第四章 系統架構
4.5 系統評估:
4.5.2 智慧病房即時資訊系統:
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4.5.2 智慧病房即時資訊系統:
以圖4.8 的 Sensor Module 來介紹所有使用的感測元件，Sensor Module 是由 Arduino Uno R3 開發板 加上 BLE Shield 2.1 藍芽低功耗模組來連接各式感測器。以智 慧點滴系統為例，感測器採用了 TAL220 負重感測模組 (直桿)，又稱應變儀，主要是 在測量負重的變化轉換為電子訊號。最大承受力為 10Kg．由於 TAL220 負重感測模組 需要搭配 HX711 訊號放大器模組並透過撰寫 Arduino 程式將目前感測到重量的數值 轉換成毫升單位。將 TAL220 負重感測模組 (直桿) 加上 HX711 重量感測放大器模 組，是使用 HX711 晶片 將你讀取的重量透過放大器傳送到控制器，讓你可以 讀取到 很精確的電阻值變化，讓後續程式邏輯的編寫較為容易來達到目的。
所以本感測器採用 TAL220 負重感測模組 (直桿) 結合 HX711 重量感測放大器模 組，將目前感測到重量的數值轉換成公克單位。Sensor Module 從序列埠將讀取值傳出 是使用 GitHub 上的 開放原始碼專案 node-serialport [15]來實作。TAL220 負重感測模 組 (直桿) 結合 HX711 重量感測放大器模組．將所感測到的值由序列埠傳出至微型電 腦，因撰寫 Arduino 韌體從序列埠將資料由藍芽低功耗技術 傳輸給 Raspberry Pi 3 微 型電腦．在此本研究皆使用 Node.js 平台搭配 JavaScript 語言來完成撰寫軟體，更容易 進行操作及後續資料處理且 JavaScript 語言支援 CoAP 協定。
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以圖4.9的 CoAP Server 來介紹所使用的微型電腦及其架構，在 Raspberry Pi 3 微 型電腦上，使用 NoSQL 資料庫 MongoDB 記錄每個感測器透過藍芽低功耗技術傳輸 過來的資料並儲存在 NoSQL 資料庫 當作傳輸過來的 Log 資料庫，因 Raspberry Pi 3 微型電腦本身的儲存空間不大，加上一個護理站只會有一個 Raspberry Pi 3 微型電腦來 接收此樓層所有的點滴感測器。所以每天將會安排做 NoSQL 資料庫的批次轉檔備份，
讓微型電腦上的空間可供每天所有感測器的所有資料儲存，也確保資料庫不會因空間不 足而無法運作。接著，Raspberry Pi 3 微型電腦是透過 CoAP 協定將資料回應給 CoAP Client，而 CoAP Client 會對 CoAP Server 發出 Request 請求．所以護 理站伺服器會
圖 4.8 Sensor Module。
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對此樓層的 CoAP Server 發出 CoAP Request 請求，當 CoAP Server 一接收到點滴感 測器所傳輸過來的資料時，會先寫入資料至 NoSQL 資料庫並發出 CoAP Response 給 CoAP Client。
最後，護理站上的 CoAP Client 向 Raspberry Pi 3 微型電腦上的 CoAP Server 發 出 Request 請求 並 接收 到 資料 後 ，馬 上 將接 收 到的 JSON 格式 資 料整 理 並寫 入 MySQL 關聯式資料庫，提供護理站的可視覺化點滴監測網頁系統做最即時的查詢，讓 護理人員可即時對病患更換點滴，不只能提升醫療品質且減輕護理人員工作負擔，更能 達成智慧醫院結合智慧醫療的物聯網科技。
圖 4.9 CoAP Server 以 Raspberry Pi 結合 BLE 實作。
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以圖4.10 的可視覺化點滴監測網頁系統來提供給護理人員在護理站的監測活動，系 統主要將自動蒐集感測器的所有資料，將最新蒐集到的資料即時在護理站伺服器電腦上 呈現，提供給護理人員判斷資訊，讓護理人員工作更有效率進而達到提高病患醫療品質。
圖 4.10 可視覺化監測系統。
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