUEDA E BATIMENTO CARDÍACO

DE IDOSOS.

Curitiba, 2015

2

RESUMO

Segundo estatísticas publicadas pelo IBGE, nosso país caminha para se tornar um país

majoritariamente idoso. De acordo com o estudo, o grupo de 60 anos ou mais se tornará

maior que o grupo com até 14 anos já em 2030, em 2055, a participação dos idosos em nossa

população se apresentará em maior número do que a de jovens até 29 anos. Com isto, este

trabalho poderá ser explorado comercialmente, com o aumento da dificuldade para o cuidado

com os idosos, se apresentam com riscos eminentes no cotidiano dos mesmos.

Com intuito de explorar este nicho mercadológico propõem-se uma pulseira capaz de

efetuar o monitoramento dos batimentos cardíacos e detecção de queda de um indivíduo.

Podendo prover uma solução que com alguns sensores e um aplicativo para a capacidade de

realizar o monitoramento remoto do usuário da pulseira, assim antecipando o atendimento em

situações de riscos, podendo ser estas a bradicardia, taquicardia e uma queda.

Com resultados muito próximos dos produtos já existentes no mercado em todos os

aspectos, este trabalho se apresenta disposto a atender a uma demanda existente para seus

usuários.

Palavras-chave: Fotopletismografia, tecnologia assistiva, pulseira para monitoramento

cardíaco.

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ABSTRACT

According to statistics published by IBGE, our country start to be become a major aged

country, as this study points, the group of 60 years or plus it will become bigger than the

group of 14 less, at 2030 and 2055 the participation of the group of 60+ it will be bigger than

people with less the 29 years. Thanks to that this work can be completely explored

commercially, when you have the increase of the difficulty to take care of these people,

where is the age with more risks in daily activities.

With the intention to explore the opportunity it is proposed a band able to perform the

heart rate monitoring and as well the fall detection of a person. Providing a solution with a

couple of sensors and an mobile application to perform the remote monitoring of the user of

the band, enabling the possibility to perform an treatment as fast as possible in any risk

situation, which could be a hard fall, an bradycardia or an tachycardia.

With the results very similar to professional products already on the market in all

aspects, this work presents itself as a very reliable product to attend a piece of the market

with this particular solution.

Keywords: Photoplethysmography, Assistive technology, wristband for heart rate.

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 5

1.1 OBJETIVO GERAL ..................................................................................................................... 5

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................................................... 5

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................................................................................... 6

2.1 FOTOPLETISMOGRAFIA ........................................................................................................... 6

2.2 DETECÇÃO DE QUEDA ............................................................................................................. 6

2.3 “BLUETOOTH” ......................................................................................................................... 7

3 ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA ................................................................................................................ 8

3.1 ANÁLISE DE REQUISITOS ......................................................................................................... 9

3.2 RESTRIÇÕES ........................................................................................................................... 10

3.3 DESCRIÇÃO DAS PARTES COMPONENTES E INTERFACEAMENTO ENTRE SISTEMAS ............ 10

4 DESENVOLVIMENTO ..................................................................................................................... 11

4.1 “HARDWARE” ........................................................................................................................ 11

4.2 “SOFTWARE” ......................................................................................................................... 17

5 TESTES E RESULTADOS .................................................................................................................. 21

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E TRABALHOS FUTUROS ........................................................................ 22

7 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 23

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1 INTRODUÇÃO

Atualmente a preocupação com o cuidado aos idosos tem se apresentado em uma

escala cada vez mais crescente graças ao grande aumento da terceira idade.

Normalmente, os idosos são monitorados através de equipamentos de ECG, “Holters”

ou outros dispositivos afim de detectar possíveis problemas. Para a aferição da

integridade do internado se faz necessário a interação humana, culminando em uma taxa

de imperfeição na análise das informações coletadas e também culminando em um

aumento de custo em relação aos colaboradores utilizados para tal atividade, assim

dificultando a acessibilidade ao pronto atendimento em hospitais.

