He thong giam sat suc khoe thong minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG GIÁM SÁT SỨC KHỎE
THÔNG MINH

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG

Sinh viên:

TP. HỒ CHÍ MINH – 7/2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÁY TÍNH - VIỄN THÔNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG GIÁM SÁT SỨC KHỎE
THÔNG MINH

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG

Sinh viên:

Hướng dẫn: TS. PHAN VĂN CA

TP. HỒ CHÍ MINH – 7/2016


BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪNLỜI

CẢM ƠN

Lời đầu tiên, chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên, TS.
Phan Văn Ca, trong thời gian qua đã hướng dẫn và giúp đỡ chúng tôi trong quá trình
thực hiện luận văn tốt nghiệp. Những lời nhận xét, góp ý và hướng dẫn của thầy đã
giúp chúng tôi có một định hướng đúng trong quá trình thực hiện đề tài, giúp chúng
tôi thấy được những ưu, khuyết điểm của đề tài và từng bước khắc phục để ngày một
tốt hơn.
Đồng thời chúng tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã
động viên, cổ vũ tinh thần trong suốt quá trình học tập và luận án tốt nghiệp.
Bên cạnh đó, chúng tôi muốn nói lời cảm ơn đến những giáo viên, giảng viên đã
đứng trên bục giảng truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức trong suốt những năm học đã
qua.
Một lần nữa, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ, thầy cô và bạn bè, những
người luôn ở cạnh, giúp đỡ và cho phép chúng tôi có thời gian để hoàn thành luận án
này.
Ngày 27 tháng 6 năm 2016
Nhóm thực hiện

3


TÓM TẮT
Quyển luận án này gồm 5 chương, thể hiện đầy đủ quá trình nghiên cứu và thi
công “Hệ thống giám sát sức khỏe thông minh”. Với tính thương mại được tính đến,

chúng tôi đã thiết kế một hệ thống hoàn chỉnh và hoàn toàn có thể phát triển trên thực
tế.
Hệ thống gồm một thiết bị đeo tay có khả năng thu thập các giá trị nhịp tim và
thân nhiệt của người đeo, đồng thời có thể thu thập các thông số đường huyết và huyết
áp bằng các giao tiếp với hai máy đo rời. Hai máy đo là máy đo huyết áp cầm tay và
máy đo đường huyết cầm tay, đây là những thiết bị có sẵn trên thị trường. Sau khi thu
thập, các thông số sẽ được gửi qua kết nối WiFi tới Web Server lưu trữ. Một ứng dụng
trên hệ điều hành Android truy cập liên tục để cập nhật các giá trị này cho người dùng
theo dõi. Hệ thống còn có một Web Application cho phép liên kết đến Server giúp bác
sĩ theo dõi bênh nhân từ xa và đưa ra các chuẩn đoán hay cảnh báo. Mục đích Web
Application này được thiết kế là dành cho các bên dịch vụ theo dõi y tế.
Mục tiêu của luận án đặt ra đã được hoàn thành tốt, bên cạnh đó chúng tôi còn tích
lũy thêm được một số kinh nghiệm về lập trình web và lập trình android. Chúng tôi có
cơ hội ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tiễn để xây dựng một hệ thống
“Internet of Things” đơn giản.

4


MỤC LỤC

5


MỤC HÌNH

6


DANH MỤC BẢNG

7


CÁC TỪ VIẾT TẮT
ADC Analog Digital Converter
CSDL Cơ Sở Dữ Liệu
DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum
ECG Electrocardiogram
FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
GPIO General-Purpose Input/Output
HTTP Hypertext Transfer Protocol
IDE Integrated Development Environment
MCU Microcontroller
OFDM Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
PC Personal Computer
PCB Printed Circuit Board
SSID Service Set Identifier
UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
WLAN Wireless Local Area Network
WPA Wireless Protected Area

8


CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, bên cạnh sự tiến bộ vượt bậc của kinh tế, khoa học kỹ thuật đã
giúp cho đời sống con người được nâng cao. Chưa bao giờ trong lịch sử chúng ta

