Nghiên cứu và thiết kế Gương thông minh kiêm thiết bị theo dõi sức khỏe

Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7


Nghiên cứu và thiết kế Gương thông minh
kiêm thiết bị theo dõi sức khoẻ
Phan Ngọc Điệp

Phạm Văn Tuấn

Khoa Điện tử - Viễn thông
Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
Đà Nẵng, Việt Nam


Trung tâm Xuất sắc,
Khoa Điện tử - Viễn thông
Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
Đà Nẵng, Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam chưa có sản phẩm nào tương tự với
đề tài nhưng trên thế giới đã xuất hiện một vài sản phẩm cũng
có tính năng tương tự như “Cybertecture mirror” của hãng
Tech2o, nhưng thực chất là một chiếc máy tính bảng phóng to,
dùng chính màn hình hiển thị của nó để làm gương soi, nên độ
trung thực của hình ảnh phản chiếu là kém hơn so với 1 chiếc
gương bình thường. Giá sản phẩm rất cao (từ $3.600 đến
$7.700 theo trang ). Ngồi ra cũng có
các thiết bị cân đo sức khoẻ riêng biệt như Cân điện tử Withings Wireless Scale WS-30 với giá khá cao là €149.95
tương đương 3.844.000VNĐ…

Tóm tắt— Bài báo này sẽ trình bày tổng quan về đề tài Gương
thông minh kiêm thiết bị theo dõi sức khoẻ và chi tiết thiết kế của
các mơ đun chính phục vụ cho việc chăm sóc sức khoẻ người
dùng như đo chiều cao, cân nặng, nhịp tim và bảng điều khiển
cảm ứng để điều khiển hoạt động của tồn bộ thiết bị. Bên cạnh
đó cũng đánh giá tổng quan về mặt thẩm mĩ, tính tiện dụng và
chi phí. Về đánh giá chi tiết thì các mơ đun đo sức khoẻ hoạt
động khá chính xác, đạt hiệu suất trên 96.5% (đo trọng lượng),
trên 93% (đo chiều cao từ 150 cm trở lên). Riêng bảng điều khiển
cảm ứng chỉ hoạt động tốt trong phịng kín rèm, và bị vơ hiệu hố
khi mang ra ngồi trời. Tổng chi phí cho toàn bộ cho thiết bị là
khoảng 3 triệu đồng, với mức chi phí này là khá rẻ so với các
thiết bị chăm sóc sức khoẻ ngồi thị trường.

Với mục tiêu của đề tài là biến một chiếc gương thân thuộc
trong cuộc sống của chúng ta thành một thiết bị theo dõi tình
trạng sức khỏe cho mọi người,… nên trong bài báo này sẽ trình
bày chủ yếu các thiết kế liên quan đến tính năng chăm sóc sức
khoẻ, cịn các tính năng phụ như giải trí, hiển thị sẽ khơng
được trình chi tiết. Để thiết kế được một sản phẩm thoả mãn
yêu cầu đã đặt ra và giá thành rẻ thì việc lựa chọn các loại cảm
biến, linh kiện sao cho phù hợp nhất. Việc đo chiều cao thì có
rất nhiều loại cảm biến với khoảng cách đo được là khác nhau,
ví dụ như: cảm biến tiệm cận (vài mm) [1], cảm biến hồng
ngoại (nhỏ 80 cm) [2], cảm biến siêu âm (nhỏ hơn 400 cm) [3].
Vì vậy trong đề tài này, đối với chiều cao của con người là nhỏ
hơn 200 cm thì lựa chọn cảm biến siêu âm tối ưu nhất. Cảm
biến lực (load-cell) là thiết bị cảm biến dùng để chuyển đổi lực
hoăc trọng lượng thành tín hiệu điện [4]. Load-cell có 2 loại
chính là load-cell tương tự và số, giá thành loại tương tự thì rẻ

hơn nhiều so với loại số, nên đã lựa chọn load-cell tượng tự để
làm cảm biến cho mô đun đo cân nặng. Và đo nhịp tim dùng
cảm biến hồng ngoại giúp tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với
các loại cảm biến cao cấp khác [5, 6].

Từ khố—Gương thơng minh; chăm sóc sức khoẻ; đo chiều
cao; đo cân nặng; đo nhịp tim; bảng điều khiển cảm ứng.