Graças a dificuldade financeira apresentada foi idealizado o desenvolvimento de

uma pulseira para facilitar essa análise da frequência cardíaca por sensores e

comunicação com um aplicativo no celular que avisa os contatos de emergência em

qualquer situação de risco detectada, assim podendo ser efetuada a análise remotamente

via aplicativo desenvolvido e com isso reduzindo todos os riscos, custos da operação na

forma a qual ela existe atualmente e também trazendo mais conforto para as pessoas que

podem passar por alguma urgência e não estar em um local preparado como hospital.

1.1 OBJETIVO GERAL

Este projeto destina-se ao desenvolvimento de uma pulseira para monitoramento

cardíaco e detecção de queda, proporcionando uma maneira rápida e automática de

aviso aos contatos de emergência via aplicativo desenvolvido.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Projeto e desenvolvimento de solução embarcada para sensoriamento cardíaco e de

aceleração; estudo dos métodos de medição e aquisição de fluxo sanguíneo;

fundamentação teórica nos métodos de carga e descarga de baterias LiPo.

2. Projeto e desenvolvimento de circuitos de condicionamento e tratamento dos sinais

biológicos coletados dos sensores biométricos (“hardware”); Desenvolvimento de

um protocolo de transmissão de dados por um sistema sem fio; (comunicação);

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3. Desenvolvimento de um “software” de supervisão, visualização e alarmes de

informações cardíacas; desenvolvimento de “firmware” embarcado no

microcontrolador responsável pelo processamento dos sinais dos sensores de

entrada. (“software”);

4. Testes de avaliação de desempenho do sistema como um só.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 FOTOPLETISMOGRAFIA

A fotopletismografia é a técnica que efetua a medição e registro de modificações

de volume de uma parte do corpo, órgão ou membro, decorrente de fenômenos

circulatórios, pletismografia é uma palavra que se deriva do grego a qual significa

aumento e grafia (graphein) registro escrito, podendo afirmar que é o registro da

variação de volume. Essa tecnologia se baseia no princípio pletismografico para efetuar

a detecção de alterações no volume de sangue, por meios ópticos, “O sinal pulsátil do

volume de sangue (onda de pulso) é detectado pelo foto-transistor como uma

modulação do sinal original da onda portadora” (BHATTACHARYA, KANJILAL,

MURALIDHAR, 2001).

A absorção de luz pelas hemácias é o que possibilita a utilização da

pletismografia, o que representa que para as zonas do corpo-humano envolventes, a

absorção de luz visível se deve a hemoglobina, a qual tem sua melhor absorção de

radiação óptica na variação entre 600nm e 1200nm (HALLIDAY, 2008).

Para aferir os batimentos cardíacos de idosos, optou-se pela utilização de sensores

fotopletismográficos reflexivos, que apresentam um comportamento totalmente

diferenciado dos transmissivos. Nos sensores reflexivos tanto o foto-emissor quanto o

foto-transmissor são posicionados isolados em cada câmara para que se evite a

iluminação direta entre os mesmos, permitindo exclusivamente que a luz emitida pelo

emissor atinja o receptor, diferentemente da fotopletismografia transmissiva na qual o

foto-emissor e o foto receptor se apresentam em extremidade opostas da região de

interesse (V.V THIN, 2002).

2.2 DETECÇÃO DE QUEDA

Afim de detectar a queda dos indivíduos, acelerômetro e giroscópio foram

utilizados. O princípio básico do acelerômetro se resume em medir a aceleração própria,

7

graças a esta característica física se torna impossível a detecção de queda de um objeto

apenas com o acelerômetro. Graças a isso também se utilizou o giroscópio, o qual é

um dispositivo que consiste de um rotor suspenso por um suporte formado por dois

círculos articulados, com juntas tipo Cardan. Seu funcionamento baseia-se no princípio

da inércia, mas neste trabalho o giroscópio é utilizado pelo seu funcionamento baseado

na inércia, foi se possível efetuar a detecção de quando a pessoa viesse a sofrer uma

queda.

