Comunicação bidirecional para plataforma embarcada do protegemed
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Publikationsdatum: | 2017 |
| Format: | Master thesis |
| Sprache: | por |
| Quelle: | Repositório Institucional da UPF |
| Download full: | https://repositorio.upf.br/handle/123456789/1761 |
Zusammenfassung: | The use of electricity leads modern society, especially when used to power electronic equipment. These equipment s are essential for the life of the people, being used in the most diverse areas. Among them, the medical area, where the equipment save lives when in normal operation. However, they may fail and direct some of the energy they consume to the patient in contact with them. Therefore, ways to monitor such equipment failures are needed. One of them is the Protegemed project, which checks the electric current of the electromedical equipment (EEM) during surgeries and, if it detects an anomaly, capture the sets of instantaneous values of these currents and forwards them via network connection to a server where they are analyzed by supporting software. However, the Protegemed needs a new functionality that makes it able to modify variables in the firmware of microcontroller embedded in the electrical outlets panel that feeds the EEM in a surgery room. This change must occur, via a network connection, every time an EEM is plugged in. The necessary modification refers to two variables, which today contain fixed values, determined in the firmware installation, for all the EEM connected to the panel. These variables contain the minimum effective value of leakage current and supply current for each EEM being monitored. This minimum limit, if exceeded, initiates the hazard alert procedure. It is a limit that is specific to each device, and the Protegemed project cannot currently change this value in the microcontroller firmware embedded in the panel, using, improperly, the same value, for example, for a heart monitor and for a defibrillator. The Protegemed cannot make this change because it operates with only one direction for the traffic of this data, from the units that monitor the equipment (modules embedded in the outlets panel) to a server. Therefore, this study aims to extend the single way of communication, providing a bidirectional communication for the Protegemed. To do this, it uses the WebSocket protocol, which provides bidirectional, full-duplex and persistent communication. With the use of the bidirectional communication, it was possible to send commands to the embedded modules. Test results demonstrate that the implementation of the bidirectional communication using the WebSocket protocol provides stability and reliability, as well processing messages between clients of the bidirectional communication within time intervals compatible with the need for the Protegemed. |
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| author | Schmitz, Maurício Antonioli |
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| description | The use of electricity leads modern society, especially when used to power electronic equipment. These equipment s are essential for the life of the people, being used in the most diverse areas. Among them, the medical area, where the equipment save lives when in normal operation. However, they may fail and direct some of the energy they consume to the patient in contact with them. Therefore, ways to monitor such equipment failures are needed. One of them is the Protegemed project, which checks the electric current of the electromedical equipment (EEM) during surgeries and, if it detects an anomaly, capture the sets of instantaneous values of these currents and forwards them via network connection to a server where they are analyzed by supporting software. However, the Protegemed needs a new functionality that makes it able to modify variables in the firmware of microcontroller embedded in the electrical outlets panel that feeds the EEM in a surgery room. This change must occur, via a network connection, every time an EEM is plugged in. The necessary modification refers to two variables, which today contain fixed values, determined in the firmware installation, for all the EEM connected to the panel. These variables contain the minimum effective value of leakage current and supply current for each EEM being monitored. This minimum limit, if exceeded, initiates the hazard alert procedure. It is a limit that is specific to each device, and the Protegemed project cannot currently change this value in the microcontroller firmware embedded in the panel, using, improperly, the same value, for example, for a heart monitor and for a defibrillator. The Protegemed cannot make this change because it operates with only one direction for the traffic of this data, from the units that monitor the equipment (modules embedded in the outlets panel) to a server. Therefore, this study aims to extend the single way of communication, providing a bidirectional communication for the Protegemed. To do this, it uses the WebSocket protocol, which provides bidirectional, full-duplex and persistent communication. With the use of the bidirectional communication, it was possible to send commands to the embedded modules. Test results demonstrate that the implementation of the bidirectional communication using the WebSocket protocol provides stability and reliability, as well processing messages between clients of the bidirectional communication within time intervals compatible with the need for the Protegemed. |
