[논문 리뷰] A Novel Implementation for Automated Health Monitoring System

Praveen B. Sarangamath, Kiran Gupta|arXiv (Cornell University)|2016. 08. 16.

Wireless Body Area Networks참고 문헌 7인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 실시간 체온 및 심박수 모니터링을 위한 무선 신체 영역 네트워크(WBAN)를 사용하는 저비용 라즈베리 파이 기반 자동 건강 모니터링 시스템을 제시한다. 로컬 데이터 기록과 로컬 네트워크(LAN) 내 PDA를 통한 원격 액세스를 가능하게 하여 최소한의 인프라로 지속적인 개인 건강 모니터링을 위한 실용적이고 확장 가능한 솔루션을 제공한다.

ABSTRACT

The main concept of the proposed work is derived from Wireless Body Area network (WBAN). The proposed work employs Raspberry Pi kit as a personal server which logs the health data and it can be accessed by any PDA within the LAN range. In this paper, two vital parameters namely Temperature sensor and Heart beat sensor have been considered.

연구 동기 및 목표

• 지속적인 환자 생체 신호 추적을 위한 저비용 자동 건강 모니터링 시스템을 개발하기 위해.
• 라즈베리 파이를 로컬 데이터 수집 및 저장을 위한 개인 서버로 활용하기 위해.
• 로컬 네트워크(LAN) 내 어떤 PDA에서도 건강 데이터에 원격 액세스할 수 있도록 하기 위해.
• 무선 신체 영역 네트워크(WBAN)를 구현하여 센서 통합을 원활하게 하기 위해.
• 체온과 심박수의 두 가지 주요 생리적 파ameter를 사용하여 시스템을 검증하기 위해.

제안 방법

• 중앙 데이터 수집 및 처리 단위로 라즈베리 파이 3를 사용한다.
• 실시간 체온 모니터링을 위해 디지털 온도 센서 DS18B20을 활용한다.
• 지속적인 심박수 측정을 위해 펄스 센서(PULSE 센서 등)를 통합한다.
• 로컬 LAN을 통해 Wi-Fi를 통해 센서 데이터를 무선으로 라즈베리 파이로 전송한다.
• 수집된 건강 데이터를 라즈베리 파이의 로컬 스토리지에 저장하여 나중에 검색할 수 있도록 한다.
• 로컬 네트워크에 연결된 어떤 PDA나 기기에서도 웹 인터페이스를 통해 기록된 데이터에 액세스할 수 있도록 한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 저비용 라즈베리 파이 기반 시스템이 웨어러블 센서로부터 실시간 생리적 데이터를 효과적으로 수집하고 저장할 수 있는가?
• RQ2 WBAN 환경에서 로컬 Wi-Fi 네트워크를 통한 데이터 전송 및 저장 성능은 얼마나 신뢰할 수 있는가?
• RQ3 로컬 네트워크 환경에서 PDA를 통한 원격 모니터링을 얼마나 잘 지원할 수 있는가?
• RQ4 일상적인 건강 관리 환경에서 지속적인 건강 모니터링을 위해 유통되는 부품을 사용하는 것이 얼마나 실현 가능한가?
• RQ5 복잡한 인프라 없이도 최종 사용자가 데이터에 접근하고 사용할 수 있도록 시스템이 어떻게 보장하는가?

주요 결과

• 저비용 센서와 라즈베리 파이를 사용하여 체온 및 심박수 데이터를 실시간으로 성공적으로 수집하고 저장하였다.
• 로컬 Wi-Fi 네트워크 상에서의 데이터 전송은 안정적이고 신뢰할 수 있었으며, 유의미한 지연 없이 지속적인 모니터링이 가능하였다.
• 로컬 네트워크에 연결된 어떤 PDA나 기기에서도 건강 데이터에 액세스할 수 있었으며, 실용적인 사용성의 가능성을 입증하였다.
• 라즈베리 파이를 개인 서버로 통합함으로써 외부 클라우드 서비스에 의존하지 않는 자율적 데이터 기록이 가능해졌다.
• 시스템은 확장성과 저비용의 구현을 보여주어 가정의 건강 관리 및 원격 환자 모니터링에 적합하다는 것을 입증하였다.
• 표준 프로토콜과 오픈소스 컴포넌트의 사용으로 실제 환경에서의 배포 및 유지보수가 용이함을 보장하였다.