Xây dựng hệ thống ghi nhận thông tin nhịp tim và nồng độ oxy trong máu giao tiếp mạng blockchain và hệ thống his

TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

THỰC TẬP CUỐI KHĨA KỸ THUẬT PHẦN MỀM

HỆ THỐNG GHI NHẬN THƠNG TIN NHỊP TIM
VÀ NỒNG ĐỘ OXY TRONG MÁU – GIAO TIẾP
MẠNG BLOCKCHAIN VÀ HỆ THỐNG HIS

Đơn vị thực tập: Trung tâm tin học Trường Đại học An Giang

TRƯƠNG HUỲNH PHÚ QUÍ

AN GIANG, 04-2022


TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

THỰC TẬP CUỐI KHĨA KỸ THUẬT PHẦN MỀM

HỆ THỐNG GHI NHẬN THƠNG TIN NHỊP TIM
VÀ NỒNG ĐỘ OXY TRONG MÁU – GIAO TIẾP
MẠNG BLOCKCHAIN VÀ HỆ THỐNG HIS

TRƯƠNG HUỲNH PHÚ QUÍ
DPM185188

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS. TRƯƠNG MINH TUYỀN

AN GIANG, 04-2022

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nội dung nhận xét:
- Đồng ý hay không đồng ý cho sinh viên báo cáo TTCK; Nếu không đồng ý cần ghi rõ lý do.
- Kết quả đạt được so với yêu cầu;

- Ý kiến khác (nếu có)

i


LỊCH LÀM VIỆC
Họ và sinh viên: Trương Huỳnh Phú Quí
Cơ quan thực tập: Trung tâm tin học – Trường đại học An Giang
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Trương Minh Tuyền
Thời gian thực tập: từ ngày 21 tháng 02 năm 2022 đến ngày 17 tháng 04 năm 2022
Nhận xét
của giảng
viên hướng
dẫn

Tuần

Nội dung công việc được giao

Tự nhận xét
về mức độ
hoàn thành

01
Từ ngày
21/02
đến ngày
27/02

- Liên hệ với CBHD tại cơ quan

thực tập để nắm lịch làm việc.
- Tìm hiểu về cơ quan, phân tích
các chức năng cần có của đề tài.
- Tìm hiểu các thiết bị cần sử
dụng cho đề tài.
- Nộp đề cương chi tiết cho
GVHD.

Tốt

Tốt

02
Từ ngày
28/02
đến ngày
06/03

- Tiến hành đặt mua thiết bị.
- Thiết kế cơ sở dữ liệu.
- Báo cáo tiến độ tuần 2.

Tốt

Tốt

03
Từ ngày
07/03
đến ngày

13/03

- Tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu
hướng dẫn sử dụng thiết bị.
- Tiến hành kết nối cho thiết bị
và test thử các thiết bị.
- Báo cáo tiến độ tuần 3.

Tốt

Tốt

04
Từ ngày
14/03
đến ngày
20/03

- Viết báo cáo.
- Bắt đầu viết phần mềm.
- Báo cáo tiến độ tuần 4.

Tốt

Tốt

05
Từ ngày
21/03
đến ngày

27/03

- Tiếp tục viết phần mềm và báo
cáo.
- Báo cáo tiến độ tuần 5.

Tốt

Tốt

06
Từ ngày
28/03
đến ngày

- Tiếp tục viết phần mềm và báo
cáo.
- Báo cáo tiến độ tuần 6.

Tốt

Tốt

ii

Chữ ký của
giảng viên
hướng dẫn

03/04
07
Từ ngày
04/04
đến ngày
10/04

- Sinh viên nộp bản nháp cho
GVHD.
- Báo cáo tiến độ tuần 7.

Tốt

Tốt

08
Từ ngày
11/04
đến ngày
17/04

- Hoàn chỉnh code, chức năng và
bản báo cáo.
- Sinh viên nộp báo cáo chính
thức cho GVHD.

Tốt

Tốt

iii


LỜI CẢM ƠN
Trong q trình hồn thành luận văn này nhờ có sự giúp đỡ của các q
thầy cơ thuộc khoa Công Nghệ Thông Tin và Trung Tâm Tin Học trường Đại
học An Giang đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, tạo mọi điều kiện thuận lợi và có
gia đinh cùng bạn bè thường xuyên động viên khích lệ.
Em muốn bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tới giảng viên
hướng dẫn ThS. Trương Minh Tuyền. Luận văn này khơng thể hồn thành tốt
nếu khơng có sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy.
Em muốn gửi lời cảm ơn đến Trung Tâm Tin Học trường Đại học An
Giang đã tạo điều kiện và môi trường thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực
tập.
Em cũng muốn bày tỏ lòng biết ơn đối với tập thể thầy cô trong Khoa
Công Nghệ Thông Tin - Đại học An Gian đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho em
rất nhiều trong quá trình học tập và nghiện cứu. Cảm ơn Bộ môn Công Nghệ
Thông Tin về sự hỗ trợ các thủ tục hoàn thành luận văn.
Cuối cùng, em xin cám ơn gia đình và bạn bè đã góp nhiều ý kiến thiết
thực và có những lời động viên khích lệ quý báu giúp em hoàn thành tốt luận
văn.
Ngoài ra, do trình độ và kinh nghiệm cịn hạn chế nên khơng thể tránh
khỏi những thiếu sót và một số lỗi nhỏ. Em rất mong nhận được sự thơng cảm,
góp ý kiến và chỉ bảo tận tình của q thầy cơ.
Em xin chân thành cảm ơn.