I.
GIỚI THIỆU
Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã khiến thói quen vận
động của con người khơng cịn diễn ra thường xun và cuộc
sống bận rộn khiến chúng ta không thể cân đo sức khỏe thường
xuyên, mà sử dụng nhiều thiết bị đơn lẻ làm mất nhiều thời
gian để đo, ngồi ra thói quen đi khám sức khoẻ định kỳ như
những nước tiên tiến trên thế giới là gần như khơng có. Hậu
quả là nhiều nguy cơ bệnh tật tiềm ẩn có thể xảy ra mà khơng
hề biết trước. Nếu có một sản phẩm tích hợp nhiều chức năng
đo sức khoẻ và đặt ở những vị trí mà mỗi buổi sáng thức dậy
mọi người đều tiếp xúc mà kiêm luôn việc theo dõi sức khoẻ sẽ
thuận tiện hơn nhiều. Và chiếc gương là một vật dụng cá nhân
thỏa mãn những yêu cầu đặt ra.
Mục đích đề tài: Nghiên cứu và thiết kế một sản phẩm
Gương thơng minh kiêm chức năng theo dõi, chăm sóc sức
khoẻ hằng ngày của con người. Sản phẩm có thể cân đo chiều
cao, cân nặng, nhịp tim thông qua các việc điều khiển phím
cảm ứng trên bề mặt gương. Sau đó thiết bị sẽ tự động phân
tích các thơng số và đưa ra lời khuyên sức khỏe qua hệ thống
loa ngồi hoặc hiển thị lên màn hình. Sản phẩm cịn bao gồm
các ứng dụng có sẵn như hiển thị thời gian, lịch, ghi chú, thông

tin thời tiết… Sự thú vị ở thiết bị này khơng chỉ dừng lại ở đó,
mà cịn có thể phát những bản nhạc với âm hưởng êm đềm
giúp bạn khới đầu một ngày mới tốt lành.

Bài báo này được chia thành 4 phần: Giới thiệu tổng quan
về tồn bộ hệ thống Gương thơng minh được trình bày trong
phần II. Thiết kế chi tiết các mô đun đo chiều cao, đo cân nặng,
đo nhịp tim và bảng điều khiển cảm ứng được trình bày trong
phần III. Phần IV sẽ thể hiện kết quả đạt được và đánh giá chi
tiết hoạt động của toàn bộ hệ thống. Và phần cuối cùng là kết
luận và hướng phát triển cho việc khắc phục các nhược điểm
hiện tại của thiết bị.



ISBN: 978-604-67-0635-9

282


Hội +ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7

Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
II. TỔNG QUAN HỆ THỐNG
Hệ thống gồm 3 phần riêng biệt: Mạch điều khiển trung
tâm, moderm wifi, và cân điện tử, xem hình. 1.

Hình. 1.

Sơ đồ trực quan của hệ thống

Cân điện tử có nhiệm vụ đo trọng lượng của người dùng
khi đứng lên bề mặt cân và lưu lại trong bộ nhớ chờ đến khi
nhận được lệnh từ bộ điều khiển trung tâm thì truyền giá trị đo
được về thơng qua sóng RF.
Moderm wifi với kết nối mạng internet có nhiệm vụ thu
thập thơng tin thời tiết tại thời điểm hiện tại cũng như thông tin
dự báo thời tiết các ngày tiếp theo và truyền về mạch điều
khiển trung tâm.

Hình. 2.

Mạch điều khiển trung tâm có nhiệm vụ đầu tiên là kiểm tra
tín hiệu từ mạch phát hiện chuyển động, nếu có người di
chuyển trong phạm vi trước Gương thì nó sẽ kích hoạt hệ thống
hoạt động cịn nếu khơng có người thì hệ thống sẽ chuyển qua
trạng thái chờ để tiết kiệm năng lượng. Khi ở trong chế độ hoạt
động, tuỳ thuộc vào tín hiệu điều khiển từ bảng điều khiển cảm
ứng hoặc từ khối nhận dạng giọng nói thì mạch trung tâm sẽ
kích hoạt từng mơ đun tương ứng hoạt động. Ví dụ: Người
dùng lựa chọn chức đo chiều cao trên bảng điều khiển cảm ứng
thì mạch trung tâm sẽ gửi tín hiệu kích hoạt cho mơ đun đo
chiều cao hoạt động sau đó thu thập dữ liệu, xử lý và hiển thị ra
LED 7 đoạn. Tương tự như vậy, nếu người dùng lựa chọn chức
năng đo cân nặng, mô đun cân điện tử sẽ chuyển từ chế độ chờ
sang chế độ hoạt động, thực hiện đo trọng lượng và trả kết quả
về mạch trung tâm thơng qua sóng RF, xem hình. 2. Hai thông
số chiều cao và cân nặng này cũng chính là hai thơng số quan
trọng trong việc tính tốn chỉ số BMI-Body mass index.





