【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難! 現代人對於維持健康的意識愈來愈高,也因此可以發現到健身與運動相關產品大賣特賣,另外日益普及的「運動手環」或是「智慧型手錶」也成為不少人已經入手、或是準備要購入的熱門產品,而這些產品內建有「心跳感應器」可以讀取使用者在平時與運動時的心跳與心率變化,除了評估運動強度是否足夠,也能幫助我們了解自己的健康狀況。

【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲QIoT 物聯網實驗室課程也來到了第三彈,這一次的課程主題讓大家可以DIY一套「生理資訊監控系統」,了解自己的身體健康狀況!
想要監控自己的健康狀況,除了透過現有產品的購買來使用之外,其實我們也可以透過開發板系統,結合感測器與物聯網平台打造出可以自行測量脈搏、分析心電圖的生理資訊監控系統哦!沒錯,這絕對不是癡人說夢,在前不久由T客邦「創客基地」與國內NAS大廠QNAP威聯通科技合作的「QNAP QIoT 物聯網實驗室系列課程」第三彈,正是以這樣的系統開發為主題,讓大家可以透過 Raspberry Pi 樹莓派開發板,搭配 QIoT Suite Lite 打造出個人雲端資料庫,不僅可以記錄所有的數據,更能進一步分析數據,繪製出圖表讓大家更精確掌握自己的健康狀況哦!
接下來我們就一起來看看活動當天的詳細記錄吧!
【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲課程當天剛好是一年一度的 1111購物節,不過同學們可沒有忙著上網搶好康,一大早就準時前往 QNAP 位於汐止的總部報到,準備迎接一整天充實的課程!
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▲本日課程的教材組,對於未接觸過Raspberry Pi 樹莓派的同學,創客基地也提供了借用設備的服務。
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▲今天課程所使用的 Raspberry Pi 3 Model B。
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▲Raspberry Pi 3 的機板只有一張信用卡的大小,但功能卻等同於一台電腦,實在是蠻神奇的啊!
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▲這一包就是今天生理監測器的相關元件,看起來線材與零件真不少啊!
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▲先到場的同學已經開始清點教材,並啟動筆電準備好開發環境。
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▲除了 Raspberry Pi 樹莓派之外,今天的另一個主角就是 QNAP 的 NAS(這款是 QNAP TS-453B),裡頭已經安裝好 QIoT Suite Lite了。

僅儲存資料,QNAP QIoT Suite Lite 更能進一步整合多來源的數據!

在課程一開始,QNAP 策略管理部業務發展經理 Stacy 就為大家帶來了相當詳細的 QNAP QIoT Suite Lite 開發平台的功能介紹,這個由 QNAP 在2017年所帶來的最新功能,主要目的就是讓物聯網相關應用的開發者,可以直接透過 QNAP 的 NAS,搭配這個平台,讓自己的私有雲端搖身一變成為數據集中儲存、分析與資訊呈現三合一功能的平台核心。
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▲在課程一開始,QNAP 的策略管理部業務發展經理 Stacy 打頭陣,為大家詳細介紹 QIoT Suite Lite 的產品特色與應用案例。
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▲從這張投影片就能看 QIoT Suite Lite 整個運作的架構,包括了與開發板、感應器與其他設備連結進行資料收集,並能透過 NAS 的儲存能力來保存資料,同時進行規則的建議,另外也能直接在這個平台上設置資料視覺化的儀表板。
而 QNAP QIoT Suite Lite 最大的特色就是簡單易用,像是開發平台的串接就可以利用內建的設定精靈,讓常見的開發板-包括 Arduino Yun、Raspberry Pi 與 Intel Edison 和相關的感測元件,大幅簡化程式設定的麻煩;除此之外,QNAP QIoT Suite Lite 也提供了簡單易懂的網頁操作界面,無需下載安裝其他的應用程式,直接開啟瀏覽器即可登入使用,包括圖像化的規則引擎、自訂儀表板…等功能,都可透過網頁的拖拉完成設定,減少手動編碼的麻煩。
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▲目前 QIoT Suite Lite 也支援多個常見的通訊協定,甚至直接提供物聯網開發板友善的設定精靈,讓使用者能更輕易完成資料串接。
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▲QIoT Suite Lite 本身也內建有 Node-RED 為基礎的圖像化流程設計介面,讓使用者不用時手動輸入程式碼,就能完成整個流程的設定。
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▲QIoT Suite Lite 也內建有將資料視覺化的儀表板功能,甚至還能將 NAS中儲存的資料導出至外部的雲端主角,以「混合雲」的概念運行。

由淺入深,了解時下最夯的 Raspberry Pi 樹莓派系統!