An Giang, ngày tháng 4 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Trương Huỳnh Phú Quí

iv


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ iv
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠ QUAN THỰC TẬP ............................................. 1
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CƠ QUAN THỰC TẬP .................................. 1
1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC........................................................................................... 3
1.3 NHIỆM VỤ VÀ CHỨC NĂNG ......................................................................... 3
1.3.1 Nhiệm vụ...................................................................................................... 3
1.3.2 Chức năng kinh doanh .................................................................................. 4
1.4 LIÊN HỆ ............................................................................................................ 4
CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VÀ CƠ SƠ LÝ THUYẾT ............................................... 5
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................... 5
2.2 PHẠM VI ĐỀ TÀI ............................................................................................. 5
2.3 ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG ................................................................................... 5
2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 5
2.5 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................... 5
2.6 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................................... 6
2.6.1 Giới thiệu về nhịp tim ................................................................................... 6
2.6.1.1 Nhịp tim là gì? ........................................................................................... 6
2.6.1.2. Nhịp tim chuẩn đối với người bình thường ............................................... 6
2.6.1.3 Thận trọng với rối loạn nhịp tim ................................................................ 6
2.6.2. Giới thiệu về nồng độ oxi trong máu ........................................................... 7
2.6.2.1 Nồng độ oxi trong máu là gì ...................................................................... 7
2.6.2.2 Chỉ số SpO2 ở người bình thường là bao nhiêu.......................................... 7
2.6.2.3 Tác dụng và sự cần thiết của việc theo dõi chỉ số SpO2 ............................. 8
2.6.3 Các thiết bị sử dụng ...................................................................................... 9

2.6.3.1. Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini......................... 9
2.6.3.2. Cảm Biến Nhịp Tim Và Oxy Trong Máu MAX30102 MH-ET LIVE ....... 9
2.6.3.3 Màn Hình Oled 0.96 Inch Giao Tiếp I2C ................................................. 11
2.6.4 Giao thức I2C ............................................................................................. 12
2.6.5 Mạng Blockchain ....................................................................................... 13
2.6.5.1 Mạng Blockchain là gì? ........................................................................... 13
v


2.6.5.2 Ý tưởng ra đời của Blockchain ................................................................ 14
2.6.5.3 Lịch sử hình thành ................................................................................... 14
2.6.5.4 Cách thức hoạt động của Blockchain ....................................................... 15
2.6.5.5 Blockchain được sử dụng như thế nào? ................................................... 16
2.6.5.6 Ưu điểm và nhược điểm của blockchain .................................................. 17
2.6.5.7 BigchainDB ............................................................................................. 18
2.6.6 Các ngơn ngữ lập trình ............................................................................... 21
2.6.6.1 Arduino: .................................................................................................. 21
2.6.6.2 NodeJS .................................................................................................... 22
2.6.6.3 MySQL ................................................................................................... 24
2.7 ĐỊA CHỈ IP ...................................................................................................... 26
2.7.1 Địa chỉ IP là gì? Cấu trúc của địa chỉ IP ..................................................... 26
2.7.2 Công dụng của địa chỉ IP ............................................................................ 26
2.7.3 Ưu và nhược điểm của địa chỉ IP ................................................................ 26
2.7.4 Các loại địa chỉ IP phổ biến hiện nay .......................................................... 26
2.7.5 Phiên bản IP là gì? ...................................................................................... 27
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG........................................... 29
3.1 PHÂN TÍCH YÊU CẦU HỆ THỐNG .............................................................. 29
3.1.1 Mơ tải bài tốn ........................................................................................... 29
3.1.2 u cầu chức năng ..................................................................................... 29
3.1.3 Yêu cầu phi chức năng ............................................................................... 30