Bảng I.

mass

height 2



BẢNG ĐÁNH GIÁ THEO CHUẨN CỦA TỔ CHỨC Y TẾ THẾ GIỚI(WHO)
VÀ DÀNH RIÊNG CHO NGƯỜI CHÂU Á ( IDI&WPRO) [8]

Phân loại
Cân nặng thấp
(gầy)
Bình thường
Thừa cân
Tiền béo phì
Béo phì độ I
Béo phì độ II
Béo phì độ III

Body mass index (BMI) là chỉ số khối cơ thể được các bác
sĩ và các chuyên gia sức khỏe sử dụng để xác định tình trạng cơ
thể của một người nào đó có bị béo phì, thừa cân hay quá gầy
hay không [7]. Thông thường, người ta dùng để tính tốn mức
độ béo phì, chỉ số BMI được tính theo cơng thức (1). Trong đó

mass là trọng lượng của cơ thể (đơn vị đo là kg) và height là
chiều cao (đơn vị đo là m).

Sơ đồ khối tổng thể của hệ thống

WHO BMI
(kg/m2)

IDI & WPRO BMI
(kg/m2)

<18.5

<18.5

18.5 - 24.9
25
25 - 29.9
30 - 34.9
35 - 39.9
40

18.5 - 22.9
23
23 - 24.9
25 - 29.9
30
40

Mạch điều khiển trung tâm dựa vào chỉ số BMI, xem

Bảng I, sau đó sẽ xử lý và hiển hiển thị một thơng báo về tình
trạng sức khoẻ cũng như những lời khun cho người dùng lên
màn hình. Ngồi ra mạch trung tâm này có thể điều khiển tắt,
mở hệ thống đèn chiếu sáng trên gương hoặc điều khiển chức
năng nghe nhạc, với dữ liệu nhạc được lưu trữ trong thẻ nhớ.



283




Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7


biến dạng của điện trở khi có lực tác động (nén vào hay kéo
giãn ra), hình. 4. Thiết kế này sẽ giúp thiết bị cảm ứng sử dụng
Strain gauge trở nên chính xác hơn. Khi dây kim loại bị lực
tác động làm nén vào hay kéo giãn ra, sẽ thay đổi điện trở.
Trong trường hợp bị nén, chiều dài của strain gauge giảm đi
và điện trở cũng giảm. Ngược lại, trường hợp bị kéo dãn và
tăng chiều dài, điện trở cũng sẽ tăng. Điện trở thay đổi tuỳ

III. THIẾT KẾ
A. Đo chiều cao
Để thực hiện đo chiều cao, cảm biến SRF05 được sử dụng
để thực hiện trong đề tài này. Cảm biến SRF05 là một loại
cảm biến khoảng cách dựa trên nguyên lý thu phát siêu âm.

Cảm biến gồm một bộ phát và một bộ thu sóng siêu âm. Sóng
siêu âm từ đầu phát truyền đi trong khơng khí, gặp vật cản (vật
cản trong đề tài này chính là đỉnh đầu của người dùng) sẽ phản
xạ ngược trở lại và được đầu thu ghi lại, xem hình. 3. Vận tốc
truyền âm thanh trong khơng khí là một giá trị xác định trước,
ít thay đổi. Do đó chỉ cần xác định được khoảng thời gian từ
lúc phát sóng siêu âm tới lúc nó phản xạ về đầu thu sẽ quy đổi
được khoảng cách từ cảm biến tới vật thể. Cảm biến sẽ phát
một xung rất ngắn (5 μs), sau đó sẽ đo thời gian cho đến khi
nhận lại được sóng phản xạ về.

thuộc, tỷ lệ với lực tác động (cụ thể là tuỳ thuộc vào cân nặng

của vật đặt lên mặt cân).
Hình. 4. Mơ tả hoạt động của Strain gauge và mạch cầu Wheatstone
Hình. 5. Nguyên lý hoạt động của cảm biến lực – load-cell

Hình. 3.

