- Для чего нужны шприцевые инфузионные дозаторы?
- Сфера применения
- Возможности шприцевых дозаторов
- Типы шприцевых дозаторов
- Шприцевой насос (дозатор) для инфузионной терапии
- Шприцевой насос, инфузомат и дозатор
- Медицинский шприцевой дозатор и его особенности
- Преимущества шприцевых насосов. Что позволяет данный прибор?
- Автоматизированное дозирование и расфасовка лекарственных средств
- Как работает оборудование для автоматической дозировки и расфасовки ЛС?
- Как выглядят индивидуальные дозы?
- Умный дозатор таблеток или мой первый опыт в IoT
- Немного про «IT Академию Samsung»
- Про разработку
- Шаг 1. Определение функционала и выбор микроконтроллера
- Шаг 2. Конструкция устройства
- Шаг 3. Электроника
- Шаг 4. ПО
- Что получилось?
- Что дальше?
Для чего нужны шприцевые инфузионные дозаторы?
Медицинский шприцевой дозатор – это аппарат, который предназначен для длительного и дозированного, а также контролируемого введения препаратов, растворов, медицинских веществ с высокой активностью. Сегодня шприцевые дозаторы (их еще называются шприцевыми насосами) получили очень большое распространение благодаря своим возможностям. Зачастую шприцевой дозатор используется для введения вещества внутривенно. Но он также способен и осуществлять инфузию другими путями: например, с помощью подкожного или артериального введения.
Благодаря шприцевому дозатору пациент непрерывно получает нужную ему дозу препарата. Современные устройства полностью защищают от возможной передозировки. За введением лекарственных средств осуществляется точный контроль.
Шприцевые насосы необходимы для точного введения препаратов в очень маленьких дозах пациенту на протяжении долгого времени. Их использование незаменимо в тех случаях, когда разведение вещества нежелательно или вовсе невозможно. Например, при сердечной недостаточности или отеках разведение лекарственного вещества нежелательно. В этом случае может помочь именно шприцевой инфузионный дозатор.
Введение препаратов с помощью шприцевого насоса имеет плюсы по сравнению с ручным способом введения лекарства медицинским персоналом. Возможности его более обширны. Например, с помощью этого устройства можно вводить очень малые дозы веществ, что было бы невозможно сделать вручную.
Сфера применения
Внутривенные шприцевые дозаторы необходимы во многих отделениях больниц. Они применяются достаточно широко для разных ситуаций. Чаще всего шприцевые дозаторы используются в отделениях анестезиологии и реанимации. Но это далеко не полный список. Еще, в частности, шприцевые насосы используются в отделениях хирургии, отделениях педиатрии и неонатологии.
Шприцевые насосы часто называют дозаторами и инфузаторами. Однако это понятия разные и путать их не нужно. Различие инфузомата и шприцевого насоса заключается в том, что первый можно применять в качестве капельницы, в то время как шприцевой насос не может выполнять данную функцию. Дозатор – это устройство, которое используется для дозированного разлива препарата.
Шприцевой дозатор необходим для ряда медицинских процедур. Он нужен для мероприятий по интенсивной терапии и реанимации, также без него не обойтись для качественной инфузионной терапии. Шприцевой дозатор используется также в гинекологии и акушерстве.
Шприцевые насосы имеют функции, которые делают легче работу медиков. Они делают всю процедуру инфузии гораздо более безопасной. В частности, они ограничивают время и объем вливания препарата. Также шприцевые дозаторы оснащены сигналами тревоги, которые возникают в тот момент, когда что-то идет не так. Например, устройство даст звуковой или световой сигнал, когда количество вещества будет подходить к концу, если будет смещен шприц, отсоединено зажимное устройство, превышен предел скорости потока. Также сигнал сообщит, если у устройства истощен аккумулятор.
Шприцевой дозатор автоматически определяет размер шприца. Устройство поддерживает шприцы разного размера. Также шприцевой насос защищает от несанкционированного болюса.
