Javaを使ってIoTハードウェアの心電図検出機能を開発する方法

Java を使用して IoT ハードウェアの心電図検出機能を開発する方法

モノのインターネット (IoT) は、あらゆるものをインターネットに接続する概念です。モノのインターネットでは、ハードウェア デバイスがインターネット経由で他のデバイスやシステムと通信し、対話します。心電図 (ECG) は、心臓からの電気信号を検出する技術であり、心臓の機能を評価し、心臓病を監視するために使用されます。

この記事では、Java を使用して IoT ハードウェアの心電図検出機能を開発する方法と、具体的なコード例を紹介します。

1. ハードウェア機器の準備

まず、モノのインターネットに適した心電図センサーと対応するハードウェア機器を準備する必要があります。通常、ECG センサーは検出した ECG 信号を電子信号に変換し、シリアル ポートまたは Bluetooth 通信方式を介してホスト コンピューター (コンピューターまたはモバイル デバイスなど) に送信します。

2. ドライバーとインターフェイスの選択

ハードウェア デバイスの通信方式に基づいて、適切なドライバーとインターフェイスを選択します。たとえば、ハードウェア デバイスがシリアル ポート経由で通信する場合、Java の SerialPort クラスと CommPortIdentifier クラスを使用して、ハードウェア デバイスとの通信を実装できます。

次は、SerialPort クラスと CommPortIdentifier クラスを使用したサンプル コードです:

import gnu.io.CommPortIdentifier;
import gnu.io.SerialPort;

// 获取串口的通信端口标识符
CommPortIdentifier portIdentifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier("COM1");

// 打开串口
SerialPort serialPort = (SerialPort) portIdentifier.open("ECG_Port", 2000);

// 设置串口参数
serialPort.setSerialPortParams(9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE);

// 获取串口的输入流
InputStream inputStream = serialPort.getInputStream();

// 读取心电信号并进行处理
// ...

// 关闭串口
serialPort.close();

3. ECG 信号処理

シリアル ポートから ECG 信号を取得した後、適切な信号処理と分析が必要です。これには、フィルタリング、増幅、特徴抽出などの処理ステップが含まれます。

以下は、移動平均フィルタリングに Apache Commons Math ライブラリの MovingAverage クラスを使用した簡単な ECG 信号処理サンプル コードです。

import org.apache.commons.math3.stat.descriptive.moment.Mean;
import org.apache.commons.math3.filter.SimpleMovingAverage;

// 创建一个滑动平均滤波器，窗口大小为10
SimpleMovingAverage filter = new SimpleMovingAverage(10);

// 读取心电信号
double[] ecgSignal = new double[] { /* 心电信号的数据 */ };

// 进行滤波处理
double[] filteredSignal = filter.process(ecgSignal);

// 计算心电信号的平均值
Mean mean = new Mean();
double average = mean.evaluate(filteredSignal);

4. データ送信そしてフロントエンド表示

最後に、処理された ECG 信号データがフロントエンド アプリケーションに送信され、視覚的に表示されます。これは、Netty や Spring Boot WebSocket などの Java のネットワーク通信ライブラリを使用して実現できます。

以下は Spring Boot WebSocket を使用したサンプル コードです:

// 前端WebSocket消息处理器
@MessageMapping("/ecg-data")
@SendTo("/topic/ecg")
public List<Double> handleEcgData(List<Double> ecgData) {
    // 处理心电信号数据
    // ...

    return processedEcgData;
}

フロントエンド アプリケーションでは、JavaScript とグラフ作成ライブラリ (Highcharts や ECharts など) を使用して ECG を表示および分析できます。リアルタイムで信号を送信します。

要約すると、この記事では、Java を使用して IoT ハードウェアの心電図検出機能を開発する方法を紹介します。適切なハードウェア デバイスの準備、ドライバーとインターフェイスの選択、さらに ECG 信号処理とデータ送信を通じて、完全に機能する ECG モニタリング システムを実装できます。これは、医療・健康分野およびその他の関連分野におけるイノベーションと研究に重要な技術的サポートを提供します。

以上がJavaを使ってIoTハードウェアの心電図検出機能を開発する方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。