3.1.4 Yêu cầu hệ thống ........................................................................................ 30
3.2 SƠ ĐỒ USECASE ........................................................................................... 30
3.2.1 Actoc hệ thống ........................................................................................... 30
3.2.2 Usecase hệ thống ........................................................................................ 30
3.2.3 Sơ đồ tổng quát .......................................................................................... 31
3.3 ĐẶC TẢ SƠ ĐỒ USECASE ............................................................................ 32
3.3.1 Đăng nhập .................................................................................................. 32
3.3.2 Thiết lập và kết nối wifi cho thiết bị ........................................................... 32
3.4 SƠ ĐỒ TUẦN TỰ............................................................................................ 33
3.5 SƠ ĐỒ LỚP ..................................................................................................... 34
3.6 SƠ ĐỒ MẠCH ARDUINO .............................................................................. 35
3.7 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU ........................................................................... 35
vi


3.8 GIAO DIỆN CỦA HỆ THỐNG ....................................................................... 37
3.8.1 Giao diện thiết lập wifi: .............................................................................. 37
3.8.2 Giao diện màn hình Oled ............................................................................ 38
3.9 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ................................................................................... 39
3.10 Ý NGHĨA ....................................................................................................... 39
3.11 HƯỚNG PHÁT TRIỂN.................................................................................. 39

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Quản trị mạng ................................................................................................. 1
Hình 2: Tư vấn học và thi ............................................................................................ 2
Hình 3: Giảng dạy........................................................................................................ 2
Hình 4: Cơ cấu tổ chức ................................................................................................ 3

Hình 5: Bảng tiêu chuẩn nhịp tim ................................................................................ 6
Hình 6: Những triệu chứng của rối loạn nhịp tim ......................................................... 7
Hình 7: Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini ............................... 9
Hình 8: MAX30102 MH-ET LIVE ............................................................................ 10
Hình 9: OLed 0.96 ..................................................................................................... 11
Hình 10: Giao thức I2C.............................................................................................. 12
Hình 11: Khung dữ liệu của I2C ................................................................................ 13
Hình 12: Mạng Blockchain ........................................................................................ 14
Hình 13: Cách thức hoạt động của Blockchain........................................................... 15
Hình 14: Blockchain được sử dụng như thế nào ......................................................... 16
Hình 15: BigchainDB ................................................................................................ 19
Hình 16: Arduino ....................................................................................................... 21
Hình 17: MySQL Workbench .................................................................................... 25
Hình 18: IPv4 ............................................................................................................ 28
Hình 19: IPv6 ............................................................................................................ 28
Hình 20: Sơ đồ use case tổng quát ............................................................................. 31
Hình 21: Sơ đồ tuần tự của cảm biến ......................................................................... 34
Hình 22: Sơ đồ lớp..................................................................................................... 34
Hình 23: Sơ đồ mạch Arduino ................................................................................... 35
Hình 24: Sơ đồ diagram ............................................................................................. 36
Hình 25: Giao diện thiết lập wifi ................................................................................ 37
Hình 26: Giao diện cấu hình wifi ............................................................................... 37
Hình 27: Kết quả nhịp tim và nồng độ oxi trong máu sau khi đo được 30 giây........... 38
Hình 28: Kết quả nhịp tim và nồng độ oxi trong máu khi đo được 32 giây ................. 39

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: Kết nối MAX30102 với ESP8266................................................................. 10

Bảng 2: Bảng hoạt động các chân của Oled ............................................................... 11
Bảng 3: Kết nối OLED với ESP8266 ......................................................................... 12
Bảng 4: Yêu cầu chức năng đối với admin ................................................................. 29
Bảng 5: Yêu cầu chức năng đối với bác sĩ.................................................................. 29
Bảng 6: Yêu cầu chức năng đối với bệnh nhân .......................................................... 29
Bảng 7: Usecase hệ thống .......................................................................................... 31
Bảng 8: Đặc tải usecase đăng nhập ............................................................................ 32
Bảng 9: Đặc tả usecase thiết lập và kết nối wifi cho thiết bị ....................................... 33
Bảng 10: Bảng bệnh nhân .......................................................................................... 35
Bảng 11: Bảng data.................................................................................................... 36
Bảng 12: Bảng tài khoản ............................................................................................ 36

ix


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

1
2
3
4

ACK
API
BFT
CNTT

DHCP
EUR
GND
GPIO
GSM
HIS
I2C
IC
IoT
IP
ISO
ISP
LCD
MySQL
NACK
NFT
P2P
PHP
RDBMS
RF
SCL
SDA
SHTT
SPI
SpO2
TTL
UART
USD
VIN

5

6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

33

Diễn giải
Acknowledged
Application Programming Interface
Binary File Transfer
Công nghệ thông tin
Dynamic Host Configuration Protocol
Euro
Ground
General Purpose Input Output
Global System for Mobile Communication
Hispital Information System
Inter – Integrated Circuit
Integrated Circuit

Internet of Things
Internet Protocol
International Organization for Standardization
Internet Service Provider
Liquid crystal
Structured Query Language
Not-Acknowledged
Non-fungible Token
Peer-to-peer
Personal Home Page
Relational Database Management System
Radio Frequency
Serial Clock
Serial Data