Весь этот функционал и возможности делают шприцевой дозатор удобным и незаменимым аппаратом в лечебных заведениях.
Возможности шприцевых дозаторов
Шприцевой дозатор для внутривенного вливания дает возможность настраивать скорость инфузии. Благодаря этому пациент испытывает меньше неприятных ощущений, также обеспечивает более эффективное терапевтическое действие. Шприцевой насос позволяет вводить лекарство в очень точных дозировках. Кроме того, его размеры компактны, и он не будет занимать слишком много места.
Предназначение шприцевого насоса – дозированная инфузия лекарственного вещества на протяжении долгого времени. Это устройство позволяет сохранить все параметры своей работы в энергонезависимой памяти. Также современные шприцевые дозаторы могут передавать информацию в компьютер. При необходимости устройство можно подключить к компьютеру и тогда все параметры его работы можно будет визуализировать на большом жидкокристаллическом мониторе.
Шприцевой насос имеет систему сигнализаций, которая предупредит медика о том, что что-то пошло не так: если шприц был введен некорректно, в нем отсутствует жидкость и в ряде других случаев.
Аппарат работает от сети переменного тока 220 В. Но если произойдет внезапное отключение электричества, то устройство продолжает непрерывно работать, но уже питаясь от аккумулятора. Время, которое шприцевой насос может работать автономно зависит от конкретной модели аппарата.
Типы шприцевых дозаторов
Шприцевые дозаторы можно разделить по типам, которые зависят от разных факторов. В частности, существуют дозаторы малого и большого объема. Возможностей вторых будет достаточно для того, чтобы обеспечить пациента питательными веществами. Дозаторы малого объема необходимы для введения лекарственных препаратов, например, гормональных препаратов и опиатов.
Также шприцевые насосы различаются по мобильности. Некоторые модели можно использовать исключительно стационарно. С их помощью можно проводить медицинские процедуры только в стенах больницы. Существуют и модели, которые можно переносить. А есть специальные шприцевые насосы для полевых условий.
Цена шприцевых дозаторов зависит от конкретной модели, производителя, функционала. Вы можете купить шприцевой дозатор высокого качества и надежности в компании Пульсоксиметр.ру. Наша компания занимается продажами медицинского оборудования, в частности пульсоксиметров, аппаратов ИВЛ, антисептиков и шприцевых дозаторов.
Источник
Шприцевой насос (дозатор) для инфузионной терапии
Автоматические шприцевые дозаторы (иногда их еще называют «шприцевые насосы») сегодня получили широкое распространение для непрерывного дозированного введения различных лекарственных препаратов.
Шприцевой насос, инфузомат и дозатор
Шприцевые насосы предназначены для широкого использования в отделениях:
- хирургии,
- реанимации и анестезиологии,
- неонатологии и педиатрии.
Это оборудование хорошо известно на российском рынке медицинской техники.
Часто употребляют такие термины, как “инфузомат” и “дозатор”, подразумевая под данным оборудованием шприцевые насосы. Не стоит путать эти понятия.
Инфузомат можно использовать и как капельницу, что невозможно при применении шприцевого насоса. А дозатор – это устройство для дозированного разлива жидкостей.
Шприцевые насосы могут быть механическими и электромеханическими, носимыми или использоваться в стационарных условиях.
Медицинский шприцевой дозатор и его особенности
Шприцевой дозатор незаменим для проведения:
- эффективной инфузионной терапии,
- реанимации и интенсивной терапии,
- в педиатрии и неонатологии,
- акушерстве и гинекологии,
- в хирургии.
- автоматическое определение объема шприца,
- ограничение объема и времени инфузии,
- защита от несанкционированного болюса,
- сигналы тревоги и другие,
Преимущества шприцевых насосов. Что позволяет данный прибор?
Позволяет задавать программу скорости инфузии, что обеспечивает лучший терапевтическией эффект и причиняет пациенту меньше нежелательных ощущений. Дозатор шприцевой также позволяет повысить общую безопасность введения лекарства.