在眾多的開發板中,「Raspberry Pi 樹莓派」可以說是其中較為熱門,也相當普及的一個系統,除了價格十分平易近人,功能也十分強大,目前網路上也有不少有關於多媒體娛樂的專案,都是透過 Raspberry Pi 為基礎所打造,甚至還有超熱血的 Maker 利用 Raspberry Pi 打造出超迷你的筆記型電腦,由此可見這個開發平台的可塑性驚人。
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▲今天的講師 Sosorry,目前任職於台灣樹梅派,我們經常可以在不少 Raspberry Pi 推廣的與講座或活動中看到他的身影。
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▲Sosorry 老師的教學過程十分詳細且細心,帶領學員們從最基礎開始,一步一步認識 Raspberry Pi 這個開發平台的所有功能。
此次課程創客基地也請到目前任職於台灣樹莓派的專業講師 Sosorry老師,過去在不少 Raspberry Pi 的相關推廣座談、課程與黑客松活動中也經常可以看到他的身影。
雖說老師的名字叫「So Sorry」,但課程內容可是一點也不抱歉,為了讓大家能完整瞭解 Raspberry Pi 的基本設定與硬體架構,老師準備了多達200張以上的投影片,讓大家可以按表操課,詳細的圖文解說十分貼心,也讓學員們完全不用擔心卡關的問題。
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▲Sosorry 老師的教材圖文並茂,大量的圖解可以讓學員們直接對照來完成初始安裝。
在 Raspberry Pi 與感測器之間連結與資訊取得方面,老師也用「五分鐘速成」的方式,讓大家快速上手 Python 控制 GPIO 的方式。而今天課程的主題:生理監測的部份,老師除了實作的部份之外,也花了一點時間為大家解說有關於「生理電訊號」的運作與監測的過程,讓大家不只實作,也能進一步了解這些感測器背後運作的原理,不只有技術,更能長知識呢!
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▲連接上電源的 Raspberry Pi 3,接下來我們就可以一步一步連結其他的感測器囉!
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▲今天課程中也有不少學員是 Raspberry Pi 的老手自行準備了開發板,像是這位同學還為開發板加上了紅色的底殼,看起來好炫啊!
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▲另外這位同學的 Raspberry Pi 開發板更是豪華啊!透明的壓克力防塵盒不只美觀,也能完整保護機板上的電子元件。
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▲Raspberry Pi 開發板上的 32組 腳位設置十分複雜,不過 Sosorry 老師也準備了超詳盡的腳位編碼與功能對照圖。
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▲在實作階段時,Sosorry 老師也親自走入同學之間,為大家排解疑難雜症。
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▲本堂課程提供教材的柯大也扮演了助教的角色,疑…等等!這位學員怎麼這麼眼熟啊?原來是先前在 QIot 物聯網實驗室第一堂課程中,為大家帶來 MimiAirBox 空氣盒子開發課程的陳志明老師啊!也太認真了吧?
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▲除了為大家介紹軟硬體開發的技術,在今天課程的主題「生理監控」方面,Sosorry 老師也帶來心律與脈搏監測原理的說明。
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▲今天所採用的心跳感測器的詳細解析,與一般穿戴裝置相同,採用了綠色光源的 PPG元件。
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▲實際上心跳感測器元件只有這麼一丁點大小啦!
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▲將心跳感測器與開發板和麵包板連結好之後,就可以貼住皮膚的動脈處進行心跳與心率的監測。
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▲心跳感應器除了貼緊皮膚來偵測,也能透過指尖來進行心跳的感應。
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▲在數據順利取得後,接下來老師也為大家介紹將數據資料轉換為不同類型圖表的方式。
【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲在完成心跳感測器的功能設置後,下一個階段就是與 QIot Suite Lite 作連結囉!

