Real-Time Concept for SmartCGMS

Petr KOCIÁN

Master's thesis

Abstract:

SmartCGMS is a framework for continuous glucose monitoring systems. It has been used extensively for testing and optimizing in silico models, but it needs to improve its support for execution on low-power devices. This paper proposes a real-time SmartCGMS concept based on FreeRTOS to examine options for compiling and executing SmartCGMS on low-power devices. The concept has been deployed as a native application on an ESP32 and a Raspberry Pi Zero W. Additionally, it was compiled into WebAssembly as it is an emerging approach to deploying applications to low-power devices in the Internet of Things. Compiling to WebAssembly also allows configuring and experimenting with SmartCGMS directly in the web browser. The native application and WebAssembly module were compared on GNU/Linux to decide which approach to adopt in the SmartCGMS framework. The results confirmed the expectations of the computational and memory overhead of the WebAssembly approach. Furthermore, the size of the compiled WebAssembly SmartCGMS concept revealed that the ESP32 does not offer sufficient DRAM for the WebAssembly approach with the used setup. Regardless of these limitations, the WebAssembly approach should not be abandoned as it provides a way to execute SmartCGMS in the web browser that could help it to widespread adoption.

Abstract:

SmartCGMS je framework zaměřený na systémy kontinuálního monitorování glukózy. SmartCGMS je již široce používáno na testování a optimalizaci in silico modelů, ovšem je potřeba rozšířit jeho podporu na nízko-příkonových zařízeních. V této práci je navrhnut real-time koncept SmartCGMS běžící na FreeRTOS pro vyhodnocení a prozkoumání možností kompilace a spouštění SmartCGMS na nízkopříkonových zařízeních. Navrhnutý koncept byl spušten jako nativní aplikace na ESP32 a Raspberry Pi Zero W. Kromě toho byl koncept zkompilován do WebAssembly, jakož nově se rozvíjející způsob spouštění aplikací na zařízení v Internet of Things. Kompilace do WebAssembly dále umožňuje konfiguraci a experimentování se SmartCGMS ve webovém prohlížeči. Nativní aplikace a WebAssembly modul byly porovnány na GNU/Linux za účelem výběru, který přístup dále použít pro vývoj SmartCGMS. Výsledky potvrdily očekávání ohledně výpočetní a paměťové náročnosti při použití WebAssembly. Dále bylo odhaleno, že ESP32 nenabízí dostatečnou DRAM paměť pro spuštění SmartCGMS WebAssembly modulu. Nehledě na tato omezení umožňuje WebAssembly spouštění ve webovém prohlížeči, což může pomoci rozšířit povědomí o SmartCGMS, a proto by WebAssembly mělo zůstat podporovanou platformou

Keywords

kontinuální monitorování glukózy, SmartCGMS, nízko-příkonová zařízení, WebAssembly

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 5. 2024

Zverejniť od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Doc. Ing. Tomáš Koutný, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Master programme / odbor:
Computer Science and Engineering / Computer Engineering and Networks