Persegue Idoso

Integrantes

Ana Júlia Mendes Santos - 221007798	Arthur da Silveira Sousa - 221022462	Danilo Naves do Nascimento - 221022515	Maria Clara Oleari de Araujo - 221008338

1. Descrição do Produto Selecionado

Smart TeleAssistência - Monitoramento 24h com botão de Emergência

1.1 Funções principais, público-alvo e contexto de uso

Funções Principais: O serviço Smart TeleAssistência oferece monitoramento 24h e ajuda imediata e especializada em casos de emergências. As funções centrais do dispositivo incluem:

Pingente:

1. Acionamento de Emergência;
2. Detecção Automática de Quedas;
3. Viva Voz Integrado;
4. Alerta de Não Movimentação do Usuário;
5. Alertas e Interação com Usuário por Voz;
6. Alarme de Bateria Fraca;

Relógio:

1. Acionamento de Emergência;
2. Detecção Automática de Quedas;
3. Localização em Tempo Real;
4. Viva Voz Integrado;
5. Alerta de Não Movimentação do Usuário;
6. Alertas e Interação com Usuário por Voz;
7. Alarme de Bateria Fraca;
8. Monitoramento de Frequência Cardíaca;
9. Pedômetro e Calorias;
10. Lembrete de Remédios e Exercícios;
11. Despertador;
12. À Prova D'Água;
13. Saiba em que Ambiente da Casa o Usuário se encontra.

Público-alvo e Contexto de Uso: O serviço é voltado para pessoas que buscam segurança contínua e independência com confiança.

O público-alvo específico inclui:

• Pessoas de terceira idade (idosos).
• Pessoas que necessitam de cuidados especiais ou que estão em fase de recuperação.
• Pessoas que moram sozinhas.
• Gestantes.
• Pessoas com incapacidade ou mobilidade comprometida.

O contexto de uso é a garantia de que a ajuda estará sempre disponível, 24 horas por dia, 7 dias por semana, permitindo que os usuários mantenham sua autonomia, enquanto oferece paz de espírito para familiares e cuidadores.

1.2 Componentes e sensores utilizados

Os dispositivos fornecidos pela Smart são projetados para serem intuitivos e fáceis de usar e estão disponíveis em formatos como Pingente/Cordão e Relógio.

Os principais componentes e sensores mencionados são:

• Botão Smart SOS;
• Sensor de Queda;
• Módulo GPS;
• Microfone e Alto-falante Integrados;
• Sensor de Movimento;
• Sensor de Nível de Bateria;
• Módulo RTC (Relógio em Tempo Real);
• Bateria Recarregável;
• Acelerômetro para pedômetro e cálculo de calorias; (exclusivo do relógio);
• Sensor de Frequência Cardíaca (PPG); (exclusivo do relógio);
• IPX8; (exclusivo do relógio).

1.3 Tecnologias de comunicação e controle embarcadas

As tecnologias embarcadas e de comunicação permitem que o dispositivo interaja com a Central de Monitoramento 24h.

• Comunicação para envio de alertas e chamadas de emergência via rede celular;
• Módulo GPS;
• Comunicação por Viva-Voz;
• Conectividade Bluetooth/Wi-Fi;
• Protocolos de Comunicação Seguros;
• Gerenciamento Inteligente de Energia.

2. Análise Técnica do Funcionamento

O sistema de Smart TeleAssistência funciona como uma solução completa de Monitoramento Pessoal de Emergência (MPE), centrada na Central de Monitoramento 24h Smart especializada.

2.1 Principais módulos do sistema

1. Módulo de Sensores:

• Sensores de Queda: Acelerômetro e Giroscópio que identificam mudanças bruscas de movimento e inclinação, acionando alertas automáticos em caso de queda.
• GPS: Fornece dados de localização em tempo real, permitindo que a Central de Monitoramento identifique a posição exata do usuário.
• Sensor de Nível de Bateria: Monitora a tensão da bateria, gerando alertas automáticos de carga baixa.
• Sensor de Frequência Cardíaca (PPG): Mede os batimentos cardíacos continuamente, auxiliando na avaliação do estado de saúde do usuário (exclusivo do relógio).
• Acelerômetro (Pedômetro): Responsável por registrar passos, detectar ausência de movimento e calcular calorias gastas (exclusivo do relógio).