Một điện áp kích thích UB được cung cấp cho ngõ vào
load-cell (góc 2 và 3) và điện áp tín hiệu ra UA được đo giữa
hai góc cịn lại (2 góc 1 và 4), hình. 4. Tại trạng thái cân bằng
(trạng thái không tải), điện áp tín hiệu ra là 0 hoặc gần bằng 0.
Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo
và chuyển thành số sau khi đi qua bộ khuếch đại. Mô đun
HX711 được sử dụng để khuếch đại tín hiệu UA và chuyển đổi
thành số bằng bộ chuyển đổi tương tự sang số 24 bit và kết
quả này sẽ được mạch điều khiển trung tâm thu thập, xử lý và
hiện lên LED 7 đoạn trên gương.

Nguyên lý hoạt động của cảm biến đo chiều cao

Tốc độ của âm thanh trong khơng khí là 340 m/s, tương
đương với 29,412 μs/cm. Khi đã tính được thời gian, ta sẽ chia
cho 29,412 để nhận được khoảng cách. Theo ví dụ trong hình.
3, thời gian từ lúc phát xung đến khi nhận phản về là 3529,44
μs, suy ra khoảng cách từ cảm biến đến đỉnh đầu là 60 cm
(3529,44/2/29,412), từ đó tính được chiều cao của người dùng
là 140 cm (200 cm – 60 cm).

C. Đo nhịp tim

B. Cân điện tử
Để thực hiện đo trọng lượng, cảm biến lực (load-cell)
UDB–100Kg-Keli được sử dụng để thực hiện trong đề tài này.
Cấu tạo chính của load-cell gồm các điện trở Strain gauge R1,
R2, R3, R4 kết nối thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình.
4 và được dán vào bề mặt của thân loadcell, xem hình. 5.
Strain Gauge là một trong những bộ phận quan trọng nhất
quyết định tới nguyên lý hoạt động và độ chính xác của cân
điện tử. Strain gauge bao gồm một dây kim loại mảnh được
đặt lên tấm cách điện đàn hồi. Sợi kim loại này được đặt theo
hình dạng ziczac nhằm tăng mục đích tăng chiều dài, tăng độ

Hình. 6.

Mơ tả hoạt động của mạch đếm nhịp tim

Mạch hoạt động trên nguyên tắc sử dụng ánh sáng hồng
ngoại phản xạ lại từ ngón tay theo lưu lượng máu qua ngón tay

thay đổi theo sự co bóp của tim. Nó bao gồm một đèn LED
hồng ngoại để phát ánh sáng hồng ngoại đến ngón tay, một
phototransistor có nhiệm vụ nhận ánh sáng hồng ngoại phản xạ
về, xem hình. 6. Lượng máu thay đổi theo nhịp tim tạo ra một



284


Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7


dãy xung tại đầu ra của các phototransistor, độ lớn của xung
quá nhỏ để có thể đo trực tiếp bởi một vi điều khiển. Vì vậy, ta
phải khuếch đại và lọc tín hiệu. Module được thiết kế bằng
cách sử dụng hai bộ khuếch đại thuật toán (OPAMP) để lọc và
khuếch đại tín hiệu, xem sơ đồ ngun lý hình.7. Tín hiệu sau
khi đi qua Opamp thứ nhất sẽ có hình dạng như hình. 8. Tín
hiệu ngõ ra của Opamp thứ hai là một chuỗi xung vuông, mạch
trung tâm sẽ đếm số lượng xung này trong 1 phút và hiển thị
kết quả nhịp tim lên LED 7 đoạn.

Hình. 7.

Hình. 9.