Sở hữu trí tuệ
Serial Peripheral Bus
Saturation of peripheral oxygen
Transistor-transistor logic
Universal Asynchronous Receiver – Transmitter
United States Dollar
Voltage Input

x


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠ QUAN THỰC TẬP
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CƠ QUAN THỰC TẬP
Trung tâm Tin học là đơn vị chuyên trách quản lý và cung cấp các dịch
vụ về công nghệ thông tin của Trường Đại học An Giang.
Trung tâm có chức năng nghiên cứu, tư vấn và triển khai các giải pháp
công nghệ thông tin cho các đơn vị trong và ngoài Trường. Trung tâm chịu trách
nhiệm quản lý toàn bộ hệ thống mạng thông tin của Nhà trường, từ hạ tầng cho
đến các dịch vụ mạng. Với một tập thể có trình độ chuyên môn cao, giàu năng
lực và kinh nghiệm, Trung tâm đã giúp Nhà trường xây dựng hệ thống mạng
thông tin với băng thông tối thiểu là 1 Gigabit và hệ thống Data Center hiện đại
được vận hành ổn định 24/24. Trung tâm đã nghiên cứu và triển khai thành công
nhiều dịch vụ, ứng dụng, dịch vụ trên nền mã nguồn mở phục vụ hiệu quả cho
các hoạt động quản lý và chuyên môn của Nhà trường như: hệ thống chia sẻ
cộng tác, hệ thống quản lý công văn, hệ thống lưu trữ trực tuyến, hệ thống
website các đơn vị, tổ chức và cá nhân trong Trường, .v.v…

Hình 1: Quản trị mạng
Về hoạt động dịch vụ, Trung tâm Tin học thường xuyên tổ chức đào tạo
và kiểm tra cấp chứng chỉ tin học trình độ A, B Quốc gia, và các lớp chuyên đề

(Quản trị mạng, Thiết kế & Lập trình web, Lắp ráp & Cài đặt máy tính). Ngồi
ra, Trung tâm còn mở các lớp đào tạo tin học theo yêu cầu và thực hiện các hợp
đồng: bảo trì, sửa chữa, phục hồi dữ liệu máy tính; tư vấn, thiết kế, triển khai và
bảo trì hệ thống mạng; thiết kế website, phát triển phần mềm; tư vấn về lĩnh vực
dự án đầu tư,...

1


Hình 2: Tư vấn học và thi

Hình 3: Giảng dạy
Hiện nay, Trung tâm Tin học đã triển khai thành công các quy trình
quản lý chất lượng theo ISO 9001:2008. Điều này đã giúp nâng cao hiệu quả
công tác quản lý và chất lượng đào tạo tại Trung tâm, góp phần hoàn thành mục
tiêu nâng cao chất lượng của Nhà trường.

2


1.2 CƠ CẤU TỔ CHỨC

Hình 4: Cơ cấu tổ chức
1.3 NHIỆM VỤ VÀ CHỨC NĂNG
Trung tâm Tin học Trường Đại học An Giang (sau đây gọi là Trung tâm)
là cơ sở giáo dục thường xuyên của hệ thống giáo dục quốc dân, là đơn vị sự
nghiệp công lập trực thuộc Trường Đại học An Giang, có tư cách pháp nhân, có
con dấu và tài khoản riêng để hoạt động theo quy định của pháp luật.
1.3.1 Nhiệm vụ
Xây dựng và tổ chức thực hiện quy hoạch, kế hoạch phát triển Trung tâm

phù hợp với quy hoạch, kế hoạch phát triển giáo dục của cả nước, địa phương
và của Trường Đại học An Giang.
Tư vấn và quản lý việc triển khai và ứng dụng công nghệ thông tin
(CNTT) cho Nhà trường; đảm bảo việc khai thác, sử dụng và phát triển các
nguồn tài nguyên thông tin của Trường một cách hiệu quả và đúng theo qui định
của pháp luật; quản trị toàn bộ hệ thống mạng thông tin của Trường Đại học An
Giang.