Надежный, компактный шприцевой насос, усовершенствованная конструкция обеспечивавет точную дозировку лекарственного вещества при проведении микроинфузий.
Шприцевой дозатор предназначен для точного, дозированного вливания лекарственных препаратов на протяжении длительного времени и позволяет:
- сохранять все параметры работы шприцевого насоса в энергонезависимой памяти;
- при необходимости передавать данные в компьютер;
- использовать два типоразмера одноразовых шприцов объемом 20 и 50 мл с автоматическим определением типа шприца;
- визуализировать параметры работы шприцевого дозатора на ярком ЖК-дисплее;
- обеспечивать систему сигнализации при окклюзии, окончании жидкости в шприце, отсутствии шприца, не корректном вводе, разряде аккумулятора;
- пользоваться встроенной базой данных для лекарственных препаратов;
- работать как от сети переменного тока 220 В, так и от встроенного аккумулятора (20 часов).
Приобрести шприцевой насос, инфузомат предлагает интернет-магазин медтехники Медэкс Интер. От надежных производителей. Оптом дешевле!
Источник
Автоматизированное дозирование и расфасовка лекарственных средств
Системы автоматической дозировки и расфасовки ЛС первоначально разрабатывались как инструменты для обеспечения пациента персональной дозой, и как техническая помощь для освобождения ресурсов ухода за пациентами 1 .
Что это за система?
Оборудование осуществляет распределение одного или нескольких разных лекарственных средств в контейнер или пакет для автоматизированного дозирования. Один контейнер/пакет содержит разовую дозу, несколько доз или все персональные дозы лекарственных препаратов, предназначенных для конкретного пациента, который должен их принять в определенную дату и время 2 .
Одним из производителей оборудования для процесса автоматизированного дозирования ЛС является компания JVM — ведущий мировой разработчик систем автоматизации больниц и аптек с 1977 года. Используя накопленный опыт и постоянное развитие передовых технологий, JVM предлагает самые современные автоматизированные решения для управления лекарственными препаратами. Неоднократно компания JVM признавалась производителем продуктов мирового класса, что позволило ей экспортировать свои решения в 33 страны мира (США, Канада, Китай, Австралия, Нидерланды, Сингапур, Мексика, Испания и др.) 3 . С 2019 года JVM представлена в России.
Как работает оборудование для автоматической дозировки и расфасовки ЛС?
Автоматизированное дозирование ЛС осуществляется в централизованной аптеке медицинской организации (для этого необходима интеграция программного обеспечения фасовщика с медицинской информационной системой). Для установки оборудования можно использовать уже имеющиеся площади. Одним из основных условий является то, чтобы эти помещения не были проходными и в них мог находиться только строго закрепленный за этим участком персонал.
Процесс автоматизированного дозирования лекарственных средств можно условно разделить на 3 этапа: подготовка, непосредственно процесс дозирования и расфасовки, и проверка готовых расфасованных доз.
Процесс подготовки, пожалуй, самый кропотливый, длительный и скрупулезный. Требует от персонала высокого уровня ответственности. На данном этапе происходит введение препаратов в базу ЛС путем сканирования упаковки, извлечение ЛС из первичной упаковки (деблистеровка), резка таблеток (если необходимо) и размещение твердых лекарственных средств по контейнерам для дальнейшего переноса в машину-фасовщик. Для максимальной безопасности, контакт между лекарственными средствами и персоналом сведён к минимуму. Деблистеровка и резка таблеток осуществляются специальными приборами .
Как выглядят индивидуальные дозы?