Các biểu tượng của bảng điều khiển cảm ứng

Để có thể nhận biết được thao tác chạm như vậy, ở bên
dưới mỗi phím ta đặt một cặp LED phát hồng ngoại (IR-LED)
và một phototransistor, như hình. 10. IR-LED phát liên tục tia
hồng ngoại đến bề mặt phím cảm ứng, phototransistor có
nhiệm vụ thu về ánh sáng hồng ngoại phản xạ về khi có ngón
tay chạm vào bề mặt phím đó. Sự thay đổi điện áp của ngõ ra
phototransistor được mô tả trong hình. 12. Khi khơng chạm
vào phím, tức phototransistor khơng thu được ánh sáng phản xạ
nên ngõ ra có mức điện áp 3,1 V xấp xỉ bằng Vdc = 3,3 V, và
mức điện áp này giảm xuống cịn 2,8V khi có chạm tức có
nhận được ánh sáng hồng ngoại phản xạ về, làm
phototransistor dẫn mạnh hơn, sơ đồ nguyên lý hình. 11.

Sơ đồ nguyên lý của mạch đếm nhịp tim

Hình. 10. Mơ tả vị trí đặt cặp thu phát hồng ngoại

Hình. 8.

Dạng sóng của nhịp tim ở ngõ ra của Opamp đầu tiên

D. Bảng điều khiển cảm ứng
Bảng điều khiển gồm có 8 phím cảm ứng, mỗi phím tương
Hình. 11. Mơ tả hoạt động thu phát hồng ngoại

Tín hiệu điện áp ngõ ra của phototrasistor sẽ được chuyển
thành tín hiệu số và gửi đến mạch trung tâm xử lý.

ứng với việc kích hoạt một chức năng riêng. Như hình. 9, khi
chạm vào phím đầu tiên thì mơ đun đo trọng lượng được kích

hoạt, tương tự như vậy phím thứ hai là đo chiều cao, thứ 3 là
đo nhịp tim, thứ 4 là kích hoạt chức năng nghe nhạc, thứ 5 là
bật tắt đèn chiếu sáng, thứ 6, 7, 8 là chuyển và dừng bài hát.

Hình. 12. Dạng sóng ở ngõ ra của phototransistor



285


Hội Thảo Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7


khỏe cho con người. Bên cạch đó cịn có các chức năng về
thơng tin và giải trí như dự báo thời tiết và nghe nhạc.

IV. KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ
A. Kết quả

 Đánh giá độ chính xác của cân điện tử:

Thiết bị hiện nay đã được nghiên cứu, thiết kế thành cơng, là
một sản phẩm hồn chỉnh như hình 13, 14, 15 với 13 chức
năng khác nhau, các chức năng nổi bật phải kể đến:







Để đánh giá độ chính xác của cân điện tử, dùng một dụng
cụ đo cân nặng sử dụng trong y tế để so sánh.

Hiển thị cân nặng, chiều cao, nhịp tim ngay trên bề mặt
gương.
Thông báo tình trạng và đưa ra lời khuyên về sức khỏe
cho người sử dụng thơng qua hệ thống loa ngồi.
Tích hợp cảm biến cảm ứng trên bề mặt gương.
Nghe radio, nghe nhạc giải trí trực tiếp với gương.
Hiển thị thơng tin dự báo thời tiết.

Bảng II.

BẢNG SO ĐỘ CHÍNH XÁC GIỮA CÂN DÙNG TRONG Y TẾ VÀ CỦA
THIẾT KẾ

Cân chuẩn trong y tế
(kg)
90
72
64
49
40
32
20

Cân thiết kế
(kg)

90.5
72.3
65.2
50.7
40.6
32.4
20.5

Độ chính xác
(%)
99.4
99.6
98.1
96.5
98.5
98.8
97.5

Nhìn vào bảng II, có thể thấy chênh lệnh với giá trị cân
bằng cân chuẩn là khơng khác biệt nhiều, độ chính xác khá cao
từ 96.5% đến 99.5%. Nhưng trong q trình sử dụng, có một
nhược điểm khá lớn là khi người dùng đứng lên bề mặt cân,
hình. 14, sảy ra hiện tượng bị bấp bênh do sự biến dạng của
cảm biến lực, hình. 5.
 Đánh giá độ chính xác của mơ đun đo chiều cao:
Đánh giá độ chính xác của mơ đun bằng cách so sánh kết
quả đo được với thước dây chuẩn. Bảng đánh giá độ chính xác
của mơ đun đo chiều cao.
Bảng III.

