System of collective monitoring on physical activity based on heart rate variability

Abstract

In these last few years there has been a growth in mobile technology as a result of the advance and development of devices and its respective operative systems, what has led to an exponential growth in the number of available applications. One of the topics that has gained more relevance in the mobile applications research field is health. The objective of these is to predict the user’s health using sensors (internal or external). Although there are many applications that do this task, they are only focused on a single user and the few of them that are focused on teams hardly ever use external sensors. The objective of this work is to create a mobile application that can connect simultaneously to multiple Bluetooth heart rate sensors, show, register and record all the data and finally be able to process these data. In order to do it I have used the iOS operative system together with a native Objective-C programming language. The application allows the user to create sub-users and training teams in order to do a better resource management, assign in a dynamic way sensors to each one of the sub-users and reutilize the same set for different teams. Once the application was done I have studied its behaviour with multiple Bluetooth connections at the same time, I have analysed the different data coming from the sensors by designing an artefact correction algorithm and finally I have calculated the HRV indexes associated with each one of the sub-users.

En estos últimos años ha habido un auge en las tecnologías móviles como resultado del avance en el desarrollo tanto de dispositivos como de sus respectivos sistemas operativos, lo que ha propiciado un crecimiento exponencial en el número de aplicaciones disponibles. Una de las temáticas que ha ganado mayor relevancia para la investigación en el campo de las aplicaciones móviles es la salud. El objetivo de estas es predecir mediante sensores, ya sean del propio dispositivo o externos, cuál es el estado de salud del usuario. A pesar de que ya existen aplicaciones que realizan esta tarea la mayoría están focalizadas en un solo usuario, y las pocas que están pensadas para equipos no suelen usar sensores externos. Este trabajo tiene como objetivo crear una aplicación móvil que pueda conectarse a múltiples sensores Bluetooth de ritmo cardíaco de forma simultánea, mostrar, registrar y guardar todos los datos recibidos y finalmente procesarlos. Para ello he utilizado el sistema operativo iOS junto con una programación nativa en Objective-C. La aplicación permite al usuario crear sub-usuarios y equipos de entrenamiento para hacer una mejor gestión de los recursos, asignar de forma dinámica los sensores a cada uno de los sub-usuarios y reutilizar un mismo set de sensores para los diferentes equipos. Una vez realizada la aplicación he estudiado su comportamiento frente a las múltiples conexiones Bluetooth, he analizado los diferentes datos provenientes de los sensores diseñando un algoritmo de corrección de artefactos y finalmente he calculado los índices de HRV asociados a cada uno de los sub-usuarios implicados.

En aquests últims anys hi ha hagut un creixement de les tecnologies mòbils degut a l'avanç i desenvolupament tant dels dispositius com dels seus respectius sistemes operatius, el que ha promogut un creixement exponencial del nombre d’aplicacions disponibles. Una de les temàtiques que ha guanyat més rellevància per a la investigació en el camp de les aplicacions mòbils és el de la salut. L’objectiu d’aquestes aplicacions és el de predir mitjançant sensors, ja siguin interns del propi dispositiu o externs, quin és l’estat de salut de l’usuari. Tot i que ja existeixen aplicacions que realitzen aquesta tasca, la majoria es focalitzen en un sol usuari, i les poques aplicacions que estan pensades per equips no solen fer us de sensors externs. Aquest treball té com a objectiu crear una aplicació mòbil que pugui connectar-se a múltiples sensors Bluetooth de ritme cardíac de manera simultània, mostrar, enregistrar i guardar totes les dades rebudes per finalment processar-les. Per tal de complir aquests objectius he utilitzat el sistema operatiu iOS juntament amb una programació nativa en Objective-C. L'aplicació permet a l'usuari crear sub-usuaris i equips d’entrenament per tal de poder fer una millor gestió dels recursos, assignar de forma dinàmica els sensors a cada un dels sub-usuaris i reutilitzar un mateix set de sensors per als diferents equips. Un cop realitzada l'aplicació he estudiat el seu comportament davant les múltiples connexions Bluetooth, analitzat les dades provinents dels sensors per acabar dissenyant un algoritme de correcció d’artefactes i finalment he calculat els indexes de HRV associats a cada un dels sub-usuaris implicats.