После подготовки, лекарственные средства в контейнерах помещаются в машину-фасовщик. В зависимости от настроек, система может фасовать моно-дозу (1 таблетка в пакетике) и мульти-дозу (в пакетике все разовые дозы на 1 прием). Производительность системы впечатляет: при фасовке моно-дозы – на 60 пациентов в минуту; при расфасовке мульти-дозы – до 50 пациентов в минуту. Кроме того, программное обеспечение позволяет производить экстренный отпуск медикаментов, переносить рецептурные данные на другую машину (если это комплекс из нескольких машин), отменять один или несколько рецептов (вдруг произошли экстренные изменения), изменять или удалять данных пациента (при экстренном изменении), изменять наличное количество медикамента в контейнере (данная опция позволит произвести возврат лекарственного средства, если в контейнере та же серия). На каждый пакетик наносится информация о пациенте, наименование лекарственного средства и его дозировка, дата и время приёма препарата. Параметры печати могут изменяться по желанию пользователя и по мере изменения требований.
После расфасовки готовые пакетики переносятся в систему проверки, где автоматически сверяется правильность их наполнения. В памяти системы проверки остаётся не только текстовая информация о содержании каждого пакетика, но и его фото. При подозрении на ошибку при фасовке, оборудование наносит оранжевую метку «Check» на пакетик, чтобы ответственный персонал еще раз проверил соответствие лекарств в пакетике врачебным назначениям, а также правильность нанесения печатной информации. Скорость проверки – до 100 пакетиков в минуту.
После всех этапов, расфасованные, готовые пакетики с лекарствами поступают в отделение, и после сканирования, отдаются конкретному пациенту.
Основные преимущества при использовании автоматизированного дозирования и расфасовки ЛС:
1. Гарантия получения достоверной информации по назначению и употреблению ЛС.
2. Уменьшение расходов на ЛС и, в результате, снижение общей стоимости терапии.
3. Увеличение точности донесения врачебных назначений до пациентов.
4. Снижение затрат рабочего времени персонала на процесс подготовки, раздачи и инвентаризации ЛС.
1. AUTOMATED DOSE DISPENSING (ADD) Guidelines on best practice for the ADD process, and care and safety of patients. EDQM 2018 (European Directorate for the Quality of Medicines)
2. Dijstelbloem-de Jong Y, Hartling HW, Krings AWH. Centralised Automated Dose Dispensing Systems («Централизованные автоматизированные системы распределения лекарственных препаратов»). EJHP Pract 2006; 12: 50-51.
Более 5000 медицинских учреждений по всей России используют медицинское лабораторное оборудование, поставляемое ОМБ. Мы обслуживаем медицинские учреждения напрямую, а также осуществляем поставки через дистрибьюторов.
Поликлиники, стационары, консультативно-диагностические центры (КДЦ), медсанчасти, НИИ, диспансеры, санаторно-курортные учреждения, лаборатории и сети лабораторий, медицинские центры, родильные дома, служба крови, стоматологические клиники, госпитали.
А также образовательные, немедицинские научные учреждения, производственные предприятия, учреждения Роспотребнадзора, ветеринарные учреждения.
Источник
Умный дозатор таблеток или мой первый опыт в IoT
Я занимаюсь мобильной разработкой, и идея об изучении Интернета вещей пришла ко мне очень спонтанно: хотелось изучить одну из смежных областей и разобраться, насколько сложно создавать устройства для «умного дома».
Немного про «IT Академию Samsung»
Перед тем, как рассказать про мою разработку, хочу поделиться впечатлениями от первых занятий в «IT Академии Samsung» по треку «Интернет вещей», который я прошел в НГТУ (Новосибирского государственного технического университета) в прошлом учебном году. Началось всё с прошивки контроллера STM32 RIOT OS. И всё это через Linux и командную строку. Честно скажу, что опыт незабываемый настолько, что я уже начал переживать, что в 2020 году люди все еще программируют в командной строке и после компиляции заливают образ вручную на контроллер. Но уже на следующем занятии нас познакомили с инструментами, которыми пользуются разработчики, а всё предыдущее было для демонстрации того, что происходит, когда мы нажимаем волшебную кнопку Build в среде разработки. Хочу также отметить, что за весь курс мы ни разу не программировали с помощью фреймворка Arduino, что, как по мне, является огромным плюсом, поскольку в реальных задачах и на производствах данный фреймворк (я надеюсь) не используется. Нас познакомили с Mbed, RTOS, а также ESP-IDF (которая, к слову, базируется на FreeRTOS). Мне нравилось, что каждый кейс начинался с объяснения, для чего будет использоваться данное устройство, и какие технологии уместно применять в нем.
