Η παρούσα πτυχιακή εργασία έχει ως αντικείμενο την έρευνα, τον σχεδιασμό και την υλοποίηση ενός έξυπνου περικαρπίου (smart wristband), βασισμένο στην πλατφόρμα Arduino. Οι υπηρεσίες, που θα παρέχει στον χρήστη, περιλαμβάνουν σύστημα καταμέτρησης βημάτων, καρδιακών παλμών, θερμοκρασίας, υγρασίας, ατμοσφαιρικής πίεσης, εντοπισμό πτώσης, αποστολής μηνυμάτων κινδύνου, κ.α. Τα δεδομένα των αισθητήρων και τα αποτελέσματα θα μπορούν να παρατηρηθούν τοπικά στην οθόνη του περικαρπίου ή απομακρυσμένα. Θα αναπτυχθεί λογισμικό με γραφικό περιβάλλον σε πλατφόρμα ΙοΤ και επικοινωνία με δυναμικής σελίδας. Επιπλέον η ιστοσελίδα δύναται να παρέχει στατιστικά γραφήματα μέσω διαθέσιμων ιστορικών δεδομένων.

Η μελέτη, θα συμπεριλαμβάνει εισαγωγή στην τεχνολογία των έξυπνων περικαρπίων, τα οφέλη που παρέχουν, αναφορά σε αντίστοιχες υλοποιήσεις καθώς και παρουσίαση ενός συνόλου εργαλείων λογισμικού, βάσεων δεδομένων και γλωσσών προγραμματισμού που θα απαιτηθούν για την υλοποίηση.

Στη μελέτη θα γίνει αναφορά στην πλατφόρμα Arduino, της λειτουργίας και των πλεονεκτημάτων της τεχνολογίας shield και αισθητήρων. Ενώ θα υπάρξει παρουσίαση των χαρακτηριστικών και των τεχνικών προδιαγραφών κάθε περιφερειακού και αισθητήρα που χρησιμοποιείται, αλλά και των διαθέσιμων πρωτόκολλων επικοινωνίας UART (Universal Asynchronous Receiver - Transmitter), I2C (Inter-Integrated Circuit) και SPI (Serial Peripheral Interface).

Ακολούθως, θα γίνει επεξήγηση των πιθανών σεναρίων που προσφέρει η συσκευή, καθώς και ανάλυση του συνδυασμού κώδικα και υλικού που απαιτεί η υλοποίηση κάθε σεναρίου. Παράλληλα, θα γίνει λεπτομερής ανάλυση του σχεδιασμού και υλοποίησης της ιστοσελίδας, της βάσης δεδομένων, αλλά και της διασύνδεσης του συνόλου των παραπάνω με το έξυπνο περικάρπιο και την πλατφόρμα ΙοΤ. Τέλος, θα γίνει παράθεση συμπερασμάτων, προβλημάτων που παρουσιάσθηκαν κατά την υλοποίηση καθώς και προτάσεις για μελλοντικές επεκτάσεις του συστήματος.

The aim of this thesis, is the research, design and implementation of a smart wristband based on Arduino’s platform technology. The services provided by the device will include user’s count of steps, heartbeat, external temperature, humidity and barometric pressure. Using a combination of data, it shall be able to recognize potential falls of the user (due to fainting, heart attack, etc.) and inform specified recipients by messaging them through wireless communication. The data produced by the sensors will be visible on the screen of the smart wristband or remotely. Additionally, the system will include an IoT platform, as also a dynamic web page, which will be using a database for data storage. Furthermore, through a graphical interface, it will be possible to view the stored information on the web page, in a form of statistical graphs.

Part of the research will include an introduction to the technology of smart wristband devices, the benefit of their usage, reference to similar implementations and also an overview of the software tools, databases and programming languages which can potentially be needed.

In an overview of the Arduino’s platform, there is going to be an explanation of the benefits and functionality of the shield and sensor technology. Similarly, there is going to be provided a synopsis of the characteristics and technical specifications of the modules and sensors used, as also the communication protocols UART, I2C and SPI.

In addition, there is going to be an analysis of all of the possible scenarios that the device will provide, with an explanation of the code and hardware used for the implementation of each scenario. Likewise, a similar analysis is going to be provided for the design and implementation of the web page, database and also the interconnection between the various parts (device, IoT, web server, web page, database) of the project. Concluding, a presentation of problems encountered during the implementation will be provided, conclusions reached and finally suggestions for possible future add-ons.