2.3 “BLUETOOTH”

Com a chegada do momento da integração dos sistemas da pulseira e do

aplicativo no celular Android foi se utilizado o “bluetooth” por ser uma opção barata e

muito confiável para a tarefa e tem as especificações padronizadas. Os dispositivos

“bluetooth” operam na faixa ISM (“Industrial, Scientific, Medical”) centrada em 2,45

GHz em sua camada física de Rádio (RF) que era formalmente reservada para alguns

grupos de usuários profissionais. “Nos Estados Unidos, a faixa ISM varia de 2400 a

2483,5 MHz. Na maioria da Europa a mesma banda também está disponível. No Japão

a faixa varia de 2400 a 2500 MHz. Os dispositivos são classificados de acordo com a

potência e alcance, em três níveis: classe 1 (100 mW, com alcance de até 100 m), classe

2 (2,5 mW e alcance até 10 m) e classe 3, (1 mW e alcance de 1 m, uma variante muito

rara). Cada dispositivo é dotado de um número único de 48 bits que serve de

identificação” (Alecrim, 2008)Graças a toda a padronização mundial do “bluetooth”,

foi escolhido o mesmo para toda a comunicação entre as soluções. Atualmente esta

tecnologia de comunicação wireless se apresenta capaz de atingir padrões de velocidade

de até 3 Mbps o que é muito acima do necessário para o trabalho, o qual só utiliza a

plataforma de comunicação para informar alguma situação de risco do usuário para ter o

mínimo de consumo de bateria possível.

O “bluetooth” é definido como uma arquitetura de camadas de protocolo,

constituído de alguns protocolos núcleo, os quais seriam (SIMPSON, 1994):

“Bluetooth” RF — especifica detalhes da interface com o ar, incluindo

frequência, salteamento, esquema de modulação e força da transmissão;

“Baseband” — fala sobre estabelecimento de conexão com uma

“piconet”, endereçamento, formato do pacote, temporização e controle de

energia;

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“Link Manager Protocol” (LMP) — estabelece a configuração do link

entre dispositivos “bluetooth” e gerenciamento de links em andamento,

incluindo aspectos de segurança (ex. autenticação e encriptação), e

controle e negociação do tamanho do pacote da banda base;

“Logical Link Control and Adaptation Protocol” (L2CAP) — adapta os

protocolos da camada superior à camada de banda base, fornecendo

tantos serviços sem conexão quanto serviços orientados à conexão;

“Service Discovery Protocol” (SDP) — manipula informações do

dispositivo, serviços e consultas para características de serviço entre dois

ou mais dispositivos “bluetooth”.

3 ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA

O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento de uma pulseira

eletrônica, com capacidade de identificar situações de bradicardia, taquicardia e queda.

Para tal solução foi utilizado um sensor “PulseSensor” para a análise do fluxo

sanguíneo, um acelerômetro e giroscópio MPU-6050 e um módulo “bluetooth” HC-06

para toda a comunicação entre pulseira com o aplicativo Android e um ATMEGA168

como microcontrolador geral da pulseira. Para um melhor entendimento de como este

trabalho foi efetuado, em relação às aplicações de “hardware”, na base e os objetos de

análise. A Figura 1 mostra uma visão geral do trabalho e também a interligação dos

componentes principais.

O microcontrolador ATMEGA168 é responsável por ter os sensores capazes de

efetuar a análise do valor do fluxo sanguíneo proveniente do sensor fotopletismográfico

e transformar estes valores para a frequência cardíaca mais próxima possível, existindo

uma divergência de aproximadamente 7~10% do valor real. O microcontrolador

também é responsável pela análise dos valores capturados pelo acelerômetro, efetuando

análises para a detecção da queda e claro também se apresenta com a responsabilidade

de ativar o “bluetooth” toda vez que se for necessário. É importante ressaltar que

mesmo em casos onde a pessoa que utiliza o smartphone queira requisitar a aferição

cardíaca do usuário da pulseira, o microcontrolador efetuará a requisição atual dos

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batimentos cardíacos de quem usa a pulseira e assim demonstrando na tela do

smartphone o valor calculado pelo microcontrolador.