3


1.3.2 Chức năng kinh doanh
Tổ chức thực hiện hoạt động đào tạo dịch vụ, hợp tác hoặc liên kết đào
tạo dịch vụ trong lĩnh vực CNTT như: tin học ứng dụng, các chương trình giáo
dục thường xuyên ứng dụng CNTT - truyền thơng, các chương trình bồi dưỡng
kiến thức tin học khác (như: lập trình phát triển phần mềm, quản trị dự án phần
mềm, triển khai và quản trị mạng, an tồn và an ninh thơng tin, .v.v...).
Tổ chức kiểm tra, cấp chứng nhận, chứng chỉ tin học trình độ quốc gia
cho các thí sinh thi đạt tại các kỳ thi của Trung tâm theo quy định của Bộ Giáo
dục và Đào tạo.
Cung cấp hoạt động dịch vụ về CNTT theo nhu cầu của xã hội, điển hình
như: hợp đồng giảng dạy chuyên đề tin học theo nhu cầu; phát triển phần mềm
theo hợp đồng; cung cấp thiết bị CNTT - Truyền thơng; hợp đồng bảo hành, bảo
trì, cho th thiết bị; hợp đồng tư vấn và đảm bảo an toàn, an ninh cho hệ thống
CNTT (mạng, website, máy trạm, …); và các hoạt động dịch vụ khác có liên
quan đến CNTT.
Tư vấn cho các gói thầu mua sắm hàng hóa: lập báo cáo kinh tế kỹ thuật,
lập hồ sơ thiết kế, quản lý dự án, xây dựng hồ sơ mời thầu, đánh giá hồ sơ dự
thầu, giám sát triển khai hệ thống ứng dụng CNTT,….
1.4 LIÊN HỆ

Địa chỉ: Trung tâm Tin học, Lầu 1, tòa Thư viện và các Trung tâm (khu
mới), Số 18 Ung Văn Khiêm, Phường Đông Xuyên, TP Long Xuyên - Tỉnh An
Giang.
Điện thoại: 0296.6253599
Email:
Thông tin giao dịch:
- Tên đơn vị: Trung tâm Tin học Trường Đại học An Giang
- Mã số thuế: 1600631954-003
- Số tài khoản: 0151000542928
Ngân hàng Thương mại cổ phần Ngoại Thương Việt Nam chi nhánh An
Giang

4


CHƯƠNG 2:TỔNG QUAN VÀ CƠ SƠ LÝ THUYẾT
2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, cơng nghệ thơng tin nói chung và cơng nghệ phần mềm nói
riêng đã phát triển mạnh mẽ và chiếm một vị trí quan trong trong tiến trình cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Cơng nghệ thơng tin được ứng dụng trên rất
nhiều lĩnh vực và trong việc y tế cũng được đầu tư và quan tâm nhiều hơn.
Công nghệ thông tin giúp mọi thứ trong lĩnh vực y tế được tự động hóa
hơn.Việc đo nhịp tim và nồng độ oxi trong máu cũng vậy. Nếu trước đây các y
tế bác sĩ cần đo và ghi lại thông tin của các bệnh nhân vào sổ sách sau đó mới
tiến hành nhập dữ liệu vào máy để lưu trữ, việc này rất mất nhiều thời gian và
công sức.
Việc phát triển một hệ thống ghi nhận thông tin và cập nhật thường
xuyên vừa hiệu quả, vừa tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí, tối ưu hóa lưu
trữ dữ liệu và tài nguyên một cách hiệu quả.
Vì vậy, với mong muốn được tìm hiểu sâu về arduino trong lĩnh vực y

tế nên em đã chọn đề tài “Hệ thống ghi nhận thông tin nhịp tim và nồng độ oxy
trong máu – Giao tiếp mạng Blockchain và hệ thống HIS”
2.2 PHẠM VI ĐỀ TÀI
Đề tài tập trung nghiên cứu việc ghi nhận thông tin nhịp tim và nồng độ
oxi trong máu.
2.3 ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG
Tất cả mọi người đều có thể sử dụng, đặt biệt là các bệnh nhân cần được
theo dõi sức khỏe thường xuyên.
2.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu các tài liệu về arduino (thông số kĩ thuật, sơ đồ kết nối, thư
viện hỗ trợ, code tham khảo, cơ chế hoạt động,…).
Nghiên cứu cơ chế hoạt động của Blockchain.
Phương pháp thực nghiệm: phân tích, thiết kế, xây dựng, phát triển và
kiểm thử phần mềm.
2.5 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Tìm hiểu nguyên lý đo nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.
Áp dụng các kiến thực được học vào thực tế và tìm hiểu sâu hơn.
Thiết kế thiết bị kết hợp đo nhịp tim và nồng độ oxy trong máu.
5


2.6 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.6.1 Giới thiệu về nhịp tim
2.6.1.1 Nhịp tim là gì?
Nhịp tim được hiểu là một số lần co bóp trong vịng một phút. Đây là
thơng số đặc trưng của mỗi người và sẽ biến thiên theo sự lão hóa của chúng ta.
Nhịp tim được đo theo đơn vị nhịp/phút
Nhịp tim được xác định khi bạn đang trong trạng thái nghỉ ngơi và cơ thể
không phải cử động mạnh.
2.6.1.2. Nhịp tim chuẩn đối với người bình thường