sống trong môi trường tiện nghi như hiện nay. Nhu cầu được chăm sóc sức khỏe
tăng lên, đồng thời các vấn đề về sức khỏe, bệnh tật có xu hướng phức tạp hơn,
hai yếu tố này làm càng làm gia tăng gánh nặng lên nhóm ngành y tế.
Các phương pháp theo dõi chuẩn đoán bệnh theo phương pháp truyền thống
đang tỏ ra tốn kém và kém hiệu quả. Do sự gia tăng nhu cầu làm quá tải các
trung tâm y tế, thời gian chuẩn đoán bệnh cũng tăng theo. Mặt khác, phương
pháp truyền thống cũng hạn chế sự truy cập của người dùng tới dữ liệu bệnh án
của họ [1].
Từ những nhược điểm trên, các hệ thống chăm sóc sức khỏe hiện đại hơn
đang được phát triển thay thế. Các thiết bị giám sát sức khỏe thông minh nhỏ gọn
được mang bên người có thể gửi các thông số sức khỏe liên tục về cho bác sĩ. Từ
đó bác sĩ có thể theo dõi dấu hiệu và chuẩn đoán sớm các bệnh. Với sự ra đời của
điện thoại thông minh và máy tính bảng, người dùng và người thân cũng có khả
năng truy cập các dữ liệu này một các dễ dàng.
Các hệ thống hiện đại này có khả năng liên kết không dây giữa các thành
phần với nhau theo một xu hướng mới là Internet of Things. Internet of Things
(IoT) là một xu hướng công nghệ mới mẻ, được nghiên cứu và phát triển rầm rộ
trong thời gian gần đây do sự phát triển nhanh chóng của mạng Internet cũng như
công nghệ tích hợp, kết nối không dây… [2]. Với sự giúp đỡ của IoT, chúng ta
có thể kết nối bất cứ điều gì, truy cập từ bất cứ nơi nào và bất cứ lúc nào, có khả
9


năng truy cập vào bất kỳ dịch vụ và thông tin về đối tượng nào [3]. Hàng loạt
những triển lãm công nghệ, hội thảo khoa học được tổ chức xoay quanh vấn đề
quảng bá sản phẩm công nghệ IoT, hệ sinh thái khởi nghiệp IoT… Đây hứa hẹn
sẽ là một cuộc cách mạng mới trong tương lai, đem đếm sự thay đổi mạnh mẽ
trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống.

1.2 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Trong bối cảnh tình hình nghiên cứu khoa học và ứng dụng khoa học công
nghệ vào cuộc sống tại nước ta còn chậm khá nhiều so với các nước trong khu
vực và trên thế giới. Rất nhiều các thiết bị y tế đều được nhập về từ nước ngoài,
các nghiên cứu về y tế, y tế thông minh, y tế viễn thông rất hiếm gặp tại nước ta
hiện nay. Tuy nhiên, trình trạng này đang được cải thiện dần, tại một số trường
đại học và bệnh viện, y tế thông minh và các thiết bị y tế đã và đang nhận được
một cái nhìn chủ động hơn trong nghiên cứu và ứng dụng. Điển hình như khoa
Kỹ Thuật Y Sinh của trường đại học Quốc Tế - Đại học Quốc Gia Thành Phố Hồ
Chí Minh đang đầu tư và phát triển các sản phẩm y tế thông minh, y tế viễn
thông. Khoa đã cho ra nhiều sản phẩm khá hay và độc đáo như: máy đo điện tim,
đường huyết, máy đo huyết áp tự động đo, tự động gửi kết quả tới email, trang
mạng cá nhân hay bác sĩ.
Trên thế giới, có rất nhiều bài báo khoa học liên quan đến đề tài y tế thông
minh, điển hình như đề tài Wearable Sensors: Opportunities and Challenges for
Low-Cost Health Care [4] nghiên cứu một hệ thống có khả năng năng đeo được,
đo cường độ hoạt cơ thể và lượng oxy trong máu. Các cảm biến gửi các thông số
đo được về một thiết bị đeo ở tai bằng kết nối không dây Zigbee, sau đó thiết bị
này giao tiếp Bluetooth với điện thoại thông minh và gửi dữ liệu lên Internet.
Một máy tính từ xa có thể truy cập vào cơ sở dữ liệu và xem được dữ liệu các
cảm biến.

10


Hình 1.1: Một số hình ảnh của đề tài [4]
Hệ thống tuy có nhược điểm là kết nối các thành phần còn phức tạp nhưng vấn
đề về tối ưu năng lượng và giá thành thấp là những ưu điểm.
Đề tài A Fuzzy approach for provisioning Intelligent Health-care system in
Smart City [1] nghiên cứu một hệ thống giúp người bệnnh có thể theo dõi sức
khỏe tại nhà bằng một thiết bị có khả năng đọc các cảm biến sức khỏe, chuẩn

đoán bệnh và gửi cảnh báo tới các dịch vụ theo dõi y tế.