Desta forma, pode-se dizer que o trabalho apresenta as seguintes funcionalidades:

• Detecção de Riscos autônoma;

• Comunicação externa independente;

• Identificação de batimentos cardíacos se requisitados por aplicativo;

• Interação sem fio com aplicativo Android.

3.1 ANÁLISE DE REQUISITOS

A pulseira atualmente é capaz de aferir batimentos cardíacos remotamente, efetuar

a detecção de quedas, efetuar a indicação de bradicardia e taquicardia do usuário, envio

das informações por “bluetooth” para um aplicativo em um “smart phone” Android, o

qual possui os contatos emergenciais previamente cadastrados e caso o usuário se

apresente em qualquer situação emergencial será enviado uma mensagem via SMS para

os contatos previamente cadastrados. A pulseira contém uma bateria de 3,7v e 350mA

que apresenta uma autonomia de 25 horas.

A medição da presença de sangue oxigenado se fez detectável via um sensor

educacional, mas que para a finalidade atenderia com sucesso ao trabalho pois apresenta

uma precisão aproximada à 171 bpm, funcionamento em temperaturas de -10ºC até

70ºC. Para o acelerômetro-giroscópio foi também utilizado um sensor educacional

(MPU-6050), porém o mesmo fornece os mesmos valores de aceleração e angulação

muito próximas aos existentes nas tecnologias atuais de +- 16g. Também apresenta

funcionamento normal nas mesmas temperaturas que o sensor de fotopletismografia.

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3.2 RESTRIÇÕES

Para conseguir atingir um resultado próximo ao existente no mercado o sistema é

alimentado por meio de baterias LiPo, com autonomia de 10 horas de utilização

ininterruptas. O tamanho do dispositivo se apresenta uma cápsula de 4 cm x 3 cm para

ficar de tamanho agradável ao pulso do usuário.

3.3 DESCRIÇÃO DAS PARTES COMPONENTES E INTERFACEAMENTO

ENTRE SISTEMAS

Conforme a Figura 1, pode-se notar a presença de um diagrama de funcionamento

da pulseira. Composto por um microcontrolador, um módulo acelerômetro com

giroscópio, um sensor de fotopletismografia e um módulo “bluetooth”. Este circuito

tem por objetivo realizar a leitura dos sensores, efetuar cálculos para detecção de

situações de risco e comunicar-se via “bluetooth” com o aplicativo instalado no Celular.

Figura 1 – Diagrama de blocos do sistema geral (Os autores).

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O sensor de fotopletismografia está conectado a porta analógica A0 do

microcontrolador, bem como o módulo com acelerômetro e giroscópio está conectado

as portas analógicas A4 e A5. Estas portas analógicas são utilizadas como entradas

padrões para os registrados SDA (“Serial Data”) e SCL (“Serial Clock”),

respectivamente, isto para o uso da biblioteca Wire, que permite a comunicação com

dispositivos que utilizam o protocolo de comunicação TWI I2C. Este protocolo utiliza

método ACK, que garante a chegada da informação para o microcontrolador e assim

proporciona maior confiabilidade na detecção de queda.

O microcontrolador comunica-se com o módulo “bluetooth”, através das portas

digitais 6 e 7, isto devido a utilização da biblioteca “SoftwareSerial”, que emula os

canais de comunicação RX e TX, respectivamente, nestas portas.

A comunicação entre a pulseira e o aplicativo, presente no celular, é realizada via

Bluetooth e apresenta um protocolo com método ACK, para garantir que as informações

cheguem ao destino. O módulo “bluetooth” está configurado para trabalhar com uma

taxa de transferência de 9600 bits por segundo.

