Redes de Sensores e o Monitoramento da Saúde Humana

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA BIOMÉDICA SISTEMAS DE INFORMAÇÃO NA SAÚDE

REDES DE SENSORES E O MONITORAMENTO DA SAÚDE HUMANA

DOCENTE:

Heliana Bezerra Soares

DISCENTES:

Erick Fellipe Moreira Lopes de Queiroz Francisco de Assis Ferreira

Jose Edilson Barbosa Filho Mônica Cristina da Costa Pereira Pedro Cavalcanti Medeiros

Natal, 13 de novembro de 2018

REDES DE SENSORES E O MONITORAMENTO DA SAÚDE HUMANA

---

1. INTRODUÇÃO

Com o passar do tempo a tecnologia de maneira geral está em constante evolução e crescendo cada vez mais rápido possibilitando realizar várias coisas que a tempos atrás a maioria duvidava e colocava como impossível. Para a área da saúde todo esse avanço tecnológico também foi real, trazendo ótimas consequências como o tratamento de doenças especificas, o aumento considerável na expectativa de vida e várias outras. Dentre todos os fatores que ajudaram nesse desenvolvimento as Redes Sensoriais trouxeram uma enorme contribuição para o avanço do monitoramento da saúde humana.

Aliando toda essa evolução cada vez mais forte a os sensores das Redes Sensoriais temos como resultado a constante substituição dos produtos, pois a cada dia surge um mais aprimorado ou com especialidades especificas. Estes sensores podem ser fixados em alguns pontos ou espaços móveis dando mobilidade ativa ou passiva. A mobilidade ativa se dá quando o sensor tem um mecanismo próprio, já a passiva aproveita um mecanismo disponível.

A rede de sensores ou o próprio sensor tem duas formas de ampliação, a Extensibilityque é responsável pela adição de novos sensores na rede e a Scalability é responsável pelo aumento do volume de informação. Outras classificações que podem ser dadas para estes sensores é que eles podem ser invasivos, semi invasivos ou não invasivos. Os invasivos são aqueles que necessitam ser introduzidos ao corpo do paciente e como consequência podem causar algum tipo de dano ao mesmo, os semi invasivos seguem a mesma linha dos invasivos, não necessariamente eles causam algum tipo de dano ao paciente e por último o não invasivo que não causam nenhum tipo de dano mas possa haver necessidade de alguma introdução.

Dentro das redes de sensores existem várias linhas de pesquisas que são responsáveis por um rápido e constante avanço, dentre elas as redes de sensores vestíveis e as redes de nano sensores merecem um grande destaque pois ambos se apresentam como uma excelente solução para inúmeros problemas clínicos. Os vestíveis apresentam uma solução em forma de monitoramento humano voltado ao indivíduo possibilitando um acompanhamento constante e continuo, os nano sensores como o próprio nome já propõe além do seu tamanho proporcionar um fácil acoplamento no individuo, nos possibilita realizar certos tipos de trabalhos relacionados com as células.

Diante toda essa evolução os pesquisadores encontraram várias dificuldades que os impossibilitavam seguir com o projeto e dentre todos estes problemas um que merece o destaque e está presente até os dias de hoje é a questão do alimento energético das RSSF (Redes de Sensores Sem Fio). As baterias têm um curto prazo de vida e os sensores precisam estar ligados a uma fonte energética, muitas vezes existe a necessidade de troca no meio da coleta de dados e o local que o sensor estar nem sempre é de fácil acesso, existem casos que não permitem esse acesso.

1. SOBRE O HARDWARE

A diminuição no consumo de energia elétrica pode ser conquistada através de várias maneiras e conceitos distintos que quando implementados de maneira correta, utilizando o conceito correto para cada função especifica que a RSSF irá cumprir. Partindo desta linha de pensamento, nos sistemas vestíveis, existe um modelo para a arquitetura do nó-sensor que se tornou popular devido a sua facilidade de implementação aliado ao baixo custo e a sua eficiência.

A Rede de Sensores sem fio tem como base um sistema computacional diretamente dependente dos requisitos de cada aplicação e o projeto é baseado em alguns fatores que influenciam diretamente na obtenção de um resultado final como a flexibilidade, a busca por um baixo custo utilizando componentes de fácil acesso no

---

mercado, o consumo de energia elétrica, capacidade de processamento e a tolerância a falhas.

Diante toda essa problemática alguns desafios estão presentes e merecem destaque no cenário da implementação de um RSSF, dentre todos a implementação do hardware é um dos principais, pois o desafio se inicia na escolha da unidade de processamento certa para o sistema que deseja implantar, passa pela seleção da tecnologia que você deseja utilizar na conexão da rede e termina na escolha fonte de alimentação ideal para o sensor.

Após todo o avanço na área, tipos específicos de circuitos foram criados com o intuito de reduzir o consumo de energia chamados de circuitos integrados que usam uma tecnologia capaz de diminuir este gasto energético que é denominada de Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) que se divide entre Dynamic Power Manager (DPM) e Dynamic Scalling Voltage (DSV). O DPM consiste em reduzir o consumo energético mantendo ligado apenas aqueles elementos do circuito que forem importantes no momento certo, o DSV baseia-se em reduzir o consumo de uma forma mais simples, reduzindo a tensão entre a fonte e o sensor. Outro ponto importante dentro das Redes de Sensores sem fio é a conectividade utilizada para ligar os nós-sensores, a transmissão e a recepção de sinal podem ser operadas de diferentes maneiras, variando conforme a especificidade do sensor. Eles podem realizar esta transmissão de sinal através da rádio frequência (maneira mais utilizada e com a maior aceitação comercial), óptica e infravermelho.

1. SOBRE O SOFTWARE

Como em um computador, o software nos sistemas vestíveis são de extrema importância, pois ele realiza a ligação entre o hardware, que é complexo de ser entendido e o usuário. O Software realiza entre as suas funções a de Interconexão da rede de sensores com as outras redes; A “tradução” do hardware, possibilitando em entendimento e consequentemente o desenvolvimento de aplicativos e também viabiliza operações autônomas do sistema.

1. ARQUITERURA EM CAMADAS

A separação em camadas possibilita uma maior flexibilidade do sistema, pois permite a divisão em diferentes níveis de abstração do hardware que agrupa atividades relacionadas, permitindo que a alteração seja independente tendo como consequência, o aumento de sua capacidade incremental, ou seja, com avanços tecnológicos não será necessário a substituição de todo o software, e sim apenas adaptar as partes necessárias para aquela nova tecnologia.