Hình 1.2: Sơ đồ hệ thống trong đề tài [1]
Các cảm biến được sử dụng trong đề tài trên gồm có cảm biến đo oxy trong máu
SPO2, cảm biến đo điện tim ECG, cảm biến đo nhịp thở, cảm biến thân nhiệt,
máy đo đường huyết, máy đo huyết áp, cảm biến vị trí cơ thể, cảm biến độ dẫn
điện ở da, cảm biến đo điện cơ EMG.
11


Hình 1.3: Một số hình ảnh của đề tài [1]
12


Ưu điểm nổi bật của đề tài là khả năng chuẩn đoán bệnh nhờ vào các luật và các
hiểu biết cơ bản. Các luật này được xây dựng phức tạp từ các chuyên gia và bác
sĩ, giúp cho hệ thống đáng tin cậy hơn. Tuy nhiên các luật này mới mới chỉ áp
dụng trong chuẩn đoán về tim mạch và người dùng cần các kiến thức kỹ thuật cơ
bản để có thể sữ dụng cũng là những nhược điểm của đề tài.
Trên thị trường, các thiết bị đeo tay thông minh đang dần được phổ biến,
chúng vừa có chức năng giám sát sức khỏe vừa là đồng hồ thông minh. Có thể kể
tới các thiết bị đeo của hãng Misfit, Pebble, BodyGuarian, Aple…Các thiết bị
này được các công ty lớn đầu tư rất kỹ nên chúng có các chức năng rất đa dạng
và các ưu điểm của các thiết bị này cũng rất nhiều. Hình dạng đẹp mắt, hỗ trợ
nhiều chế độ, thiết bị đeo có màn hình và các tiện ích kết hợp với điện thoại
thông minh. Bên cạnh đó cũng tồn tại các nhược điểm như tiêu chí về y tế không
được đặt cao, các thiết bị trên thường kết nối xoay quanh điện thoại thông minh
chủ yếu là Bluetooth, không được kết nối trực tiếp tới Internet, luôn kí sinh với
điện thoại, chỉ có các chức năng giám sát cơ bản về sức khỏe thân nhiệt, nhịp
tim, nồng độ oxy trong máu, cường độ hoạt động, bước chân và giá thành thường

rất cao.

1.3 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.3.1 Mục tiêu đề tài
Bắt kịp với xu hướng công nghệ mới chúng tôi đã chọn đề tài Hệ thống
giám sát sức khỏe thông minh để thực hiện trong luận án. Mục tiêu là thiết kế và
thi công một hệ thống bao gồm thiết bị đeo đo các giá trị thân nhiệt, nhịp tim,
đường huyết và huyết áp, sever web lưu trữ dữ liệu, web application quản lí
người dùng và một ứng dụng trên điện thoại hệ điều hành Android giám sát dữ
liệu cảm biến.

1.3.2 Nội dung nghiên cứu
Cụ thể, các thông số người dùng được đo từ thiết bị đeo liên tục cập nhật
cảm biến lên server bằng kết nối Wifi, sau đó dữ liệu thô sẽ được xử lý và lưu trữ
tại Web server. Web application do bác sĩ quản lý có khả năng truy cập vào
13


server giám sát bệnh nhân. Từ các số liệu được cung cấp bác sĩ có thể đưa ra lời
khuyên cũng như phát hiện kịp thời một số loại bệnh mà bệnh nhân có thể mắc
phải. Phần mềm trên điện thoại có chức năng hiển thị các thông số sức khỏe liên
tục và hiển thị dạng biểu đồ theo thời gian các giá trị đã đo được trước đó. Cách
hiển thị trực quan này giúp người sử dụng dễ dàng nhận thấy sự thay đổi về sức
khỏe của bản thân trong thời gian dài, giúp họ có những điều chỉnh phù hợp
trong chế độ luyện tập nghỉ ngơi để có một sức khỏe tốt.
Đề tài hướng đến thiết kế thiết bị đeo tay có thể kết nối với Internet mà
không cần ký sinh với điện thoại thông minh như các thiết bị đeo tay thường
thấy. Phần mềm trên hệ điều hành Android cũng sẽ có tính năng mở rộng cho
bạn bè người thân có thể theo dõi các thông số sức khỏe của người sử dụng thiết
bị đeo. Bên cạnh đó Web application dành cho bác sĩ cũng là một điểm mới trong

đề tài.

1.4 BỐ CỤC ĐỀ TÀI
Nội dung quyển đồ án được thể hiện trong 5 chương
Chương 1 Giới thiệu
Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu và mục tiêu nghiên cứu.
Chương 2 Cơ sở lý thuyết
Chương này tóm tắt các lý thuyết liên quan cũng như giới thiệu các linh
kiện được sử dụng trong đề tài.
Chương 3 Thiết kế hệ thống
Trình bày chi tiết cách thiết kế từng thành phần trong hệ thống gồm thiết
bị đeo tay, ứng dụng Android, Web Aplication và Web Server.
Chương 4 Kết quả và thảo luận
Quá trình thực hiện từ các thiết kế ở chương 3 sẽ được thể hiện cụ thể ở
chương này. Đồng thời rút ra nhận xét về các kết quả đạt được.
Chương 5 Kết luận và hướng phát triển
Trình bày ngắn gọn kết quả của vấn đề đã đặt ra từ ban đầu cũng như
hướng phát triển cho đề tài trong tương lai.