По окончании обучения каждый студент представлял свой проект по Интернету вещей для получения сертификата «IT Академии Samsung». Это мог быть простой светильник с функцией включения по Bluetooth, или что-то посложнее… Мне хотелось сделать устройство, которое будет сложным с точки зрения программирования, при этом решать действительно важную проблему. Поэтому я остановился на умном дозаторе таблеток.
В основе умного дозатора лежит простая идея – выдача заранее распределённых лекарственных препаратов по индивидуальному расписанию. При этом хотелось, чтобы расписание можно было настраивать с помощью любого устройства, которое имеет доступ к домашней сети. Но обо всём по порядку.
Про разработку
Как же я пришёл к тому устройству, что есть сейчас, получившему название AutoPill?
Шаг 1. Определение функционала и выбор микроконтроллера
Поскольку с идеей я разобрался, необходимо было переходить непосредственно к реализации. Я опросил знакомых, что им бы хотелось видеть в этом устройстве. Отсёк те идеи, которые посчитал «не моим путём», и составил описание функционала будущего устройства — получилось около 15 пунктов. А затем снова опросил тех же знакомых со словами «выбери из данного списка самые важные, по твоему мнению, пункты». Это позволило уже на начальном этапе определить тот основной функционал, который нужен именно потребителю, а не тот, который проще всего реализовать или интересен мне.
Итак, что я хотел получить на выходе? Как мне казалось на тот момент, успеть это выполнить к сроку (конец учебного года) вполне реально.
- Устройство должно быть таким, чтобы пользователь (пациент) не мог по ошибке открыть сектора с хранящимися препаратами. Сектора должны открываться по расписанию автоматически и блокироваться при открытии следующего отсека.
- Устройство должно сигнализировать пользователю о необходимости принять новую порцию препаратов.
- Отсеков должно хватать более чем на один день.
- Конструкция устройства должна быть компактной (в качестве примера большинство приводили шкатулки или небольшую коробку).
- Гибкая настройка расписания: возможность задать периодичность с шагом в 30 минут.
- Возможность посмотреть, принял пользователь препараты или нет.
И необходимо проработать следующие особенности:
- Как открывать/закрывать отсеки?
- Как понять, когда пользователь принял препараты, чтобы отключить индикацию?
- Как сообщать пользователю состояние?
- Как настраивать устройство?
Начнём с самого очевидного: для настройки и передачи состояния таблетницы было предварительно решено использовать Bluetooth или Wi-Fi, поскольку у большинства людей в доме есть устройство, поддерживающее тот или иной протокол.
Чтобы понять всё остальное, необходимо было разработать конструкцию таблетницы. На этом этапе я также выбрал микроконтроллер — ESP32, поскольку у него есть множество встроенных возможностей, которые позволят в дальнейшем значительно расширить платформу (например, ESP-NOW, ESP-Touch и ESP-Mesh), а бонусом была поддержка двух необходимых протоколов связи — WiFi и Bluetooth.
Шаг 2. Конструкция устройства
Перед тем, как начать разрабатывать конструкцию устройства, я рассмотрел множество вариантов конструкций обычных таблетниц — как оказалось, их не так уж много.
- Набор контейнеров — самый популярный тип, модификаций которых несколько десятков, вот один из них
Потом я попытался найти какой-нибудь готовый механизм, оказывается, на YouTube даже было 1-2 устройства, похожих на дозаторы, — правда, их надёжность оставляла желать лучшего.
