Bluetooth Low Energy EKG-lähetin

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä markkinaselvitys tarjolla olevista Bluetooth low energy-moduuleista ja mikropiireistä. Tehdyn selvityksen perusteella valittiin yksi tuote, johonka pohjautuvalla kehitysalustalla tutkittiin ohjelmoimalla jatkuvan EKG-signaalin mittausta, analogia-digitaalimuunnosta sekä muunnetun datan lähetystä päätelaitteelle. Keskeisenä osa-alueena oli Bluetooth low energy -teknologian hyödyntäminen työn toteutuksessa. Työn tarkoituksena oli tarkastella Bluetooth low energy langattoman tiedonsiirtoteknologian soveltuvuutta EKG-signaalia mittaavan anturin keräämän datan välittämiseen päätelaitteelle.

Työ toteutettiin Kuopiolaiselle Mega Elektroniikka yritykselle, joka suunnittelee, kehittää sekä valmistaa biosignaalien mittaamiseen käytettäviä laitteistoja. Useissa heidän tuotteisssa hyödynnetään Bluetooth-teknologiaa moduulien avulla anturin ja päätelaitteen väliseen tiedonsiirtoon. Tämän hetkiset laitteet pohjautuvat tällä hetkellä jo vanhempiin Bluetooth -protokolliin ja näin ollen tarve selvitystyölle alkoi olla paikallaan.

Opinnäytetyön tuloksena ohjelmoitiin CC2540-mikropiiriin pohjautuva kehitysalusta mittaamaan ja muuntamaan jatkuvaa EKG-signaalia sekä lähettämään muunnettu data päätelaitteelle, jossa vastaanotetusta datasta piirrettiin graafia reaaliajassa Mega Elektroniikan omalla vastaanotto-ohjelmistolla. Lopputuloksena saatiin Bluetooh low energy Heart Rate Sensor -profiilin mukainen toimiva ohjelmisto, joka on helposti räätälöitävissä tarpeiden mukaan.

The aim of this project was to conduct a market research of available Bluetooth low energy modules and ICs. One of the key aspects of this project was to implement Bluetooth low energy for data transfer.

On the basis of the survey the most suitable product was selected which was used to measure a continuous ECG-signal. Analog-to-digital conversion was made to the ECG-signal which was then transmitted to the receiver by using wireless data transfer. The project was commissioned by a local Mega Electronics company which focuses on designing and manufacturing equipment used in the measurement of human based biosignals. Many of their current products uses Bluetooth for data transfer between a sensor and a terminal device. Current devices are based on older versions of Bluetooth, and therefore products using the new version of Bluetooth need to be researched.

The work was conducted by using a development platform which is based on CC2540-IC. The platform was programmed to measure and convert a continuous ECG-signal and transmit the converted data by using BLE. As a result of the project, a working program was made which is based on BLE Hear Rate Sensor-profile.