Remote Monitoring of Animals Vital Functions by Using IoT

Bc. Markéta BULÍNOVÁ

Master's thesis

Abstract:

This thesis focuses on a design of a wearable system for remote monitoring of animal's vital signs. At first, the laboratory systems for animal health management utilized by vets have been introduced together with two studies dealing with wireless health monitoring of animals which indicate two different approaches to the animal health management. Finally, the low-power networks supporting IoT technology are introduced in the theoretical section of this thesis. Based on the knowledge from the theoretical thesis part, the wireless system which monitors the animal's, especially canine, vital functions is designed. This system consists of five subsystems where the first one monitors the heart functionality based on the principle of electrocardiography, second one deals with heart rate monitoring based on pulse oximetry, third subsystem monitors the animal's activity using an accelerometer, the fourth subsystem observes the animal's surface temperature with respect to its dependency on the animal's core temperature and finally, the last designed subsystem serves for low-power data transmission from the device to a user cloud. Each designed subsystem's functionality has been tested on a specific animal and its suitability for the animal health management has been clearly stated.

Abstract:

Tato práce je zaměřena na návrh nositelného systému pro monitorování životních funkcí zvířat. Nejprve jsou v práci popsány systémy bežně využívané veterináři na jejich klinikách a dále jsou představeny dvě studie zabývající se bezdrátovými systémy pro zvířecí zdravotní péči, které nám nabízí dva různé pohledy na danou problematiku. Nakonec jsou v teoretické části práce představeny nízkoenergetické sítě podporující přenos dat ze zařízení postavených na principu internetu věcí. Na základě informací získaných v teoretické části práce je navržen systém bezdrátového monitorování zdravotního stavu zvířat, konkrétně psů. Toto zařízení se skládá z pěti subsystémů, kde první monitoruje srdeční funkci zvířete na principu elektrokardiogramu, druhý snímá srdeční tep s využitím pulzního oximetru, třetí sleduje aktivitu zvířete pomocí akcelerometeru, čtvrtý sleduje závislost povrchové a vnitřní teploty těla a pátý se skládá z přenosu dat ze systému na uživatelský cloud pomocí nízkoenergetické dalekodosahové sítě. Každý navržený subsystém je v této práci otestován na konkrétním zvířeti z hlediska jeho skutečné využitelnosti a spolehlivosti pro systém dálkového monitorování životních funkcí zvířat.

Keywords

pulzní oximetrie, elektrokardiogram, internet věcí, přenos dat, monitorování teploty, krokoměr

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 5. 2019

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Jiří Masopust, CSc.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Telecommunication and Multimedia Systems