O aplicativo tem por finalidade realizar a ação final, que é o envio de SMS para os

contatos de emergência. Para que esta execução seja realizada com êxito, é necessário

que o celular apresente como sistema operacional o Android, com versão igual ou

superior a 4.0.3 (“Ice Cream Sandwich”), tenha suporte a dispositivo “bluetooth”,

esteja com o serviço de SMS disponível e com o aplicativo desenvolvido neste projeto

instalado. Tendo estes requisitos, o aplicativo, após conexão com a pulseira, estará

constantemente verificando se existe informação proveniente da mesma para

posteriormente tomar a devida decisão.

4 DESENVOLVIMENTO

4.1 “HARDWARE”

Para realização deste trabalho, foram utilizados três tipos de sensores, um módulo

com acelerômetro e giroscópio acoplado (MPU-6050), para a detecção de queda e um

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sensor de fotopletismografia (“PulseSensor”), para verificação do fluxo sanguíneo

através de reflexão no pulso do usuário. Também neste projeto, existe um módulo

“bluetooth” responsável pela comunicação com o celular para o envio das informações

da pulseira para o aplicativo, conforme figura 2.

Figura 2 – Pulseira e os componentes embarcados (Os autores).

A detecção de queda e o diagnóstico de bradicardia ou taquicardia é realizado

por intermédio do circuito conforme a figura 4. Para isto, utilizou-se o ATMEGA168

que possui a configuração que atende os requisitos de funcionalidade e performance

buscados neste projeto, visto que são utilizados dois “timers” que geram interrupções a

cada 20 ms para analisar os valores analógicos provenientes dos sensores, para a

aquisição dos sinais por fotopletismografia foi utilizado o circuito apresentado na figura

3.

Figura 3 - Circuito Aquisição de sinais fotopletismográficos

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O circuito apresentado na figura 3 foi utilizado para a detecção da variação do

volume sanguíneo, o qual tem suas saídas conectadas ao circuito demonstrado na figura

4, a qual apresenta de maneira genérica o circuito geral de funcionamento do

“hardware” desenvolvido para o trabalho.

Figura 4 - Circuito de desenvolvimento da pulseira

O desenvolvimento do “firmware” foi realizado através da própria IDE do

Arduino, que utiliza a linguagem de programação C++, com algumas alterações

específicas para o uso no microcontrolador. Este tem por finalidade realizar a leitura dos

valores provenientes dos sensores, realizar os devidos cálculos com base nestes valores,

verificar se o usuário se encontra em uma situação de risco e comunicar-se via

“bluetooth” com o aplicativo presente no celular. Este fluxo pode ser melhor

visualizado, através do fluxograma da figura 5.

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Figura 5 – Fluxograma do “firmware” referente ao processo principal (Os autores).

Primeiramente, verifica-se o canal de comunicação “bluetooth”, para identificar se

o usuário está realizando alguma requisição. Caso exista, o comando proveniente do

aplicativo é lido e os dados são certificados através de um protocolo de comunicação.

Após identificar a consistência do comando, este é processado e a resposta é enviada

para o aplicativo.

Na segunda fase deste processamento principal, verificam-se as “flags” que

indicam uma situação de risco. Estas são alteradas pelos “timers” que serão explicados

logo em seguida. Após identificar uma situação de risco, ou seja, a “flag” está ativa, um

sinal é enviado para o aplicativo, contendo qual situação de risco foi detectada e

posteriormente a “flag” é desativada.

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Conforme dito anteriormente, os “timers” são os verdadeiros responsáveis pela

coleta e processamento dos sinais provenientes dos sensores. Para melhor entendimento,

as figuras 6 e 7 apresentam os fluxogramas referentes aos dois “timers” utilizados:

Figura 6 – Fluxograma do “firmware” referente ao Timer1, processo de leitura de frequência cardíaca (Os autores).