Я принял решение разработать свой корпус устройства, не забывая и о функциональности, обозначенной в шаге 1.
Для того, чтобы разработать конструкцию, было бы неплохо выучить какой-нибудь САПР. К счастью, в лицее я научился работать в Компас-3D, что сильно упростило задачу. Вторая проблема — изучить, из каких материалов можно сделать из 3D модели настоящий прототип. Мой выбор пал на 3D-принтеры, поскольку это, по моему мнению, самая простая возможность создать прототип и напечатать деталь практически любой сложности.
Итак, представляю самую первую версию сборки из, на тот момент, трёх деталей
Если вы все-таки взглянули на это и уже стремитесь закидать меня тапками, спешу оправдаться — это лишь основные внешние конструктивные элементы, которые в дальнейшем были сильно доработаны. Сразу скажу об ошибках, которые были допущены при проектировании корпуса – эта информация может пригодиться тем, кто сам хочет или уже начал разработку собственного корпуса для устройства, и это его самый первый опыт:
- Не поленитесь посмотреть размеры столов самых популярных принтеров, чтобы у вас был широкий выбор, где заказать печать или попросить по дружбе
- При проектировании, если вы раньше ни разу не видели принтеры вживую (как я, например), посмотрите, как эта технология реализована, и какие детали ей сложнее всего печатать, постарайтесь оптимизировать модель под более простую печать для уменьшения времени печати и количества брака. Наглядный пример, как делать не надо, можете посмотреть на первую версию крышки устройства. У неё очень пологий угол наклона, что делает печать без поддержек невозможной, и даже с поддержками шанс брака очень велик, так как пластик при такой толщине может просто не сцепиться.
- Не печатайте на плохо откалиброванных принтерах или принтерах с низкой точностью печати, особенно это касается конструктивно важных деталей (шестерни). Тоже немного негативного опыта я получил при печати основы на дешёвом принтере: вышло нарушение соосности деталей, что создало множество проблем, начиная с неравномерного трения при разных положениях отсеков, и заканчивая длительной подгонкой деталей.
Очень хотелось бы показать все подробности создания, от начала с тарелкой, к которой была приклеена основа от скотча, до картонного редуктора, но, к сожалению, фото осталось немного. Поэтому сразу продемонстрирую, что получилось:
На данной иллюстративной сборке не видно таких элементов, как:
- нижняя крышка основы, в которой расположен редуктор и посадочные места для всех электронных компонентов;
- шестерня (к сожалению, пришлось просчитывать свою шестерню для плоскоцилиндрической передачи), в остальном редукторе используются шестерни из первого попавшегося набора шестерёнок для электроконструктора.
В целом, можно заметить изменение крышки: появилась петля, она стала плоской сверху для более простой печати, да и сама конструкция стала напоминать большую таблетку. В дальнейших итерациях уже появились технические отверстия под различные датчики и индикаторы.
Шаг 3. Электроника
Конечно же, разработка корпуса не происходит изолированно, при разработке должны учитываться размеры всей электронной начинки, которую вы собираетесь расположить внутри. А на момент создания прототипа, когда вы используете заранее распаянные датчики на платах, места потребуется немного больше, и необходимо также учитывать расположение и размеры плат. Что же требуется, чтобы таблетница заработала?
- Микроконтроллер. В моём случае я взял ESP32 Dev Kit с уже распаянным на плате понижающим регулятором напряжения, а также отладчиком.
8 Вольт
Ток потребления при напряжении 3,6В: 240 мА
Тип двигателя: коллекторный
Вес: 26 гр
5.0 Вольт
Ток потребления энкодера: 1.4 мА
Ширина паза в щелевом датчике: 5 мм
Вес: 8 гр
Рабочая температура: от 0 до +70℃
Помимо датчиков, также использовался MOSFET-транзистор, который служил ключом для запуска и остановки мотора. Собственно, это была вся электроника.
Сейчас для повышения точности позиционирования также планируется использовать еще и датчик чёрной линии, но об этом позже.