14


CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 GIỚI THIỆU VỀ WI-FI
Wi-Fi là một công nghệ cho phép các thiết bị điện tử để kết nối với
một mạng LAN không dây (WLAN), chủ yếu là sử dụng băng tần 2,4GHz và
5GHz. Một WLAN thường có mật khẩu bảo vệ, cho phép bất kỳ thiết bị trong
phạm vi của nó có thể truy cập vào các nguồn tài nguyên của mạng WLAN.
Thiết bị có thể sử dụng công nghệ Wi-Fi bao gồm máy tính cá nhân, máy

chơi game, điện thoại thông minh, máy ảnh kỹ thuật số, máy tính bảng và máy
nghe nhạc kỹ thuật số. Thiết bị tương thích Wi-Fi có thể kết nối với Internet
thông qua một mạng WLAN và một điểm truy cập không dây . Một điểm truy
cập như vậy (hotspot ) có phạm vi khoảng 20 mét trong nhà và lớn hơn ở ngoài
trời.
Kết nối Wi-Fi kém an toàn hơn so với kết nối có dây như Ethernet vì không
cần đến một kết nối vật lý. Các trang web có sử dụng TLS thì an toàn, nhưng nếu
truy cập Internet không được mã hóa có thể dễ dàng được phát hiện bởi những kẻ
xâm nhập. Do đó, Wi-Fi đã sinh ra các mã hóa công nghệ khác nhau. Mã hóa đầu
tiên là WEP đã được chứng minh dễ dàng bị qua mặt. Các giao thức chất lượng
cao (WPA, WPA2) đã được sinh ra sau đó có chất lượng tốt hơn.
Chuẩn 802.11 được định nghĩa thông qua các đặc tả của WLAN. Nó định
nghĩa các giao diện giữa các client và trạm phát hoặc giữa hai client với nhau.
Có vài đặc tả trong họ 802.11 như sau:
•

802.11 - Cho phép truyền dẫn 1 hoặc 2 Mbps sử dụng tần số 2.4 GHz của
trải phố nhảy tần (FHSS) hoặc trải phổ trực tiếp (DSSS).

15


•

802.11a - Là chuẩn mở rộng của 802.11 gắn với mạng LAN và có tốc độ
cao đến 54 Mbps trong dải tần 5 GHz. Chuẩn 802.11a triển khai dựa trên
mã hóa trải phổ trực giao(OFDM).

•

802.11b - Là sự mở rộng tốc độ cao của chuẩn 802.11 cho tốc độ truyền
dẫn đến 11 Mbps ở dải tần 2.4 GHz. Đặc tả 802.11b sử dụng trải phổ trực
tiếp (DSSS).

•

802.11g - Truyền dẫn tốc độ lên đến 54Mbps trong tần số 2.4 GHz sử
dụng mã hóa trải phổ trực giao (OFDM).

•

802.11n – Tốc độ truyền dẫn 72Mbps đối với băng tần 2.4GHz và
150Mbps đối với băng tần 5GHz. Sử dụng điều chế MIMO-OFDM.

Ngoài ra còn một số chuẩn không được đề cập ở đây là 802.11ac, 802.11ad.

2.2 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH WEB
2.2.1 Ngôn ngữ lập trình web PHP và các thành phần bổ trợ
2.2.1.1 Giới thiệu PHP
Hiện nay có rất nhiều ngôn ngữ lập trình web, trong đó có thể kể đến các
ngôn ngữ nổi tiếng như PHP, Perl, Ruby, Python, ASP.net… Các ngôn ngữ
lập trình kể trên đều có vị thế riêng trong lĩnh vực thiết kế web, nổi bật trong
số đó, PHP là một ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở, với cộng đồng hỗ trợ
mạnh mẽ ở khắp mọi nơi trên thế giới. Việc tìm hiểu ngôn ngữ lập trình này
giúp tiết kiệm thời gian và chi phí một cách đáng kể, kèm theo đó đây là ngôn
ngữ lập trình web mạnh mẽ và thông dụng nhất hiện nay.
Để bắt đầu với phần thiết kế web server, việc tìm hiểu sơ qua về ngôn ngữ
lập trình được sử dụng là điều cần thiết, sau đây là một số thông tin về ngôn
ngữ lập trình PHP:
• PHP là viết tắt hồi quy của "Hypertext Preprocessor", là một ngôn ngữ lập

trình kịch bản được chạy ở phía server nhằm sinh ra mã html trên
client. PHP đã trải qua rất nhiều phiên bản và được tối ưu hóa cho các ứng
dụng web, với cách viết mã rõ rãng, tốc độ nhanh, dễ học nên PHP đã trở
thành một ngôn ngữ lập trình web rất phổ biến và được ưa chuộng.
16


