Desenvolvimento de protótipo para aferição de temperatura corporal monitorada a distância: uma solução usando Internet das Coisas (Internet of Things - IoT)

Altair Fábio Silvério Ribeiro, Cleidy Eduarda Rosa
{"title":"Desenvolvimento de protótipo para aferição de temperatura corporal monitorada a distância: uma solução usando Internet das Coisas (Internet of Things - IoT)","authors":"Altair Fábio Silvério Ribeiro, Cleidy Eduarda Rosa","doi":"10.29069/forscience.2023v11n1.e1233","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Este artigo descreve o desenvolvimento de um protótipo para aferição de temperatura humana sem contato, com funcionamento baseado no princípio da detecção de radiação infravermelha emitida por corpos. A radiação infravermelha é detectada pelo sensor MLX90614 e convertida em um sinal elétrico. O sinal é, então, recebido e processado pela placa microcontrolada NODEMCU-32S ESP32 e enviado, via rede de internet, até a plataforma Firebase®. Um aplicativo de smartphone foi desenvolvido usando React Native®, responsável por mostrar os valores da leitura da temperatura em tempo real. Visando validar o produto desenvolvido, foi feita uma coleta de dados, num procedimento experimental, utilizando o protótipo em cinco pessoas maiores de idade voluntárias. Um dos requisitos predeterminados para a resolução do problema proposto foi que, para cada voluntário, o desvio, em módulo, entre o valor da média das temperaturas coletadas pelo termômetro comercial e a média das temperaturas aferidas pelo protótipo deveria ser menor ou igual ao valor de precisão do termômetro comercial, que é de 0,2°C. Porém, tal requisito só foi alcançado para o procedimento de aferição realizado em três dos cinco voluntários; logo, tal requisito foi apenas parcialmente atendido. Considera-se que, em relação à concepção de toda a parte de hardware e de software, tal implementação é possível, porém o protótipo apresentado neste trabalho ainda requer melhorias em relação a sua precisão de leitura, demandando, assim, mais estudos para que ele seja considerado um equipamento seguro para aferir a temperatura corporal humana.\nPalavras-chave: NODEMCU-32S ESP32. MLX90614. Termômetro.\n \nDevelopment of a prototype for remotely monitored body temperature measurement: a solution using the internet of things (IOT)\nAbstract\nThis article describes the development of a prototype for measuring human temperature without contact, with operation based on the principle of detection of infrared radiation contained by bodies. Infrared radiation is detected by the MLX90614 sensor and converted into an electrical signal. The signal is then received and processed by the NODEMCU-32S ESP32 microcontroller board and from there it is sent via internet to the Firebase® platform. A smartphone application was developed, using React Native®, which is responsible for showing the temperature reading values in real time. Aiming to validate the developed product, a data collection was carried out, in an experimental procedure, using the prototype, in five volunteers of legal age. One of the predetermined requirements for solving the proposed problem was that, for each volunteer, the deviation, in module, between the average temperature value collected by the commercial thermometer and the average temperature measured by the prototype should be less than, or equal to, to the precision value of the commercial thermometer, which is 0.2°C. However, this requirement was only met for the measurement procedure performed in three of the five volunteers, so this requirement was only partially met. It is considered that, in relation to the design of the entire hardware and software parts, such an implementation is possible, however, the prototype presented in this work still lacks improvements in relation to its reading accuracy, requiring further studies to be considered a safe device for measuring human body temperature.\nKeywords: NODEMCU-32S ESP32. MLX90614. Thermometer.","PeriodicalId":472261,"journal":{"name":"ForScience","volume":"8 48","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-08-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"ForScience","FirstCategoryId":"0","ListUrlMain":"https://doi.org/10.29069/forscience.2023v11n1.e1233","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
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Abstract