O Timer1 é responsável pela verificação da frequência cardíaca em um intervalo

de um minuto. Assim que um batimento cardíaco é constatado, o tempo atual em

milissegundos é armazenado, bem como o intervalo entre o batimento atual e o último

batimento. É com este intervalo de tempo entre os batimentos cardíacos que se

determina a frequência cardíaca. Para obter um bpm (batimentos por minuto) confiável é

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realizado a média dos dez últimos intervalos entre batimentos e este valor é aplicado

para um minuto. Após a identificação da frequência cardíaca, o próximo passo é

verificar se esta frequência corresponde a bradicardia ou taquicardia. Tendo constatado

algumas destas situações, a devida “flag” de situação de risco ativada, para

posteriormente ser tratada pelo processamento principal.

Figura 7 – Fluxograma do “firmware” referente ao Timer2, processo de detecção de queda (Os autores).

Já o Timer2, é responsável por constatar um momento de queda. Após a obtenção

dos valores analógicos, tanto do acelerômetro quanto do giroscópio, um processo de

análise é realizado com base em um estudo, onde foram realizados diferentes tipos de

quedas e constatado um padrão para uma queda. Então, assim que a queda é constatada,

a “flag” de indicador de queda é ativada e será posteriormente processada pelo fluxo de

código principal.

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4.2 “SOFTWARE”

O “software” desenvolvido para este trabalho foi desenvolvido na linguagem de

programação JAVA, com base na estrutura de programação Android. Como IDE de

desenvolvimento, foi utilizado o “Android Studio” juntamente com o “Android SDK

Tools”.

O aplicativo consolidado possibilita a conexão e comunicação “bluetooth” com a

pulseira, o cadastramento (incluir, alterar, deletar) de usuários de emergência,

verificação da frequência cardíaca atual do usuário e envio de alerta de emergência.

Como o público alvo são os idosos, o desenvolvimento desta interface utilizou métodos

para a melhor utilização pelo usuário.

Para este aplicativo foi desenvolvido um menu lateral personalizado, utilizando

como base conceitos de “Navigation Drawer” e Fragmentos. Este menu compõe todas

as seções do aplicativo, que são as abas: Home, Conexão e Contatos de Emergência.

No fluxograma apresentado na figura 8 pode-se identificar a seção Home. Nesta

seção encontra-se dois botões sendo um para informar uma situação de emergência e

outro para verificar os batimentos cardíacos. O botão responsável por informar uma

situação de emergência, ao ser acionado, dispara um SMS para cada contato de

emergência cadastrados no banco de dados local do aplicativo. Já o botão para verificar

os batimentos cardíacos é responsável por realizar uma requisição via “bluetooth” para

a pulseira, utilizando o protocolo de comunicação.

A conexão com a pulseira é realizada na aba Conexão, que também pode ser

visualizada no fluxograma a seguir. Nesta, encontra-se um botão que é responsável por

encontrar a pulseira que foi previamente pareada via “bluetooth”. Esta busca é realizada

por um padrão de nome, em que somente os dispositivos com nomes que pertencem a

este padrão serão mostrados. Por fim, com a pulseira selecionada basta clicar no botão

Conectar, para que seja construído um canal de comunicação “bluetooth” entre o

Celular e a pulseira.

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Figura 8 – Fluxograma do aplicativo, referente as seções Home e Conexão (Os autores).

Na figura 9, temos a continuação do fluxograma do aplicativo, com a aba

Contatos de Emergência. Esta, possibilita inserir, alterar ou excluir um contato de

emergência. É nesta aba que ocorre a persistência no banco de dados local do aplicativo.

Para o carregamento da tela desta seção, primeiramente é realizado uma consulta ao

banco de dados e posteriormente uma lista é carregada com os contatos obtidos.

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Por fim, como último item do fluxograma, temos o processo em segundo plano.

Este processo é ativo sempre que a conexão entre a pulseira e o celular é estabelecida.

Ele é o responsável pela comunicação, logo, está em constante execução para verificar o

status da conexão com a pulseira e verificar se a pulseira enviou alguma informação.

