Σύστημα ανίχνευσης βήχα με χρήση του Arduino 33 sense BLE

Abstract

Το θέμα της εργασίας είναι η υλοποίηση ενός συστήματος ανίχνευσης βήχα με χρήση του μικροελεγκτή «Arduino Nano 33 BLE Sense». Αξιοποιείται η πλατφόρμα «Edge Impulse Studio» και το κινητό τηλέφωνο (smartphone) για την δημιουργία βιβλιοθήκης δεδομένων και γίνεται χρήση ενός πολύ-επίπεδου νευρωνικού δικτύου. Πρόκειται για ένα σύστημα βαθιάς μηχανικής μάθησης το οποίο επεξεργάζεται το σήμα που λαμβάνει μέσω του μικροελεγκτή και επιτελεί την εξαγωγή χαρακτηριστικών συχνοτήτων «Mel». Το σύστημα ανήκει στις συσκευές του διαδικτύου των πραγμάτων (Internet of Things), ως μια φορητή συσκευή, χρησιμοποιώντας δίκτυα «Wi-Fi» και τεχνολογία ετικετών «QR». Η πλατφόρμα «Edge Impulse Studio» χρησιμοποιεί την τεχνολογία για εκπαίδευση και δημιουργία του νευρωνικού δικτύου μέσω των εφαρμογών «Keras» και «TensorFlow» τα οποία επιτελούν στην δημιουργία της βιβλιοθήκης για τον μικροελεγκτή. Γίνεται η λήψη 24 ηχογραφήσεων από ένα άτομο για την εκπαίδευση του συστήματος από τις οποίες οι 12 αντίστοιχα ανήκουν σε σήματα βήχα και θορύβου και ύστερα με την χρήση του μικροελεγκτή γίνεται η ανίχνευση νέου σήματος και κατάταξη σε σήματος βήχα ή θορύβου με την αντίστοιχη ένδειξη στο περιβάλλον του «Arduino» και σε μια φωτοδίοδο Led. Λόγω του μικρού αριθμού δεδομένων εκπαίδευσης και της λήψης από ένα άτομο/άνδρα ανιχνεύεται ο βήχας αποτελεσματικότερα σε ανδρικό πληθυσμό.