Design of a smartphone-based development board to collect underwater physological data from divers

Abstract

Sensörler sağlık takip sistemlerinin yapıtaşlarıdır. Nanoteknoloji ve MEMS gibi alanlarda teknoloji ilerledikçe bu sistemlerde kullanılan giyilebilir sensörler giderek daha uygun olmaktadır. Kaliteleri arttıkça sağlık sistemleri bir çok senaryo için uygulanabilmektedir. Sualtı için geliştirilen uygulamalar bu senaryolara örnek olabilir. Sualtında çalışan elektronik cihaz dendiğinde dalgıçlarca en çok kullanılan ekipmanlardan birisi dalış bilgisayarıdır. Dalış bilgisayarları, bir sualtı elektronik ekipmanı olarak dalgıçların tehditlerinden biri olan dekompresyon hastalığından korunmaları için kolaylık sağlar. Temel olarak görevi tabloların matematiksel modellerini kullanarak dokuların gaz yüklerini hesaplamaktır. Bu hesaplara göre dalgıçları yönlendirmek ve sonraki dalışlar için dalgıca bildirim yapmaktır. Dalış bilgisayarlarının bir başka görevi dalgıçların yaptığı dalışların kaydını tutmaktır. Görüleceği üzere sualtı ekimpanı olarak dalış bilgisayarları temel görevler bakımından farklılıklar göstermemektedir. Dalgıcın vücüd ısısı, kas haraketi gibi fizyolojik verilerini toplamak için uygulamaya göre modifiye edilemezler. Bu çalışmada, dalgıçlardan fizyolojik verileri toplamak için araştırmacıların hizmetine sunulabilecek bir geliştirme kartı tasarlanmıştır. Fizyolojik Veri Toplamak için Sualtı Geliştirme Kartı, sualtı teknolojileri konusunda yapılacak bilimsel araştırmalara, ArGe çalışmalarına, hobi amaçlı sualtı cihazı geliştiren dalgıçlara katkı sağlamak adına geliştirilmiştir. Bu kart, dalgıcın sualtı fizyolojisini izlemek için gerekli donanım ve yazılımları bir araya getirmeyi amaçlamıştır. Tüm aksesuarları, dökümanları, örnek kodlarıyla beraber geliştirme yapmaya hazır bir kit oluşturmak hedeflenmiştir. Bu bildiri, geliştirme kartının dizayn aşamasını, yapılan çalışmaları, tercihleri ve fonksiyonlarını içermektedir.

Sensors are fundamental to all health monitoring systems. As technology advances in fields such as nanotechnology and MEMS (Microelectromechanical Systems), wearable sensors to be used in these systems are not bulky anymore. Since their quality increases, health monitoring systems are implemented in various scenarios. Underwater applications can be given as an example to these scenarios. When it comes to underwater electronic devices, one of the most frequently used equipment by divers is diving computer. This equipment provides conveniences to divers to protect them from decompression sickness which is one of the underwater threats. Basically, the purpose of the equipment is to calculate gas loads of tissues through mathematical models of tables; and to guide divers based on these calculations and to provide information for future diving activities. Another duty of diving computer is to keep log registry of diving activities of individual divers. As it is seen, diving computers vary based on basic duties as underwater equipment. They cannot be modified to collect physiological data from divers such as body temperature and muscle movement. In this work, a development board to collect physiological data from divers that can be introduced to the users is designed. Underwater Development Board for Physiological Data Collection is developed for the purpose of contributing scientific projects and Research and Development works. This board aims to bring together all hardware and software required to monitor underwater physiological attributes of divers. It is aimed to prepare a kit ready to develop together with its all accessories, manuals and sample codes. This study includes developed kit's design stages and its functions.