Шаг 4. ПО
Хочется отметить, что, конечно, к шагам 2-4 после первой итерации я возвращался не раз, т.к. шла и доработка конструкции, и создание ПО. И хочется уточнить, что шаги ни в коем случае не выполнялись одновременно, а именно доводились до логического завершения, потому что ПО сильно зависело от текущей конструкции.
Самый первый вопрос разработчика ПО для IoT будет следующим (по крайней мере для меня): существует ли IDE для разработки устройств IoT? Почти для каждого микроконтроллера существует своя IDE, но лично я пользовался универсальной средой – PlatofrmIO. В течение всего цикла разработки я ни разу не пожалел об этом решении.
Впрочем, о всех достоинствах данной среды разработки вы сможете прочитать в других статьях, а сейчас переходим непосредственно к решению и тому что было сделано.
Язык, на котором написан код проекта: C. Честно сказать, после нескольких лет написания кода на языках Java, Kotlin и иногда C#, я, хоть и был морально готов к этому испытанию, но не ожидал, что встречу столько неудобств. Но в итоге это оказался очень классный опыт.
Прежде чем приступить к разработке ПО, я изучил на просторах GitHub, как вообще пишут программы под ESP-IDF, и, к моему большому удивлению, результатов (если не считать библиотеки с примерами) оказалось крайне мало. Ладно, подумал я, и решил разработать свою архитектуру для ПО.
Вся программа была разбита на модули. Каждый модуль отвечал за точно описанную функциональность, при этом, если одному модулю необходимы другие модули для работы (например, модулю сервера необходим модуль аутентификации), то он должен сам их инициализировать. Тем самым обеспечивается самостоятельность каждого модуля. При этом, если модулю необходимо обрабатывать какие-то пользовательские события, то это должно происходить исключительно в главном классе, а сам модуль ничего не должен «знать» об этом. Данное условие позволяет использовать уже написанные модули в других проектах без необходимости переписывания их логики.
Если говорить о том, что получилось, то в целом проект остаётся читаемым и легко масштабируется. Единственный недостаток данного подхода в том, что класс main содержит уж слишком много обработок пользовательских действий, и в дальнейшем было бы хорошо добавить также слой, который частично берёт на себя обработку пользовательских действий в пределах определённого набора функционала.
После того, как мы разобрались с архитектурой, приступаем к планированию, в каком порядке мы будем реализовывать наши модули:
- Работа с периферией. Самый очевидный модуль, причём я принял решение разработать отдельные модули для отображения и для входных данных. Как впоследствии оказалось, достаточно было сделать только тот, что для входа.
- Подключение устройства к Wi-Fi. Я решил именно подключаться к Wi-Fi и разворачивать свой мини-сервер, поскольку станций Интернета вещей не было ни у кого из опрошенных, а Wi-Fi есть дома всегда. Подключение производилось через WPS, с возможностью изменения в настройках.
- Создание HTTP-сервера на устройстве. Очевидно, что для такого сегмента использование протокола HTTP – неудачное решение, но на данный момент я его не заменил, поскольку мне важна возможность использования устройства в изолированной сети, что не даёт возможности автоматически продлевать сертификат, а с самоподписанными сертификатами на сервер пропускает разве что Internet Explorer, и то с предупреждениями о том, что это всё мошенничество.
- Реализация модуля безопасной авторизации. В данном случае мы говорим о Digest-аутентификации. Данная аутентификация позволяет в пределах локальной сети сделать устройство максимально устойчивым к взлому.
- Модуль планировщика. Наверное, самый важный модуль, который должен поворачивать сектор точно при наступлении необходимого времени. При этом, данный модуль должен также поддерживать синхронизацию времени (т.е. перераспределение задач и автоматическое устранение ошибок)
Это те модули, которые были первостепенны, и без которых устройство просто не могло существовать.
