Live data streaming and alert service for advanced athletes

Abstract

Το να είσαι προχωρημένος αθλητής δεν είναι εύκολο, απαιτεί πολύ προπόνηση, θυσίες και προσπάθεια για την επίτευξη των στόχων σου. Με την πάροδο του χρόνου και σε μία κοινωνία που όλα πλέον ψηφιοποιούνται, έχουν δημιουργηθεί υπηρεσίες και ολόκληρες τεχνικές ομάδες που αναλαμβάνουν την παρακολούθηση των επιδόσεων ενός αθλητή, καθώς και ιατρικές ομάδες επιβλεπόντων γιατρών που συμβουλεύουν τους αθλητές. Με τα σημερινά δεδομένα του COVID-19 είναι πολύ δύσκολο ένας αθλητής να έχει κάθε φορά που προπονείται μια ομάδα γιατρών και προπονητών από πάνω του αφού πολλές φορές οι προπονήσεις διεκπεραιώνονται ατομικά είτε σε στίβους, είτε σε γυμναστήρια είτε σε αθλητικά κέντρα χωρίς την παρουσία γιατρών ή ομάδων που αναλαμβάνουν εξειδικευμένες μετρήσεις στον αθλητή, όπως είναι επίσης και πολύ δύσκολο για άτομα που θέλουν να παρατηρούν την καρδιοαναπνευστική τους ακεραιότητα, να πηγαίνουν συχνά σε νοσοκομεία ή ιατρεία. Γι’ αυτό το λόγο στόχος της διπλωματικής είναι η σχεδίαση μιας υπηρεσίας που να μπορεί να συνδέσει παράλληλα γιατρούς με αθλητές μεταξύ τους όπως και απλούς ανθρώπους που θέλουν να παρατηρούν το καρδιοαναπανευστικό τους σύστημα, χωρίς να είναι αναγκαία η φυσική παρουσία τους στον χώρο. Η υπηρεσία που θα προσφέρεται στον ενδιαφερόμενο θα είναι ένα microcontroller με sensors οξυμετρίας και holter παλμών καρδιάς, το οποίο θα είναι wearable και συνδεδεμένο με πλατφόρμες Internet of Things αλλά και mobile application για την γραφική αναπαράσταση και άμεση ειδοποίηση του χρήστη και των ατόμων που ο ίδιος έχει δώσει τα διαπιστευτήρια για την παρακολούθηση του (γιατροί, προπονητές ). Τα δεδομένα των sensors θα αναπαραστόνται και θα αποθηκεύονται σε πραγματικό χρόνο και με την χρήση MATLAB και Simulink. Θα αναλύονται δεδομένα ημερών/εβδομάδων/μηνών και κατόπιν παραμέτρων θα στέλνονται αυτόματες ειδοποιήσεις στον χρήστη σε μορφή Email και SMS. Ο χρήστης το μόνο που θα έχει να κάνει είναι να ανοιγοκλείνει την συσκευή όποτε αυτός θέλει και η συσκευή αυτόματα θα κάνει monitoring και θα συλλέγει δεδομένα είτε ο χρήστης έχει διαλέξει να ανοίξει την εφαρμογή στο κινητό για να δει τα δεδομένα είτε όχι. Με τον τρόπο αυτό, τόσο ο αθλητής όσο και το τιμ του θα μπορούν να παρακολουθούν την πορεία της αερόβιας κατάστασης του αθλητή, ακόμα και σε μέρες που δεν προπονείται, της σωστής διαπεραίωσης των ασκήσεων του κατά την προπόνηση όσο και τον χρόνο που χρειάζεται ο αθλητής να επανέλθει σε φυσιολογικούς παλμούς μετά από έντονη προπόνηση. Τόσο και ο καταναλωτής που θέλει να παρακολουθεί την οξυγόνωση του αίματος του και τη συσχέτισή της με υψηλούς ή χαμηλούς παλμούς καρδιάς. Αναλυτικά: Αναλυτική μελέτη πάνω στο κομμάτι της αερόβιας φυσικής κατάστασης αθλητών και πώς αυτή επηρεάζει τις επιδόσεις τους. Αναλυτική μελέτη, ανάλυση και τρόποι πρόληψης καρδιοαναπνευστικών προβλημάτων. Μελέτη και ανάλυση του προβληματικού χώρου. Μελέτη και αξιολόγηση του user interface για την εύκολη κατανόηση και αναπαράσταση στον χρήστη. Τρόποι απεικόνισης της πληροφορίας. Μελέτη τεχνολογιών data streaming. Ανάλυση Big Data μέσω MATLAB. Σχεδιασμός ενός wearable το οποίο: θα αλληλεπιδρά με εφαρμογή στο κινητό τηλέφωνο, θα μεταφέρει δεδομένα σε πλατφόρμες internet of things, θα τραβάει δεδομένα του χρήστη με χρήση αισθητήρων. Η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα διπλωματική αποτελεί έναν συνδυασμό ακαδημαϊκών ερευνητικών πρακτικών και έρευνας που έγιναν γνωστές κατά την ακαδημαϊκή μου πορεία. Αρχικά η μεθοδολογία της συλλογής και της ανάλυσης δεδομένων είναι αυτή που χρησιμοποιείται κατά την διαδικασία σχεδίασης μιας υπηρεσίας ή ενός προϊόντος. Η έρευνα βασίζεται σε ένα σύνολο δεδομένων που έχουν άμεση σχέση με το πλαίσιο του υπό σχεδίαση προϊόντος και του προβληματικού χώρου. Πραγματοποιήθηκε field research με ερωτηματολόγια και συνεντεύξεις σε γιατρούς και αθλητές καθότι και σε άτομα 3ης ηλικίας, έρευνα που μας βοήθησε να επαληθεύσουμε τα ερευνητικά δεδομένα και να εντοπίσουμε επιπλέον ανάγκες που προκύπτουν κατά την αλληλεπίδραση του χρήστη με το προϊόν. Έπειτα ακολούθησε desktop research από ερευνητικά και επιστημονικά άρθρα όπως και από βιβλία. Επιπροσθέτως από την παραπάνω έρευνα προκύπτει και το μοντέλο του προβληματικού χώρου, το οποίο απαρτίζεται από τις δράσεις των χρηστών στο πλαίσιο χρήσης και καταλήγουμε στην καταγραφή σχεδιαστικών προδιαγραφών. Τέλος γίνεται η υλοποίηση ενός λειτουργικού high-fidelity πρωτοτύπου που να καλύπτει τις προδιαγραφές και τις ανάγκες του χρήστη.