01 Project Overview - Xerithh/TP-IOT-Biomedic GitHub Wiki

1. Aperçu Général du Projet

Objectifs et Contexte Biomédical

Lors d'un entraînement sur home-trainer ou d'une séance de réadaptation cardiorespiratoire, la surveillance des constantes physiologiques est indispensable pour prévenir tout surmenage ou accident.

Ce projet propose une solution associant :

  1. Une station embarquée basée sur un microcontrôleur Arduino Uno R4 WiFi (Interface Homme-Machine).
  2. Une passerelle s'appuyant sur le protocole MQTT.
  3. Une plateforme de centralisation et de supervision Node-RED Dashboard 2.0 permettant au praticien de suivre l'effort, d'ajuster les seuils de tolérance et de déclencher des alertes.

Figure 2 : Vue d'ensemble du système en fonctionnement avec affichage dynamique sur l'écran OLED et transmission des flux télémétriques vers le dashboard.

Architecture Globale du Système

Le système s'articule autour de trois couches interconnectées :

graph TD
    subgraph Station Embarquée [Station Embarquée - Arduino Uno R4 WiFi]
        S1[Capteur IR MLX90614] -->|Bus I2C| MCU[Microcontrôleur RA4M1]
        S2[Capteur Pouls DFRobot / Potentiomètre] -->|Analogique A0 / A1| MCU
        JOY[Joystick Bi-axe + Clic] -->|Entrées A2, A3| MCU
        SW[Interrupteur à bascule D2] -->|Mode Santé / Hors-ligne| MCU
        MCU -->|Affichage I2C| OLED[Écran OLED SSD1306 128x64]
        MCU -->|Signalisation PWM| BUZZ[Buzzer Piézoélectrique]
        MCU -->|Indication d'état| LEDS[LED Verte + LED RGB]
    end

    subgraph Communication [Réseau & Protocole]
        MCU <-->|Wi-Fi 802.11 b/g/n| BROKER[Broker MQTT - broker.emqx.io:1883]
    end

    subgraph Supervision [Poste Médical & Télésurveillance]
        BROKER <-->|MQTT Pub / Sub| NODERED[Serveur Node-RED]
        NODERED --> DASH[Dashboard Web Temps Réel]
        NODERED --> ALGO[Moteur de Règles & Seuils d'Alerte]
    end

Modes de Fonctionnement

1. Mode Télésurveillance Médicale (Interrupteur sur ON)

  • Mesures Physiologiques :
    • Fréquence cardiaque calculée en temps réel (battements par minute).
    • Température corporelle sans contact (thermométrie infrarouge).
  • Double Affichage OLED :
    • Page 1 (Principal) : Température corporelle grand format (°C), Fréquence Cardiaque (BPM), Source de mesure active (capt pour capteur réel, pot pour simulateur d'effort), Statut d'alerte (OK / ALERTE), Guide utilisateur ("Posez le doigt").
    • Page 2 (Diagnostics) : État de la connexion Wi-Fi et du lien MQTT, Qualité du signal cardiaque, Mode de calcul des seuils (Dashboard distant vs Repli de secours local).
  • Bascule Rapide de Source BPM :
    • Par pression sur le clic du joystick ou via commande distante Node-RED (gaelle-capteurs/source_cmd).
  • Gestion des Alarmes Intelligentes :
    • Alerte Cardiaque : LED RGB clignotante rouge + Mélodie de Mozart (Une petite musique de nuit KV 525).
    • Alerte Thermique : LED RGB clignotante bleue + Séquence de bips d'urgence à 600 Hz.
    • Alerte Mixte (Double Dépassement) : Clignotement alterné Rouge/Bleu + Alternance continue Mélodie / Bips.

2. Mode Hors-ligne / Divertissement (Interrupteur sur OFF)

  • L'acquisition des signaux vitaux est mise en veille sécurisée (publication de valeurs nulles et notification d'arrêt).
  • La station bascule en mode détente en exécutant sur l'écran OLED le jeu Chrome Dino avec simulation physique fidèle (accélération, gravité, calcul des collisions par boîtes englobantes, génération pseudo-aléatoire d'obstacles : petits cactus, grands cactus et ptérodactyles volants).
  • Les scores de jeu et records historiques sont conservés et publiés via MQTT sur le topic dédié gaelle-capteurs/dino_score.

##Images de notre interface via l'écran

Liens et Prérequis Utiles

Pour reproduire ou étendre ce projet, consultez les ressources documentaires suivantes :

[!NOTE] Librairies à déclarer dans PlatformIO (platformio.ini) / Arduino IDE :

  • WiFiS3
  • PubSubClient (Nick O'Leary)
  • Wire
  • U8g2 (Oliver Kraus)
  • Adafruit MLX90614 Library
  • DFRobot_Heartrate