• PHP chạy trên môi trường Webserver và lưu trữ dữ liệu thông qua hệ quản
trị cơ sở dữ liệu nên PHP thường đi kèm với Apache, MySQL và hệ điều
hành Linux (LAMP).
• Apache là một phần mềm web server có nhiệm vụ tiếp nhận request từ
trình duyệt người dùng sau đó chuyển giao cho PHP xử lý và gửi trả lại
cho trình duyệt.
• MySQL cũng tương tự như các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác (Postgress,
Oracle, SQL server...) đóng vai trò là nơi lưu trữ và truy vấn dữ liệu.
• Linux: Hệ điều hành mã nguồn mở được sử dụng rất rộng rãi cho các
webserver. Thông thường các phiên bản được sử dụng nhiều nhất là
RedHat Enterprise Linux, Ubuntu...
Khi người sử dụng gọi trang PHP, Web Server sẽ triệu gọi PHP Engine để
thông dịch dịch trang PHP và trả kết quả cho người dùng như hình bên dưới.

Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động của PHP Engine
2.2.1.2 Giới thiệu HTTP
Trong toàn bộ quá trình, dữ liệu được client gửi tới web server thông qua
HTTP request và được server trả lời lại thông qua các HTTP response. Đây là hai
loại thông điệp của giao thức HTTP cho phép client và server có thể giao tiếp
được với nhau.
17

Thông tin trong một HTTP request bao gồm: request url, header, body (phần
body có thể rỗng). Các method được hỗ trợ trong một HTTP request bao gồm:
• GET: phương thức hay dùng để lấy tài nguyên từ URL truy vấn. Khi truy vấn
dùng phương thức này thì các tham số sẽ được nối thẳng vào URL. Phương
thức GET không có phần thân hay phần thân rỗng. Phương thức này có nhiều
hạn chế như việc bảo mật thông tin kém vì dữ liệu được hiển thị ngay trong
URL, độ dài dữ liệu hạn chế (tối đa là 1024 byte).
• HEAD: lấy phần đầu của truy vấn, tức thông tin về tài nguyên.
• POST: gửi dữ liệu với độ dài không giới hạn tới web server. Khác với
phương thức GET, phương thức POST dùng phần thân của câu truy vấn gửi
dữ liệu lên web server.
• PUT: dùng để chỉ định thay thế hay upload một file…lên web server theo
URL cung cấp.
• DELETE: xoá tài nguyên ở máy chủ được định vị bởi URL
• OPTIONS: trả về các phương thức mà server cung cấp cho một URL xác
định
• TRACE: trả về thông tin truy vấn mà máy chủ nhận được. Phương thức này
cho phép theo dõi một truy vấn để xem có những thay đổi hay thêm vào nào
nếu có do nhưng máy chủ chung gian (intermidate server) thực hiện.
Thiết bị đeo tay theo dõi sức khỏe trong đề tài sử dụng phương thức POST để
truyền tải dữ liệu với server, dữ liệu được nhóm lại với nhau kèm theo các tag và
một số thông tin như: tên host, kiểu mã hóa, ngôn ngữ, độ dài dữ liệu … Một
chuỗi Hearder HTTP request có dạng như sau:
POST / HTTP/1.1
User-Agent:
Host: www.giamsatsuckhoe.tk
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
Content-Length: length
Accept-Language: en-us
Accept-Encoding: gzip, deflate

18


Connection: Keep-Alive
2.2.1.3 Giới thiệu JSON
Để thuận tiện cho việc truyền tải dữ liệu từ Web server xuống ứng dụng điện
thoại, nhóm có sử dụng thêm một dạng dữ liệu khác là JSON. Đây là một dạng
dữ liệu tuân theo một quy luật nhất định mà hầu hết các ngôn ngữ lập trình hiện
nay đều có thể đọc được, dữ liệu có thể sử dụng lưu nó vào một file, một record
trong CSDL rất dễ dàng. JSON có định dạng đơn giản, dễ dàng sử dụng và truy
vấn hơn XML rất nhiều nên tính ứng dụng của nó hiện nay rất là phổ biến.
Cú pháp của JSON rất đơn giản là mỗi thông tin dữ liệu sẽ có 2 phần đó
là key và value, điều này tương ứng trong CSDL là tên field và giá trị của nó ở
một record nào đó. Chính vì sự thuận tiện này, khi truyền tải dữ liệu từ web
server xuống ứng dụng trên điện thoại, có thể dễ dàng lấy được dữ liệu và lưu trữ
lại vào cơ sở dữ liệu.