Но, приступая к реализации самого, казалось бы, банального, первого модуля для работы с периферией, я столкнулся с объемной и непонятной документацией. Я думаю, это один из основных факторов, почему каких-либо готовых проектов на ESP-IDF мало. К счастью, у разработчиков есть GitHub, который, благодаря примерам, сильно упрощает понимание. Единственное, не забудьте выбрать нужную ветку с вашей версией ESP-IDF! Пожалуй, это единственная проблема данного фреймворка. А в остальном он очень неплох. Внутри него есть практически всё, что раньше вы добавляли с помощью библиотек: WiFi, WPS, HTTP-сервер, NTP, различные функции хэширования и многое другое.
Веб-интерфейс
Таблетница AutoPill общается с внешним миром при помощи API, к которому может обратиться как веб-интерфейс, так и любая внешняя система (актуально это будет, если вы хотите настраивать несколько таблетниц из одного места). Поэтому устройство может использоваться и в домашних условиях, и в учреждениях, где таких таблетниц может быть множество.
Для управления параметрами одного устройства можно использовать веб-интерфейс как в роутерах, т.е. при подключении к веб-интерфейсу пользователю необходимо ввести логин и пароль, после чего он попадает в непосредственно настройки и состояние таблетницы. При этом микроконтроллер служит, по сути, сервером, к которому подключаются любые устройства в домашней сети. При входе используется digest аутентификация, как я упоминал ранее. В результате веб-интерфейс выглядит минималистично и приятно.
Также был разработан планировщик, который запускает поворот таблетницы, согласно тонкой настройке расписания. При этом планировщик разработан таким образом, что он корректно обрабатывает синхронизацию времени, что немаловажно для такого устройства. Синхронизация времени происходит при помощи NTP-сервера, который может находится как локально, так и в глобальной сети.
Что получилось?
Сам код устройства находится в открытом доступе, и вы можете найти его здесь.
Для кого разработан AutoPill? Целевая аудитория — люди с деменцией и плохой памятью, которые принимают медицинские препараты на постоянной основе. Стоит учитывать, что данное устройство не способно полностью заменить близкого человека или медицинского работника, который выдаёт медицинские препараты, но способно значительно упростить процесс выдачи и контроля принятия лекарств пациентом. Необходимо лишь раз в неделю или реже раскладывать препараты по секторам, а далее удалённо отслеживать принятие препаратов.
Как подключить AutoPill? При первом запуске устройства или смены точки доступа это можно сделать с помощью WPS или протокола ESP-Touch (через приложение на смартфоне).
На данный момент устройство работает от сети, но в дальнейшем будет добавлена возможность работы от аккумулятора, при этом внимание будет уделено режиму энергосбережения (в т.ч. автономной работе, либо работе в режиме клиента, когда в качестве сервера будет выступать станция IoT).
За счёт червячной передачи в редукторе пользователь не может провернуть секцию вручную. Конечно, сорвать пластиковую шестерню можно, но это потребует значительных усилий. Кроме того, в конструкции есть простейший замок, который открывается и закрывается обычной прямой отвёрткой. Согласитесь, эти варианты исключают случайный доступ к внеочередной порции препаратов.
Видео о проекте:
Что дальше?
Я не ожидал, что устройство окажется таким востребованным. Но буквально каждый второй, которому я рассказывал о своей разработке, спрашивал о том, когда и где можно будет купить AutoPill. Я получил множество советов по возможной дальнейшей доработке устройства.
Сейчас, помимо полировки уже существующих функций устройства, передо мной стоит очень важная задача — уменьшение энергопотребления. Кроме того, я работаю над интеграцией устройства в систему SmartThings. Это позволит продублировать все автономные функции на хабе или в облаке, при этом само устройство сможет более эффективно расходовать энергию. Помимо этого, после интеграции AutoPill сможет не просто подавать сигнал с помощью собственных встроенных возможностей, но использовать и носимые устройства и умные колонки для оповещения пользователя о тех или иных событиях.
Источник