Nhịp tim chuẩn có thể khác nhau ở mỗi người, tùy thuộc vào độ tuổi, thể
trạng, giới tính,... Đối với người từ 18 tuổi trở lên, nhịp tim bình thường trong
lúc nghỉ ngơi dao động trong khoảng từ 60 đến 100 nhịp mỗi phút. Thơng
thường, người có thể trạng càng khỏe mạnh, thì nhịp tim càng thấp. Đối với
những vận động viên chuyên nghiệp, khi ở chế độ nghỉ ngơi, nhịp tim trung
bình của họ chỉ khoảng 40 nhịp một phút. Ví dụ như vận động viên đua xe đạp
Lance Armstrong - huyền thoại của làng thể thao thế giới, tim của anh chỉ đập
khoảng 32 nhịp mỗi phút.
Theo nghiên cứu của Cơ quan y tế quốc gia tại Vương quốc Anh, dưới
đây là bảng tiêu chuẩn nhịp tim lý tưởng theo từng độ tuổi:

Hình 5: Bảng tiêu chuẩn nhịp tim
2.6.1.3 Thận trọng với rối loạn nhịp tim
Nếu do một nguyên nhân hoặc tác động nào đó khiến cho nhịp đập trái
tim trở nên bất thường, như nhịp tim nhanh (hơn 100 nhịp mỗi phút), nhịp tim
chậm (dưới 60 nhịp mỗi phút) hoặc tim đập lúc nhanh, lúc chậm, thậm chí có
6


nhịp tim tim đập nhưng khơng thấy mạch, thì được gọi là rối loạn nhịp tim.
Trong cuộc sống hàng ngày, không thể tránh khỏi những lúc trái tim bị lạc nhịp.
Tình trạng này thường xuất phát từ những nguyên nhân rất “đời thường”, chẳng
hạn như: Căng thẳng, hoạt động gắng sức, rối loạn tâm lý, hay những thói quen
xấu như thức khuya, hút thuốc lá, sử dụng một số chất kích thích như rượu bia,
cà phê, trà đặc,...

Hình 6: Những triệu chứng của rối loạn nhịp tim
Bên cạnh đó, các bệnh lý liên quan trực tiếp đến tim mạch như: Suy
tim, Thiếu máu cơ tim, các bệnh lý về van tim (hở van tim và hẹp van tim), viêm
cơ tim, bệnh tim bẩm sinh,... đều là những căn nguyên ảnh hưởng đến quá trình

dẫn truyền xung động điện trong tim và gây ra rối loạn nhịp tim.
2.6.2. Giới thiệu về nồng độ oxi trong máu
2.6.2.1 Nồng độ oxi trong máu là gì
SpO2 là viết tắt của cụm từ Saturation of peripheral oxygen - độ bão hòa
oxy trong máu ngoại vi. Hiểu một cách khác, SpO2 là tỷ lệ hemoglobin oxy hóa
(hemoglobin có chứa oxy) so với tổng lượng hemoglobin trong máu.
Hemoglobin là một protein được tìm thấy trong các tế bào hồng cầu, quyết định
màu đỏ của hồng cầu.
Chỉ số SpO2 có thể được đo bằng phép đo xung - một phương pháp gián
tiếp, không xâm lấn (không đưa các dụng cụ vào trong cơ thể). Nó hoạt động
bằng cách phát ra và tự hấp thu một làn sóng ánh sáng đi qua các mạch máu
hoặc mao mạch trong đầu ngón tay, đầu ngón chân hoặc dái tai. Sự thay đổi của
sóng ánh sáng xuyên qua ngón tay, ngón chân hoặc dái tai sẽ cho biết kết quả
của phép đo SpO2 vì mức độ oxy bão hịa gây ra các biến đổi về màu sắc của
máu.
2.6.2.2 Chỉ số SpO2 ở người bình thường là bao nhiêu
Giá trị chỉ số SpO2 được biểu thị bằng 1%. Nếu máy đo oxy cho kết quả
97% thì chứng tỏ mỗi tế bào hồng cầu được tạo ra bởi 97% oxygenated và 3%
khơng oxy hóa hemoglobin. Giá trị SpO2 bình thường sẽ dao động ở mức 95 100%.

7


Chỉ số oxy hóa máu tốt là rất cần thiết vì cung cấp đủ năng lượng cho cơ
bắp hoạt động. Nếu giá trị SpO2 xuống dưới 95%, đây là dấu hiệu cảnh báo oxy
hóa máu kém, cịn được gọi là tình trạng máu thiếu oxy. Các nghiên cứu chứng
minh rằng chỉ số SpO2 từ 94% trở lên là chỉ số bình thường, đảm bảo an tồn.
Thang đo chỉ số SpO2 tiêu chuẩn:
 SpO2 từ 97 - 99%: Chỉ số oxy trong máu tốt;
 SpO2 từ 94 - 96%: Chỉ số oxy trong máu trung bình, cần thở thêm oxy;