2.2.2 Giới thiệu về HTML
HTML là viết tắt của từ “Hyper Text Markup Language”, ngôn ngữ đánh dấu
siêu văn bản này chỉ rõ một trang Web sẽ được hiển thị như thế nào trong một
trình duyệt. HTML không phải là ngôn ngữ lập trình, đây là ngôn ngữ đánh dấu
(markup language), bao gồm tập hợp của một nhóm các thẻ đánh dấu (các tag) để
mô tả trang web. Một tài liệu html tạo thành một mã nguồn của trang Web. Khi
được xem trên trình soạn thảo, tài liệu này là một chuỗi các thẻ và các phần tử,
mà chúng xác định trang web hiển thị như thế nào. Trình duyệt đọc các file có
đuôi .htm hay .html và hiển thị trang web đó theo các lệnh có trong đó. Tất cả các
trang web dù xử lý phức tạp đến đâu đều phải trả về dưới dạng mã nguồn HTML
để trình duyệt có thể hiểu và hiển thị lên được.
Cấu trúc của một tài liệu HTML bao gồm 3 thành phần cơ bản:
• Phần html: Mọi tài liệu html phải bắt đầu bằng thẻ mở html <html> và kết

thúc bằng thẻ đóng html </html>. Thẻ html báo cho trình duyệt biết nội
dung giữa hai thẻ này là một tài liệu html.

19


• Phần tiêu đề: Phần tiêu đề bắt đầu bằng thẻ <head> và kết thúc bởi thẻ
</head>. Phần này chứa tiêu đề mà được hiển thị trên thanh điều hướng
của trang Web. Tiêu đề nằm trong thẻ title, bắt đầu bằng thẻ <title> và kết
thúc là thẻ </title>. Tiêu đề là phần khá quan trọng. Khi người dùng tìm
kiếm thông tin, tiêu đề của trang Web cung cấp từ khóa chính yếu cho
việc tìm kiếm.
• Phần thân: phần này nằm sau phần tiêu đề. Phần thân bao gồm văn bản,
hình ảnh và các liên kết hiển thị trên trang web. Phần thân bắt đầu bằng
thẻ <body> và kết thúc bằng thẻ </body>.
HTML được tạo thành từ rất nhiều các thẻ khác nhau, các thẻ này ghép nối
với nhau để tạo thành một trang web hoàn chỉnh. Một trang web được thiết kế
thường bao gồm các loại thẻ thông dụng: thẻ tiêu đề (heading) gồm 6 loại từ thẻ
h1 đến h6, thẻ đoạn văn (paragraph) và các loại thẻ định dạng văn bản khác.
Trong nội dung đề tài, nhóm thực hiện đã sử dụng kết hợp ngôn ngữ lập trình
PHP và HTML để thiết kế Web Application dành cho bác sĩ, cũng như thiết kế
Web server cho toàn bộ hệ thống.

2.3

GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID

2.3.1 Sự ra đời của hệ điều hành Android
Android là tên gọi của một hệ điều hành mã nguồn mở dựa trên nhân Linux,
ban đầu được Google xây dựng dành cho các thiết bị di động nhưng hiện tại đã

vươn ra TV, HD Player, Tablet…). Khởi đầu, Android được phát triển bởi công
ty cùng tên, sau này được Google mua lại nhằm cạnh tranh với RIM và sau đó là
Apple. Hiện tại, đây là nền tảng có mức tăng trưởng nhanh và cũng là hệ điều
hành có thị phần lớn nhất. Với bản chất là hệ điều hành mã nguồn mở, Android
hoàn toàn thích hợp cho mục đích nghiên cứu, học tập của sinh viên và nhân lực
công nghệ thông tin. Đó chính là lý do Android được chọn để hoàn thành đồ án
này.
Lịch sử phiên bản của hệ điều hành di động Android bắt đầu với bản
Android beta vào tháng 11/2007. Phiên bản thương mại đầu tiên, Android 1.0,

20


được phát hành vào tháng 9/2008. Android đang được phát triển bởi Google và
Open Handset Alliance (OHA), và đã có một số bản cập nhật cho hệ điều hành
này kể từ khi ra mắt.
Từ tháng 4/2009, phiên bản Android được phát triển dưới tên mã là chủ đề
về bánh kẹo và phát hành theo thứ tự bảng chữ cái: Cupcake (1.5), Donut (1.6),
Eclair (2.0–2.1), Froyo (2.2–2.2.3), Gingerbread (2.3–2.3.7), Honeycomb (3.0–
3.2.6), Ice Cream Sandwich (4.0–4.0.4), Jelly Bean (4.1–4.3), KitKat (4.4),
Lollipop (5.0-5.1.1). Vào 3/9/2013, Google công bố rằng 1 tỉ thiết bị đã được
kích hoạt hiện sử dụng Android OS trên toàn cầu.