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One of them is the Protegemed project, which checks the electric current of the electromedical equipment (EEM) during surgeries and, if it detects an anomaly, capture the sets of instantaneous values of these currents and forwards them via network connection to a server where they are analyzed by supporting software. However, the Protegemed needs a new functionality that makes it able to modify variables in the firmware of microcontroller embedded in the electrical outlets panel that feeds the EEM in a surgery room. This change must occur, via a network connection, every time an EEM is plugged in. The necessary modification refers to two variables, which today contain fixed values, determined in the firmware installation, for all the EEM connected to the panel. These variables contain the minimum effective value of leakage current and supply current for each EEM being monitored. This minimum limit, if exceeded, initiates the hazard alert procedure. It is a limit that is specific to each device, and the Protegemed project cannot currently change this value in the microcontroller firmware embedded in the panel, using, improperly, the same value, for example, for a heart monitor and for a defibrillator. The Protegemed cannot make this change because it operates with only one direction for the traffic of this data, from the units that monitor the equipment (modules embedded in the outlets panel) to a server. Therefore, this study aims to extend the single way of communication, providing a bidirectional communication for the Protegemed. To do this, it uses the WebSocket protocol, which provides bidirectional, full-duplex and persistent communication. With the use of the bidirectional communication, it was possible to send commands to the embedded modules. Test results demonstrate that the implementation of the bidirectional communication using the WebSocket protocol provides stability and reliability, as well processing messages between clients of the bidirectional communication within time intervals compatible with the need for the Protegemed.O uso da energia elétrica conduz a sociedade moderna, principalmente quando utilizada para alimentar equipamentos eletrônicos. Esses equipamentos são essenciais para a vida das pessoas, sendo utilizados nas mais diversas áreas. Dentre elas, a área médica, onde os equipamentos salvam vidas quando em funcionamento normal. Porém, podem vir a falhar e encaminhar parte da energia que consomem para o paciente em contato com eles. Por isso, são necessárias formas de monitorar falhas nesses equipamentos. Uma delas é o projeto Protegemed, que verifica a corrente elétrica dos equipamentos eletromédicos (EEM) durante cirurgias e, caso detecte alguma anomalia, captura os conjuntos de valores instantâneos dessas correntes e os encaminha via conexão de rede para um servidor, onde são analisados por um software de apoio. Contudo, o Protegemed necessita de uma nova funcionalidade, que o torne capaz de modificar variáveis no firmware do microcontrolador embarcado no painel de tomadas elétricas que alimenta os EEM em uma sala de cirurgia. Esta modificação deve ocorrer, via conexão de rede, cada vez que um EEM é conectado na tomada. A modificação necessária refere-se a duas variáveis, que hoje contêm valores fixos, determinados na instalação do firmware, para todos os EEM ligados ao painel. Estas variáveis contêm os limites mínimos de valor eficaz da corrente de fuga e da corrente de alimentação para cada EEM que esteja sendo monitorado. Este limite mínimo, se ultrapassado, dá inicio ao procedimento de alerta de perigo. É um limite que é próprio de cada aparelho e, atualmente, o Protegemed não consegue mudar esse valor no firmware do microcontrolador embarcado no painel, usando, inadequadamente, o mesmo valor para, por exemplo, um monitor cardíaco e para um desfibrilador. O Protegemed não consegue fazer esta alteração porque opera com apenas um sentido para o tráfego desses dados, partindo das unidades que monitoram os equipamentos (módulos embarcados no painel de tomadas) para um servidor. Diante disso, este trabalho tem como objetivo ampliar a via de comunicação em um sentido, capacitando o Protegemed com comunicação bidirecional. Para isso, utiliza o protocolo WebSocket, que proporciona comunicação bidirecional, full-duplex e persistente. Com o uso da comunicação em duas vias foi possível enviar comandos para os módulos embarcados. Os resultados dos testes demonstram que a implementação da comunicação bidirecional utilizando o protocolo WebSocket fornece estabilidade e confiança, além de tramitar mensagens entre clientes da comunicação bidirecional dentro de intervalos de tempo compatíveis com a necessidade do Protegemed.Universidade de Passo FundoInstituto de Ciências Exatas e Geociências – ICEGBRUPFPrograma de Pós-Graduação em Computação AplicadaSpalding, Luiz Eduardo Schardonghttp://lattes.cnpq.br/3273726134990776http://lattes.cnpq.br/0535211732373749Rebonatto, Marcelo TrindadeSchmitz, Maurício Antonioli2025-05-07T12:44:34Z2017-03-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfSCHMITZ, Maurício Antonioli. Comunicação bidirecional para plataforma embarcada do protegemed. 2017. 81 f. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, 2017.https://repositorio.upf.br/handle/123456789/1761porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UPFinstname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPF2025-12-30T20:29:00Zoai:repositorio.upf.br:123456789/1761Repositório InstitucionalPRIhttp://repositorio.upf.br/oai/requestjucelei@upf.br||biblio@upf.bropendoar:16102025-12-30T20:29Repositório Institucional da UPF - Universidade de Passo Fundo (UPF) |
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