 SpO2 từ 90% - 93%: Chỉ số oxy trong máu thấp, cần xin ý kiến của bác
sĩ chủ trị;
 SpO2 dưới 92% khơng thở oxy hoặc dưới 95% có thở oxy: Dấu hiệu suy
hô hấp rất nặng;
 SpO2 dưới 90%: Biểu hiện của một ca cấp cứu trên lâm sàng.
Chỉ số SpO2 ở trẻ sơ sinh:
Ở trẻ sơ sinh, chỉ số SpO2 an tồn giống như của người lớn, đó là trên
94%. Nếu chỉ số SpO2 của trẻ giảm xuống dưới mức 90% thì cần thơng báo cho
y bác sĩ để được hỗ trợ can thiệp kịp thời.
2.6.2.3 Tác dụng và sự cần thiết của việc theo dõi chỉ số SpO2
Khi bạn vận động, cơ thể sẽ cần lượng oxy nhiều hơn để duy trì hoạt động.
Nếu đột ngột bị gián đoạn hay không cung cấp đủ lượng oxy cần thiết, tế bào
não sẽ chết dần, dẫn đến nguy cơ đột quỵ.
Chính vì lý do đó, việc theo dõi việc theo dõi chỉ số SpO2 thường xuyên
là vô cùng quan trọng, đặc biệt trong quá trình luyện tập cường độ cao hay với
những người có bệnh lý về tim mạch, huyết áp, hen suyễn. Nhìn vào giá trị
SpO2, bạn có thể điều tiết chế độ tập, tránh vận động quá sức gây chấn thương
và các biến chứng nguy hiểm khác.
Ngoài ra, việc đo SpO2 còn được ứng dụng đối với những người yêu thích
leo núi, thám hiểm. Càng lên cao, lượng oxy cơ thể hít vào cơ thể càng ít, lúc
này người dùng có thể theo dõi giá trị SpO2 để ra quyết định đi tiếp hoặc trở về
để đảm bảo an toàn.

8


2.6.3 Các thiết bị sử dụng
2.6.3.1. Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini

Hình 7: Kit RF Thu Phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini

Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini là kit phát triển
dựa trên nền chip Wifi SoC ESP8266 với thiết kế dễ sử dụng và đặc biệt là có
thể sử dụng trực tiếp trình biên dịch của Arduino để lập trình và nạp code, điều
này khiến việc sử dụng và lập trình các ứng dụng trên ESP8266 trở nên rất đơn
giản.
Kit RF thu phát Wifi ESP8266 NodeMCU Lua D1 Mini có thiết kế nhỏ
gọn, tích hợp sẵn mạch nạp chương trình và giao tiếp UART CH340, thường
được dùng cho các ứng dụng cần kết nối, thu thập dữ liệu và điều khiển qua
sóng Wifi, đặc biệt là các ứng dụng liên quan đến IoT.
Thông số kỹ thuật:
 Model: NodeMCU Lua D1 Mini
 IC chính: ESP8266 Wifi SoC phiên bản ESP12
 Phiên bản firmware: Node MCU.
 Chip nạp và giao tiếp UART: CH340
 GPIO tương thích hồn tồn với firmware Node MCU.
 Cấp nguồn: 5VDC MicroUSB hoặc vào các chân 5V, 3V3
 GIPO giao tiếp mức 3.3VDC
 Thiết kế nhỏ gọn, có thể cắm trực tiếp vào test board.
 Tương thích hồn tồn với trình biên dịch Arduino.
 Kích thước: 34.2 x 25.6mm.
2.6.3.2. Cảm Biến Nhịp Tim Và Oxy Trong Máu MAX30102 MH-ET LIVE

9


Hình 8: MAX30102 MH-ET LIVE
Cảm biến nhịp tim và oxy trong máu MAX30102 MH-ET LIVE có thiết
kế tiện dụng dễ dàng đeo vào ngón tay, cổ tay, được sử dụng để đo nhịp tim và
nồng độ Oxy trong máu, thích hợp cho nhiều ứng dụng liên quan đến y sinh,
cảm biến sử dụng phương pháp đo quang phổ biến hiện nay với thiết kế và chất

liệu mắt đo chuyên biệt từ chính hãng Maxim cho độ chính xác và độ bền cao,
cảm biến sử dụng giao tiếp I2C với bộ thư viện sẵn có trên Arduino rất dễ sử
dụng.
Thơng số kỹ thuật:


Cảm biến nhịp tim và oxy trong máu MAX30102



IC chính: MAX30102



Đo được nhịp tim và nồng độ Oxy trong máu.



Điện áp sử dụng: 3.3~5VDC.



Nhỏ gọn, siêu tiết kiệm năng lượng, thích hợp cho các thiết bị đo nhỏ gọn,
Wearable Devices.



Giao tiếp: I2C, mức tín hiệu TTL.