2.3.2 Công cụ và phần mềm sử dụng
Cùng với xu hướng phát triển của thị trường smartphone và đặc biệt là
smartphone đang chạy hệ điều hành Android. Android được khá nhiều các công
ty lớn, nhỏ, cũng như các tổ chức, cá nhân quan tâm phát triển. Các bộ công cụ
hỗ trợ lần lượt được ra đời, có thể kể đến như: Netbean IDE, Eclipse, đặc biệt là
Android Studio. Android Studio là một IDE (Intergrated Development
Environment) được Google xây dựng và cung cấp miễn phí cho các nhà phát

triển ứng dụng Android. Android studio dựa vào IntelliJ IDEA, là một IDE tốt
nhất cho Java hiện nay. Do đó Android Studio sẽ là môi trường phát triển ứng
dụng tốt nhất cho Android. Hiện nay android studio IDE đã ra đến phiên bản 2.1,
với nhiều tính năng hữu ích được cập nhật so với các phiên bản android trước đó.
Qua quá trình tìm hiểu, chúng tôi đồ án quyết định sử dụng Android Studio
IDE để xây dựng ứng dụng cho điện thoại di động.

21


2.4 GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG
2.4.1 Chip ESP8266

Hình 2.5: Module chip ESP8266
Chip ESP8266 là thành phần quan trọng nhất trong khối thiết bị đo, nhiệm
vụ của nó là thu thập giá trị của các cảm biến, chuyển đổi giá trị đo thành các
số liệu tương ứng. Ngoài ra Chip còn đóng vai trò liên kết với các thiết bị rời,
khi nhận thấy có sự kết nối từ các thiết bị rời, chip sẽ đọc dữ liệu được gửi lên
từ các thiết bị đó. Dữ liệu sau khi được xử lí sẽ được chip trực tiếp gửi lên
Web server qua mạng Internet (sử dụng kết nối WiFi). Sau đây là các đặc
điểm nổi bật về Chip ESP8266:
• Giới thiệu tổng quan về Chip ESP8266
 Chip ESP8266 có giá thành rẻ và được đánh giá rất cao cho các ứng dụng
liên quan đến Internet và Wifi cũng như các ứng dụng truyền nhận sử
dụng thay thế cho các module RF khác.
 ESP8266 là một chip tích hợp cao, được thiết kế cho nhu cầu của một thế
giới kết nối mới, thế giới Internet of thing (IoT). Nó cung cấp một giải
pháp kết nối mạng Wi-Fi đầy đủ và khép kín, cho phép nó có thể lưu trữ
các ứng dụng hoặc để giảm tải tất cả các chức năng kết nối mạng Wi-Fi từ
một bộ xử lý ứng dụng.

 ESP8266 có tốc độ xử lý và khả năng lưu trữ mạnh mẽ cho phép nó được
tích hợp với các bộ cảm biến, vi điều khiển và các thiết bị ứng dụng cụ thể
khác thông qua GPIOs với một chi phí tối thiểu và một PCB tối thiểu.
• Tính năng của Chip

22


 Tích hợp bộ xử lý RISC 32bit, bộ xử lý với tốc độ lên tới 80MHz, 64KB
bộ nhớ lệnh RAM, 96KB bộ nhớ dữ liệu RAM
 Hỗ trợ chuẩn 802.11 b/g/n wifi, hỗ trợ bảo mật WEP hoặc WPA/WPA2 và
mạng mở.
 Có bộ chuyển đổi ADC 10 bit
 16 chân GPIO với mức điện áp ra 0-3.3V
• Thông số kỹ thuật
 Tương thích các chuẩn Wifi : 802.11 b/g/n.
 Hỗ trợ: Wi-Fi Direct (P2P), soft-AP.
 Tích hợp TCP/IP protocol stack.
 Tích hợp bộ nhân tần, ổn áp, quản lý nguồn.
 Trong chế độ 802.11b công suất phát lên tới +25dBm.
 Công suất tiêu thụ trạng thái nghỉ < 10µA.
 Thời gian đánh thức CPU < 2ms
 Công suất tiêu thụ ở chế độ standby < 1.0mW
• Công cụ và ngôn ngữ lập trình
 Chip ESP có thể giao tiếp với các module bên ngoài qua các chân giao
tiếp UART với tốc độ cao. Chip hỗ trợ giao tiếp qua tập lệnh AT hoặc
ngôn ngữ lập trình LUA.
 Khi giao tiếp qua tập lệnh AT, ta cần một MCU thực hiện nhiệm vụ giao
tiếp với chip, tất cả các lệnh thiết lập và điều khiển sẽ được gửi từ MCU
và đưa tới chip để thực hiện. Sử dụng tập lệnh AT khá dễ dàng, tuy vậy do