BẢNG SO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MODULE ĐO CHIỀU CAO

Đo bằng thước dây
(cm)
190
185
172
164
150
120
70
30

Hình. 13. Hình ảnh thiết bị Gương thơng minh

Đo bằng mơ đun
(cm)
190
185
172
165
151
123
74
35

Độ chính xác
(%)
100.0
100.0

100.0
99.4
99.3
97.5
94.3
83.3

Dựa vào bảng III, độ chính xác đạt được khá cao, chỉ lệch
từ 1 đến 2 cm đối với chiều cao từ 150 cm trở lên. Khi chiều
cao càng thấp thì đồ chính xác càng giảm, độ chênh lệch 3 từ 5
cm. Vì vậy khi đo chiều cao cho người trưởng thành sẽ đạt hiệu
quả hơn cho trẻ em.

Hình. 14. Mơ đun đo trọng lượng

B. Đánh giá
 Đánh giá tổng quan:
Sản phẩm Gương thông minh này đã được thiết kế một
cách tinh tế từ mẫu mã, màu sắc tới chức năng để có thể phù
hợp với nhiều khơng gian khác nhau, hình 13. Có thể đặt
Gương thơng minh trong phịng tắm, phịng ngủ hay phịng
khách, tùy vào nhu cầu của người sử dụng. Mặc cho được tích
hợp nhiều thiết bị trên gương nhưng nó vẫn khơng mất đi vẻ
đẹp của một chiếc gương soi bình thường. Các chức của
Gương thông minh chủ yếu hướng đến nhu cầu chăm sóc sức

 Đánh giá độ chính xác của mơ đun đếm nhịp tim:
Đánh độ chính của mạch đếm nhịp tim bằng cách so sánh
kết quả đo bằng cảm biến với cách bắt mạch bằng tay truyền
thống. Bảng IV cho kết quả so sánh đó:



286


Hội Thảo
Quốc Gia 2015 về Điện Tử, Truyền Thông và Công Nghệ Thông Tin (ECIT 2015)
+ӝL7KҧR4XӕF*LDYӅĈLӋQ7ӱ7UX\ӅQ7K{QJYj&{QJ1JKӋ7K{QJ7LQ(&,7

Bảng IV. ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MẠCH ĐẾM NHỊP TIM

Phương pháp truyền thống
(Nhịp/phút)
86
80
65
72
91

Bằng cảm biến
(Nhịp/phút)
86
79
67
71
90

V. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Sai số
(Nhịp)
0
1
0
1
1

A. Kết luận
Trong bài báo này đã trình bày tổng quan về thiết kế của
Gương thơng minh kiêm thiết bị theo dõi sức khoẻ, và trình
bày chi tiết thiết kế của các mơ đun chính như đo chiều cao,
cân nặng, nhịp tim, bảng điều khiển cảm ứng, bên cạnh đó
cũng đánh giá tổng quan về thiết bị có mặt thẩm mĩ và tính tiện
dụng cao. Các mơ đun đo sức khoẻ hoạt động khá chính xác,
đạt hiệu suất trên 96.5% (về đo trọng lượng), trên 93% (đo
chiều cao từ 150cm trở lên). Riêng bảng điều khiển cảm ứng
chỉ hoạt động tốt trong phịng kín rèm, và bị vơ hiệu hố khi
mang ra ngồi trời. Tổng chi phí cho toàn bộ sản phẩm là
khoảng 3 triệu đồng, với mức chi phí này là khá rẻ cho một sản
phẩm độc đáo, tiện dụng và phù hợp với điều kiện kinh tế của
người Việt Nam.

Dựa vào bảng IV, cho thấy kết quả đạt được độ chính xác
khá cao, sai lệch chỉ 1 nhịp .
 Đánh giá chất lượng của bảng điều khiển cảm ứng:
Bảng điều khiển đáp ứng thao tác chạm rất nhanh, khơng bị
nhận dạng nhầm sang các phím lân cận.
Nhưng có một nhược điểm lớn nhất là khi hoạt động ở
ngoài trời nắng sẽ bị nhiễu, do trong ánh sáng mặt trời có thành

phần hồng ngoại khá cao, nên cảm biến hồng ngoại nhận dạng
sai, dẫn đến hoạt động của toàn bộ hệ thống mất ổn định.