串接資料、定義規則、取得即時報表…QIoT Suite Lite 都能一條龍完成!

在課程的最後一個階段,QNAP 的工程師 Tim 也按照慣例登場為大家實際示範將今天實作的感測裝置串接至 QIoT Suite Lite 的實作,從他的 Live Demo 也不難看出這個平台以 Node-RED 為基礎所打造的規則引擎有多麼容易上手,過去需要撰寫數十甚至上百行程式碼的動作,透過簡單的滑鼠拖曳就能完成,也讓開發過程化繁為簡。
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▲QNAP 的工程師 Tim,和先前的課程相同,壓軸登場為大家示範 QIoT Suite Lite 的操作與應用。
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▲QIoT Suite Lite 內建的規則引擎採用知名的「Node-RED」套件為基礎,圖像化的拖拉介面讓我們可以很方便地設置好開發板與感測器蒐集資料的流程。
【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲除了講解 QIoT Suite Lite 的實作,Tim 也為大家介紹了 QNAP 專門為 Maker 所打造的「IoT 微型伺服器」新產品「QBoat Sunny」,簡單來說,就是一個「機板化」的超小型 NAS啦!除了採 ARM 架構,當然也支援自家的 QIot,上頭設計有充足的擴充埠,也能自行插入 SSD 打造一個超小型的雲端平台。
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▲接下來我們來仔細瞧瞧 QBoat Sunny 的細節吧!除了一塊正方型的機板,基座的部份看起來像是一體成型的鋁合金材質,看起來十分堅固,機板上具備了三個 M.2 的插槽,可自行插入 SSD 擴充。
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▲機板的連結埠也很完備,除了2個 USB 3.0埠,還設置了三個乙太網路埠。

學員課後回饋

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▲第一位接受訪問的朱先生,是一名專精於圖控領域的技術顧問,本身也是一位講師,此次報名課程主要還是希望能夠從自己圖控技術為基礎,延伸更多元化的應用方式,而課程以生理資訊監控為主題,也恰好與圖控領領有所相關。在此次課程後,他也覺得內容獲益良多,尤其實作的部份讓他累時積了不少寶貴的實戰經驗,而初次接觸 QIoT Suite Lite 也讓他眼睛一亮,尤其是透過程式語法與元件的結合,就能快速開發出所需要的功能讓他印象深刻,未來也將會更深入研究物聯網開發的領益域,打造出更生活化的應用!
【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲第二位受的賴先生,職業十分特別,是一位森林研究員,專精於氣候與氣象的監測,因為在工作上會需要資料即時回傳的技術,因此想要透過此次的課程來學習實務上的技巧。除此之外,賴先生所屬的研究單位本來就已經採用了 QNAP 的 NAS,因此在得知 QNAP 推出 QIoT Suite Lite 時覺得很興奮,先前也曾經參加過 QNAP 的研討會,但還沒有實作機會,因此想藉由這此課程來實戰一番!在課後他也發現到生理監測的功能,和他現在正在研究的「森林療瘉」有很大的相關性,讓他很有收穫,對於研究員來說,QIot Suite Lite 未來的發展性很高,簡單易用且提供豐富資訊,是最值得推薦的地方。
【QIoT 物聯網實驗室】自己的健康自己顧!透過 Raspberry Pi 與 QIoT Suite Lite 開發「生理資訊監控系統」一點也不難!
▲最後一位受訪的 Howard 十分年輕,本身從事醫療業,自己對於樹莓派系統很有興趣,同時也自學相關程式技術,因為剛好看到這個課程的主題與工作相關,因此就決定報名。而這一次的課程對他來說也有大的收穫,透過實戰他也學習到樹莓派的每個重要功能,而 QIoT Suite Lite 的功能也帶來很不一樣的學習體驗,他也表示未來醫療數據的應用後勢看好,相信今天所學到的東西能夠為他帶來很大的幫助!

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