Para a realização deste processo em segundo plano, foi utilizado “Handler”, que

torna possível a atualização da “Activity” mestre a partir de um fragmento, o que

viabiliza a atualização da barra de status de conexão com a pulseira a partir do

fragmento de Conexão. O “Handler” é muito útil também para a comunicação

propriamente dita, entre a pulseira e o aplicativo, pois assim que a “Thread” que

verifica as informações recebidas pelo “bluetooth” constatar uma mensagem, esta envia

uma mensagem para o “Handler” que por sua vez vai identificar a ação a ser tomada.

Como por exemplo, o “Handler” recebe uma mensagem de alerta de taquicardia, então

este chamará o serviço de alerta dos contatos de emergência via SMS passando como

parâmetro taquicardia. Ou ainda, o “Handler” recebe a resposta da solicitação de

batimentos cardíacos, logo este atualizará o fragmento responsável pela seção “HOLD”

com a frequência cardíaca do usuário, constatada pela pulseira.

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Figura 9 - Fluxograma do aplicativo, referente a seção Contatos de Emergência e Processo em segundo plano

(Os autores).

21

5 TESTES E RESULTADOS

1 - Autonomia do sistema (em termos de bateria/consumo);

Utilizando-se um multímetro digital HM-2030 Hikari, foram efetuadas medições

de consumo de corrente do circuito em repouso e em funcionamento máximo (todos os

sensores sendo utilizados e “bluetooth” ligado) a fim de aferir o consumo real do

sistema e estimar a autonomia do mesmo.

No estado de repouso (sem acionamento do “bluetooth” ou sensores) e apenas

mantendo o circuito em espera, o circuito apresentou uma corrente de 60 mAh, sendo

grande parte dessa corrente sendo consumida pelo “bluetooth” em repouso.

2 - Taxa de acerto na detecção de queda;

Foram analisadas inúmeras amostras gráficas para a detecção de queda que apesar de

todo o aprimoramento, apresenta um índice de detecção de queda de 91%. Infelizmente

existem alguns movimentos que podem ser detectados como queda. Conforme o gráfico

1, pode-se notar que em momentos de caminhada, alguns picos de variação são

detectados pelo acelerômetro e giroscópio, ocasionando as falhas.

Gráfico 1 - Valores de captura do uso do acelerômetro

-20000

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

1

21

41

61

81

10

1

12

1

14

1

16

1

18

1

20

1

22

1

24

1

26

1

28

1

30

1

32

1

34

1

36

1

38

1

40

1

42

1

44

1

46

1

48

1

50

1

52

1

54

1

56

1

58

1

60

1

62

1

64

1

66

1

68

1

Ruídos Acelerômetro

X Y Z Gx Gy Gz

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3 - Taxa de acerto na detecção frequência cardíaca;

Foram efetuadas aproximadamente 100 comparações entre os valores obtidos

entre a pulseira desenvolvida, pulseiras comerciais e métodos tradicionais, conforme

tabela 1:

Pulseira

Desenvolvida

Pulseira

Comercial

Monitor

Cardíaco

61 61 74

64 66 77

48 51 56

52 55 60

68 71 77

71 73 74

55 59 59

79 85 87

91 102 102

80 91 92 Tabela 1 - Valores analisados em testes cotidianos.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS E TRABALHOS FUTUROS

O trabalho propôs um sistema de monitoramento cardíaco e detecção de queda.

De acordo com os valores e testes de confiabilidade obtidos foi possível o

desenvolvimento de uma pulseira com valores muitos próximos dos produtos existentes

no mercado com uma variação que ao máximo chegou de 12% de variação em relação

aos comerciais. Esta diferença pode ser facilmente reduzida com aplicação de filtros

passa-baixa após a captura do sinal fotopletismográfico, o qual continua a ser uma

opção para a comercialização da solução.

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7 BIBLIOGRAFIA

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photoplethysmograph",Amer. J. Physiol.,vol. 124,pp.328 -340 1938

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Ondas e Termodinâmica vol.2: 8ª edição, 2008

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