phải sử dụng thêm MCU nên mạch sẽ tăng diện tích và giá thành. Đây là
những nhược điểm lớn khi thiết kế thiết bị đeo tay.
 Khi sử dụng ngôn ngữ LUA cần Flash lại bộ nhớ và nạp lại firmware cho
Chip. Chip sau khi đã được load firmware ngôn ngữ LUA sẽ không cần
MCU bên ngoài để điều khiển mà vẫn thực hiên được đầy đủ các chức
năng. Qua quá trình tìm hiểu và phân tích, trong khuôn khổ đề tài này,
nhóm thực hiện đồ án quyết định sử dụng ngôn ngữ lập trình LUA để lập
trình cho Chip.
23


2.4.2 Cảm biến thân nhiệt
Cảm biến thân nhiệt chúng tôi sử dụng trong thiết bị đeo là một điên trở nhiệt
NTC-MF52-103. Với yêu cầu thiết kế một sản phẩm đeo tay nhỏ gọn thì việc sử
dụng điện trở nhiệt là một lựa chọn phù hợp. Trên thực tế, điện trở nhiệt cũng
được sử dụng trong hầu hết các thiết bị đo thân nhiệt điện tử.

Hình 2.6: Cảm biến thân nhiệt
Tính năng:
• Kích thức nhỏ, đáp ứng nhanh, độ nhạy cao.
• Độ chính xác cao lên đến +/-0.1 oC
• Độ bền nhiệt tốt, tuổi thọ ít nhất 5 năm
• Nhiệt độ hoạt động từ -50 đến 125 oC

2.4.3 Module cảm biến nhịp tim
Nhịp tim là một thông số hàng đầu về sức khỏe tim mạch, việc theo dõi nhịp
tim liên tục có thể giúp chuẩn đoán các bệnh về tim mạch hoặc đánh giá hiệu quả
của các phương pháp điều trị, luyện tập. Trước đây, cảm biến nhịp tim thường
chỉ xuất hiện trong các thiết bị đắt tiền như: máy đo trong bệnh viện, các trung
tâm nghiên cứu hoặc các máy chạy bộ đắt tiền. Ngày nay với sự phát triển của

công nghệ, các thiết bị cảm biến nhịp tim đã không còn quá xa vời đối với chúng
ta. Trong khuôn khổ luận văn, nhóm thực hiện đề tài chọn sử dụng module cảm
biến nhịp tim để đo nhịp tim của người sử dụng.

Hình 2.7: Cảm biến nhịp tim
Thông số kỹ thuật của module cảm biến nhịp tim
24


• Nguồn hoạt động: 3V – 5V
• Dòng tiêu thụ < 4mA
• Ngõ ra điện áp
• Tích hợp mạch tiền xử lý tín hiệu
• Đường kính cảm biến 1.6 cm.

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý của module cảm biến nhịp tim từ nhà sản xuất
Phương pháp đo nhịp tim được sử dụng trong module là phương pháp phản
xạ ánh sáng. Ở đây, ánh sáng của LED xanh lá được sử dụng kết hợp với cảm
biến quang để đo sự biến thiên của lưu lượng hồng cầu trong động mạch. Khi tim
co bóp, lưu lượng hồng cầu qua động mạch sẽ thay đổi, tần số thay đổi này đồng
bộ với nhịp tim. Hồng cầu hấp thụ ánh sáng xanh rất tốt, tận dụng điều này khi
chiếu một chùm ánh áng xanh tới, sự biến thiên của mật độ hồng cầu sẽ làm biến
thiên sự hấp thụ ánh xanh đồng thời biến thiên lượng ánh sáng phản xạ lại. Cảm
biến quang lúc này cảm nhận sự thay đổi ánh sáng phản xạ lại và trả về kết quả là
điện áp ngõ ra cảm biến thay đổi theo đúng tần số nhịp tim.

2.4.4 Máy đo huyết áp
Huyết áp là một thông số vô cùng quan trọng trong theo dõi sức khỏe, việc
phát hiện kịp thời các bệnh về huyết áp như huyết áp cao, huyết áp thấp giúp
người sử dụng hạn chế được những căn bệnh nguy hiểm.

Ngoài việc theo dõi huyết áp tức thời, việc theo dõi huyết áp của người sử
dụng trong một thời gian dài cũng rất quan trọng. Từ các số liệu được hệ thống
25