Este artigo descreve o desenvolvimento de um protótipo para aferição de temperatura humana sem contato, com funcionamento baseado no princípio da detecção de radiação infravermelha emitida por corpos. A radiação infravermelha é detectada pelo sensor MLX90614 e convertida em um sinal elétrico. O sinal é, então, recebido e processado pela placa microcontrolada NODEMCU-32S ESP32 e enviado, via rede de internet, até a plataforma Firebase®. Um aplicativo de smartphone foi desenvolvido usando React Native®, responsável por mostrar os valores da leitura da temperatura em tempo real. Visando validar o produto desenvolvido, foi feita uma coleta de dados, num procedimento experimental, utilizando o protótipo em cinco pessoas maiores de idade voluntárias. Um dos requisitos predeterminados para a resolução do problema proposto foi que, para cada voluntário, o desvio, em módulo, entre o valor da média das temperaturas coletadas pelo termômetro comercial e a média das temperaturas aferidas pelo protótipo deveria ser menor ou igual ao valor de precisão do termômetro comercial, que é de 0,2°C. Porém, tal requisito só foi alcançado para o procedimento de aferição realizado em três dos cinco voluntários; logo, tal requisito foi apenas parcialmente atendido. Considera-se que, em relação à concepção de toda a parte de hardware e de software, tal implementação é possível, porém o protótipo apresentado neste trabalho ainda requer melhorias em relação a sua precisão de leitura, demandando, assim, mais estudos para que ele seja considerado um equipamento seguro para aferir a temperatura corporal humana. Palavras-chave: NODEMCU-32S ESP32. MLX90614. Termômetro.   Development of a prototype for remotely monitored body temperature measurement: a solution using the internet of things (IOT) Abstract This article describes the development of a prototype for measuring human temperature without contact, with operation based on the principle of detection of infrared radiation contained by bodies. Infrared radiation is detected by the MLX90614 sensor and converted into an electrical signal. The signal is then received and processed by the NODEMCU-32S ESP32 microcontroller board and from there it is sent via internet to the Firebase® platform. A smartphone application was developed, using React Native®, which is responsible for showing the temperature reading values in real time. Aiming to validate the developed product, a data collection was carried out, in an experimental procedure, using the prototype, in five volunteers of legal age. One of the predetermined requirements for solving the proposed problem was that, for each volunteer, the deviation, in module, between the average temperature value collected by the commercial thermometer and the average temperature measured by the prototype should be less than, or equal to, to the precision value of the commercial thermometer, which is 0.2°C. However, this requirement was only met for the measurement procedure performed in three of the five volunteers, so this requirement was only partially met. It is considered that, in relation to the design of the entire hardware and software parts, such an implementation is possible, however, the prototype presented in this work still lacks improvements in relation to its reading accuracy, requiring further studies to be considered a safe device for measuring human body temperature. Keywords: NODEMCU-32S ESP32. MLX90614. Thermometer.
开发远程体温测量原型:利用物联网(IoT)的解决方案
本文介绍了一种用于无接触式人体温度检测的原型,其功能以检测尸体发出的红外辐射为基础。传感器 MLX90614 可检测到红外辐射,并将其转换为电子信号。然后,微控制器 NODEMCU-32S ESP32 接收并处理这些信号,并通过互联网将其发送到 Firebase® 平台。使用 React Native® 开发了一款智能手机应用程序,可实时显示温度读取值。为了验证所开发的产品,在实验过程中,利用原型对五名年龄较大的自愿者进行了数据采集。为解决所提出的问题而预先确定的一个条件是,对每个自愿者而言,商业温度计计算的温度值与原型机测得的温度值之间的差值,必须小于或等于商业温度计的精确度值(0.2°C)。不过,只有三位自愿者在测试过程中达到了这一要求。我们认为,从硬件和软件各部分的构想来看,这样的实现是可能的,但本研究中介绍的原型还需要进一步改进其精确度,因此需要进行更多的研究,以便将其视为一种安全的设备,用于降低人体的体温:nodemcu-32s esp32.MLX90614。Termômetro.远程监测体温测量原型的开发:利用物联网(IOT)的解决方案 摘要本文介绍了一种非接触式人体体温测量原型的开发情况,其工作原理是检测人体所含的红外辐射。红外辐射由 MLX90614 传感器检测并转换成电信号。信号由 NODEMCU-32S ESP32 微控制器板接收和处理,然后通过互联网发送到 Firebase® 平台。使用 React Native® 开发的智能手机应用程序负责实时显示温度读数。为了验证所开发的产品,在实验过程中使用原型对五名法定年龄的志愿者进行了数据收集。为解决提出的问题,预先确定的要求之一是,对于每名志愿者,商用温度计采集的平均温度值与原型机测量的平均温度值之间的模数偏差应小于或等于商用温度计的精度值,即 0.2°C。然而,在五名志愿者中,只有三名志愿者在测量过程中达到了这一要求,因此仅部分达到了这一要求。我们认为,就整个硬件和软件部分的设计而言,这样的实现是可能的,但本作品中展示的原型在读取精度方面仍缺乏改进,需要进一步研究才能被认为是测量人体体温的安全装置:nodemcu-32s esp32.MLX90614。温度计
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