Slimme polsband bouwen met Arduino MKR GSM 1400 en Hologram IoT

Onderdelen en benodigdheden

• 1× Arduino MKR GSM 1400
• 1× Antenne, cellulair/LTE
• 1× Hologram Global IoT SIM-kaart
• 1× DFRobot Hartslagsensor
• 1× IR-temperatuursensor
• 1× 3.7V LiPo-accu

Nodige tools en machines

• Soldeerbout (algemeen)

Apps en online services

• Arduino IDE
• Arduino Web Editor
• Microsoft Azure
• Microsoft Power BI
• Hologram Data Router

Over dit project

Projectoverzicht

De SmartWristband is een draagbare apparatuur die vitale functies (hartslag, temperatuur) en geolocatie van patiënten met milde virusinfecties monitort tijdens thuiskwarantaine. Het apparaat stuurt data veilig en realtime naar een centraal dashboard in de cloud (Azure), waar machine learning algoritmen trends voorspellen en artsen waarschuwen bij afwijkingen.

Projectsamenvatting

Dataverzameling: Elke 5 minuten worden hartslag, temperatuur en locatie verzameld en via GSM naar Azure IoT Hub gestuurd. De data wordt lokaal niet verwerkt.

Waarom deze data? Stijgende temperatuur en onregelmatige hartslag zijn vroege signalen van ziekteverergering. Locatiedata zorgt ervoor dat patiënten thuisblijven.

Apparaatontwerp: Comfortabel polsbandje met sensoren die de huid raken. De hartslagsensor detecteert of het apparaat wordt gedragen.

Batterijduur: 8 dagen bij 5-minuten interval. Verlengbaar tot 16 dagen bij 10-minuten interval. Op te laden tijdens dragen.

Kosten: €70 per apparaat (eenmalig), €5 per 2 weken per apparaat voor Hologram data, €30 backendkosten per 2 weken (schaalbaar). Totaal ~€7.035 voor 100 herbruikbare apparaten.

Arts-dashboard

Overzicht van alle patiënten met realtime vitale waarden, locatiestatus, batterijniveau en machine learning voorspellingen. Waarschuwingen via e-mail en dashboard bij afwijkingen (niet thuis, apparaat afgedaan, abnormale vitale waarden).

Patiënt-dashboard

Desktop en mobiele weergave met eigen hartslag, temperatuur en batterijstatus. Geen voorspellingen of locatiedata om onnodige angst te voorkomen.

Stappenplan (samengevat)

1. Componenten verzamelen en accounts aanmaken (Hologram, Azure, Power BI).
2. MKR GSM configureren voor Azure IoT (certificaat genereren).
3. Hardware aansluiten volgens schema (temperatuursensor op A4, hartslag op A5, SIM-kaart inplaatsen).
4. IoT Hub, Cosmos DB en Stream Analytics Job in Azure opzetten.
5. Benodigde bibliotheken installeren (MKRGSM, RTCZero, ArduinoBearSSL, ArduinoECCX08, ArduinoMqttClient, ArduinoLowPower, DFRobot_Heartrate).
6. Variabelen in secrets.h instellen (broker hostname, device ID, SHA1 vingerafdruk).
7. Developer-versie flashen (10-sec interval, seriële output).
8. Release-versie flashen (5-min interval, standalone).
9. Power BI dashboards bouwen voor artsen en patiënten, publiceren en alerts instellen.
10. Behuizing maken (3D-print ontwerp beschikbaar).

Code

GitHub-repository: https://github.com/Andrei-Florian/SmartWristband

Schema's