B. Hướng phát triển
Trong tương lai, sẽ tiếp tục nghiên cứu cảm ứng điện dung
thay thế cho cảm ứng hồng ngoại để khắc phục nhược điểm bị
nhiễu bởi ánh sáng mặt trời. Tiếp tục tối ưu mô đun cân điện tử
để tránh hiện tượng bấp bênh đi người dùng đứng lên mặt cân
bằng cách thay thế cảm lực biến lực thích hợp hơn. Và các mô
đun khác thiết kế lại nhỏ gọn hơn, tối ưu hơn để giảm chi phí
sản xuất.

 Đánh giá chi phí:
Bảng V.

CHI PHÍ CỦA TỒN BỘ HỆ THỐNG

Thành phần
Mô đun đo trọng lượng
Mô đun đo chiều cao
Mô đun đo nhịp tim
Bảng điều khiển cảm ứng
Mạch trung tâm
Mạch phát nhạc
Khuếch đại âm thanh
LED 7 đoạn, LCD graphic 128x64
Mạch nhận dạng giọng nói
Đèn chiếu sáng
Mơ đun giao tiếp khơng dây-RF
Mơ đun giao tiếp internet không dây

Mạch phát hiện chuyển động
Nguồn
Gương và các phụ kiện khác
Tổng

Chi phí
(VNĐ)
500.000
200.000
50.000
70.000
100.000
150.000
100.000
450.000
150.000
50.000
300.000
200.000
60.000
200.000
500.000
3.080.000

VI. LỜI CẢM ƠN
Để đạt được kết quả như đã trình bày, xin gửi lời cảm ơn
đến tập thể nhóm nghiên cứu TRT 3DCS và Lê Tự Hiếu,
Nguyễn Hữu Vinh, Khoa Điện Tử Viễn Thông, Đại học Bách
Khoa, Đại học Đà Nẵng đã hỗ trợ, giúp đỡ rất nhiều trong quá
trình thực hiện đề tài này.

VII. THAM KHẢO
[1]

[2]
[3]
[4]

Dựa vào bảng V, chi phí cho tồn bộ thiết bị này khoảng
3.080.000 VNĐ, nhìn chung là khá rẻ, nếu so sánh với các thiết
bị riêng lẻ ngoài thị trường, như riêng mô đun cân điện tử
Withings Wireless WS-30 ngồi thị trường có giá lên đến
3.600.000 VNĐ, hay mơ đun đo nhịp tim XY302 ngồi thị
trường là 900.000 VNĐ. Với mức giá này thì khá phù hợp cho
người dùng có thể sở hữu được một sản phẩm tích hợp được
nhiều chức năng, độc đáo, tiên dụng cho việc chăm sóc sức
khoẻ hàng ngày, và cũng phù hợp với điều kiện kinh tế của
người tiêu dùng Việt Nam hiện nay.

[5]

[6]

[7]
[8]



287

V. Osadcuks, A. Pecka, A. Lojans and A. Kakitis; Faculty of

Engineering, Latvia Universty of Agriulture, 5 J.Cakstes blvd., LV-3001
Jelgava, Latvia, “Experimental research of proximity sensors for
application”, Agronomy Research12(3), 955–966, 2014.
Hoang Thuan, “Measure the distance using infrared sensors”,
Application Report; HMAR02 Rev 1.1; 10/2012.
Labelsensors.com, "Label Sensor Types and Technologies, Clear Label
Sensor Choice", Retrieved 17-03-2015.
Maritime Journal (Mercator Media),"Load cell testing gets straight to the
point", 20 December 2010.
Warsuzarina Mat Jubadi, Siti Faridatul Aisyah Mohd Sahak - Dept. of
Electronics Engineering, University Tun Hussein Onn Malaysia, Batu
Pahat, Johor, Malaysia, “Heartbeat Monitoring Alert via SMS”, 2009
IEEE Symposium on Industrial Electronics and Applications (ISIEA
2009), October 4-6, 2009, Kuala Lumpur, Malaysia.
Mohamed Fezari, Mounir Bousbia-Salah, and Mouldi Bedda Department of electronics, “Microcontroller Based Heart Rate Monitor”,
University of Badji Mokhtar, Annabam, The International Arab Journal
of Information Technology, Vol. 5, No. 4, October 2008.
Beyond BMI: Why doctors won't stop using an outdated measure for
obesity., by Jeremy Singer-Vine, Slate.com, ngày 20 tháng 7 năm 2009.
WHO. Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of
a WHO Consultation. WHO Technical Report Series 894. Geneva:
World Health Organization, 2000.