Устройство помощи пациенту с Bluetooth и HC-12, радиус действия 1 км

Bluetooth имеет макс. радиус действия 10 м, но это устройство может покрывать расстояние до 1 км. Вы не ослышались... это не шутка. Прочтите статью, чтобы узнать больше.

Ухаживать за больными или пожилыми людьми дома довольно сложно, особенно когда вы заняты на работе и не можете напрямую с ними связаться.

Чтобы представить уникальное решение этой проблемы, я разработал устройство, с помощью которого вы можете мгновенно получать уведомления, когда медицинские пациенты или пожилые люди нуждаются в помощи. Одним нажатием кнопки это носимое устройство может также отслеживать не только здоровье, но и движения человека. Если человек длительное время не двигается или внезапно падает, то устройство о том же предупреждает смотрителя.

 Основной задачей while в работе над проектом было внедрение подходящего протокола связи для устройства. Wi-Fi не был удобен, так как его зона покрытия ограничена всего несколькими метрами (около 20 метров). Для покрытия на большие расстояния необходимо несколько модулей Wi-Fi для создания сетки. BLE также сталкивается с той же проблемой.

Поскольку использование технологии Wi-Fi в большинстве случаев невозможно в парках и садовых лужайках, разработанное устройство на базе Bluetooth позволяет подключаться даже в таких условиях – в радиусе 1 километра. Да, вы правильно прочитали… до 1 КМ!! 

Здесь я использовал модуль беспроводного трансивера HC-12, который работает в полосе пропускания 433,4 – 473,0 МГц. Хотя он не поддерживается диапазоном частот Bluetooth телефона, вы можете дополнительно использовать модуль Bluetooth HC-05 для подключения к телефону.

Итак, давайте начнем проект со сбора следующих компонентов. 

Спецификация

Кодирование

Нам нужны два устройства: передатчик и приемник для передачи и приема данных соответственно. Поэтому назначьте носимое устройство для пациентов/пожилых людей в качестве передатчика, а другое устройство — в качестве приемника для лиц, осуществляющих уход. 

Код передатчика 

Откройте диспетчер библиотек в Arduino IDE, найдите MPU6050 и нажмите «Установить». 

Теперь включите его в код и определите номера контактов для виброотклика устройства и кнопки экстренной помощи.

Далее создайте функцию настройки для последовательного порта Arduino. Arduino Pro Micro имеет два порта USART: Serial и Serial1. Оба используются в коде; один для связи с модулем HC-12, а другой с последовательным портом USB. Скорость передачи default HC-12 равна 9600. Используйте одинаковую скорость передачи для обоих последовательных портов.

Код для получателя 

Определите номера контактов для уведомлений. 

Далее установите последовательный порт и скорость передачи данных для связи с Bluetooth HC-12 и HC-05 (if устройство должно быть подключено к телефону).

Затем создайте цикл проверки входящих сообщений от передатчика. Также обязательно перенесите их в модуль Bluetooth HC-05 по серийному номеру программного обеспечения (if вы подключены к телефону). Это позволит вам видеть сообщения в приложении Bluetooth-терминала.

Если на вашей плате Arduino нет контакта 1, замените его на контакт 8 для звукового сигнала/вибрации двигателя.

Соединение 

Подключение передатчика

Подключите компоненты, как показано на принципиальной схеме. Затем подключите батарею 3–5 В к плате Arduino Pro Micro. Обязательно соедините положительную клемму с контактом питания, а отрицательную — с GND.

Также обратитесь к отдельной схеме подключения для MPU, чтобы лучше понять соединения.

Схема приёмника

Включение диапазона до 1 км 

Первый шаг к расширению диапазона — добавление антенны. Вы можете сделать это, припаяв пружинную антенну 433 МГц или добавив антенное гнездо IPEX20279-001E-03. Модуль работает в разных режимах и в каждом из них имеет разные диапазоны (см. Таблицу 1).

Как видите, большая дальность достигается только в режиме FU3. Чтобы установить режим FU3, используйте команду AT. Но сначала переведите модуль в командный режим.

Для этого установите вывод SET в положение LOW, подключив его к GND. Затем откройте последовательный терминал и введите AT. Если он ответит сообщением «ОК», то это означает, что вы теперь находитесь в режиме AT. После этого отправьте AT+FUx для изменения режима. Здесь x обозначает номер нужного вам режима. Поскольку должен использоваться третий режим, введите AT+FU3.

Затем установите мощность передачи 8, набрав AT+P5. Мощность передачи варьируется от 1 до 8, где 8 — максимальная мощность передачи, подходящая для передачи на большие расстояния. 1 означает наименьшую мощность передачи.

Тестирование

Чтобы проверить устройство, попробуйте упасть. Он обнаружит это действие и уведомит другого человека с помощью вибрации. Кроме того, нажмите кнопку на устройстве, чтобы проверить, уведомляет ли оно другое подключенное устройство. Обратите внимание, что дальность передачи может различаться в зависимости от окружающей среды, а диапазон плотности площади может составлять больше или меньше 1 километра.

Поздравляем!! Вы создали устройство помощи пациентам на большом расстоянии на базе Bluetooth.