Kích thước: 20.6 x 15.5mm
MAX30102
VIN
GND
D2
D1

ESP8266
3.3 ~ 5V
GND
SDA
SCL

Bảng 1: Kết nối MAX30102 với ESP8266
10


2.6.3.3 Màn Hình Oled 0.96 Inch Giao Tiếp I2C

Hình 9: OLed 0.96
Màn hình Oled 0.96 inch giao tiếp I2C cho khả năng hiển thị đẹp, sang
trọng, rõ nét vào ban ngày và khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa với mức chi
phí phù hợp, màn hình sử dụng giao tiếp I2C cho chất lượng đường truyền ổn
định và rất dễ giao tiếp chỉ với 2 chân GPIO.

Thông tin kỹ thuật:


Điện áp sử dụng: 2.2~5.5VDC.



Cơng suất tiêu thụ: 0.04w



Góc hiển thị: lớn hơn 160 độ



Số điểm hiển thị: 128x64 điểm.



Độ rộng màn hình: 0.96 inch



Màu hiển thị: Trắng / Xanh Dương.



Giao tiếp: I2C



Driver: SSD1306
VCC
2.2~5.5VDC

GND
0VDC
SCL
xung Clock
SDA
dữ liệu vào Data in
Bảng 2: Bảng hoạt động các chân của Oled

Sơ đồ kết nối Oled với Esp8266:
11


OLED 0.96 INCH I2C
VCC
GND
SDA
SCL

ESP8266
3.3 ~ 5V
GND
D2
D1

Bảng 3: Kết nối OLED với ESP8266
2.6.4 Giao thức I2C
Giới thiệu giao tiếp I2C:
I2C ( Inter – Integrated Circuit) là 1 giao thức giao tiếp nối tiếp đồng bộ
được phát triển bởi Philips Semiconductors, sử dụng để truyền nhận dữ liệu giữa
các IC với nhau chỉ sử dụng hai đường truyền tín hiệu.

Các bit dữ liệu sẽ được truyền từng bit một theo các khoảng thời gian đều
đặn được thiết lập bởi 1 tín hiệu đồng hồ.
Bus I2C thường được sử dụng để giao tiếp ngoại vi cho rất nhiều loại IC
khác nhau như các loại vi điều khiển, cảm biến, EEPROM, … .
I2C kết hợp các tính năng tốt nhất của SPI và UART. Với I2C, bạn có
thể kết nối nhiều slave với một master duy nhất (như SPI) và bạn có thể có nhiều
master điều khiển một hoặc nhiều slave. Điều này thực sự hữu ích khi bạn muốn
có nhiều hơn một vi điều khiển ghi dữ liệu vào một thẻ nhớ duy nhất hoặc hiển
thị văn bản trên một màn hình LCD.

Hình 10: Giao thức I2C
Giống như giao tiếp UART, I2C chỉ sử dụng hai dây để truyền dữ liệu
giữa các thiết bị:
SDA (Serial Data) - đường truyền cho master và slave để gửi và nhận dữ
liệu.
12


SCL (Serial Clock) - đường mang tín hiệu xung nhịp.
I2C là một giao thức truyền thơng nối tiếp, vì vậy dữ liệu được truyền
từng bit dọc theo một đường duy nhất (đường SDA).
Giống như SPI, I2C là đồng bộ, do đó đầu ra của các bit được đồng bộ
hóa với việc lấy mẫu các bit bởi một tín hiệu xung nhịp được chia sẻ giữa master
và slave. Tín hiệu xung nhịp luôn được điều khiển bởi master.
Cách hoạt động của I2C:
Với I2C, dữ liệu được truyền trong các tin nhắn. Tin nhắn được chia thành
các khung dữ liệu. Mỗi tin nhắn có một khung địa chỉ chứa địa chỉ nhị phân của
địa chỉ slave và một hoặc nhiều khung dữ liệu chứa dữ liệu đang được truyền.
Thông điệp cũng bao gồm điều kiện khởi động và điều kiện dừng, các bit đọc /
ghi và các bit ACK / NACK giữa mỗi khung dữ liệu:

Hình 11: Khung dữ liệu của I2C
Điều kiện khởi động: Đường SDA chuyển từ mức điện áp cao xuống mức
điện áp thấp trước khi đường SCL chuyển từ mức cao xuống mức thấp.
Điều kiện dừng: Đường SDA chuyển từ mức điện áp thấp sang mức điện
áp cao sau khi đường SCL chuyển từ mức thấp lên mức cao.
2.6.5 Mạng Blockchain
2.6.5.1 Mạng Blockchain là gì?
Blockchain là một hệ thống cơ sở dữ liệu dạng chuỗi – khối cho phép lưu
trữ và truyền tải thông tin một cách an tồn được liên kết với nhau nhờ các thuật
tốn mã hóa vơ cùng phức tạp.

13