1. Módulo de Atuadores (Resposta da Central): Os "atuadores" do sistema não são físicos no dispositivo, mas sim as ações coordenadas pela Central 24h para resolver a emergência.

• Envio de Socorro: Envio de ajuda especializada (ambulância) se necessário.
• Comunicação Familiar: Contato com as pessoas previamente cadastradas na lista de emergência.

1. Módulo de Controle:

• Central de Monitoramento 24h Smart: Núcleo do sistema responsável por receber os alertas, interpretar as informações e seguir o protocolo de emergência apropriado.
• Microcontrolador Embarcado: Processa os dados dos sensores, gerencia a comunicação e executa as rotinas de controle do dispositivo.
• Central: Operadores especializados mantêm contato direto com o usuário por viva-voz, avaliando a situação em tempo real.

1. Módulo de Interface (Usuário/Central):

• Entrada: Botão Smart SOS (entrada manual) e sensores de queda ou imobilidade (entrada automática).
• Saída/Comunicação: Microfone e alto-falante embutidos permitem o contato bidirecional entre o usuário e a central, assegurando diagnóstico rápido e preciso.
• Alertas por Voz: O dispositivo pode emitir avisos sonoros para lembretes, alertas de bateria ou instruções da central.
• Formatos Disponíveis: Pingente/Cordão e Relógio.

1. Módulo de Conectividade:

• Módulo de Comunicação Responsável pela comunicação entre o dispositivo e a Central, transmitindo alertas e dados de localização.
• Módulo GPS: Integrado para rastreamento e localização precisa.
• Conectividade Bluetooth/Wi-Fi: Permite integração com aplicativos móveis e atualização de firmware.
• Canal Viva-voz: Comunicação bidirecional em tempo real com a Central de Monitoramento.

1. Módulo de Alimentação:

• Bateria Recarregável: Fornece energia ao sistema com autonomia prolongada.
• IPX8: Garante proteção contra água e poeira (exclusivo do relógio).

2.2 Identificação de tecnologias críticas

As tecnologias críticas que possibilitam o serviço são:

• GPS (Global Positioning System): Essencial para a funcionalidade de Localização em Tempo Real, garantindo que a assistência seja enviada exatamente onde é necessária.
• Tecnologia de Sensores Avançados: Fundamental para a detecção automática de quedas.
• Sistemas de Comunicação de Baixa Latência: Embora o protocolo sem fio específico não seja nomeado (como celular, LPWAN ou outro), a comunicação deve ser rápida o suficiente para garantir o contato com a Central em até 60 segundos.
• Tecnologia de Segurança e Rastreamento: A empresa possui mais de 30 anos de experiência com tecnologia de segurança e rastreamento de veículos, o que indica uma base robusta de expertise em tecnologias de localização e comunicação confiável.

O serviço de teleassistência atua como um “guarda-costas invisível”. Assim como um guarda-costas monitora discretamente e se posiciona para agir imediatamente em caso de perigo, o sistema utiliza seus sensores (olhos e ouvidos) e GPS (localização exata) para detectar a emergência e acionar a resposta coordenada (o apoio e socorro) em questão de segundos.

3. Proposta de reprodução com ESP32

Para o Trabalho 2 da disciplina de Fundamentos de Sistemas Embarcados, do semestre de 2025.2, o grupo optou por desenvolver um sistema de cuidado voltado a pessoas idosas, utilizando a placa microcontroladora ESP32. Essa placa é capaz de ler sensores, processar dados e se comunicar com outros dispositivos por meio de Wi-Fi e Bluetooth, tornando-se ideal para aplicações que envolvem monitoramento em tempo real e conectividade com a nuvem.

3.1 Descrição Conceitual

O objetivo do projeto é aumentar a segurança e o bem-estar de pessoas idosas, oferecendo suporte tanto a familiares e responsáveis quanto a cuidadores. A proposta leva em consideração, especialmente, idosos com quadros de demência, Alzheimer, risco de queda ou outras situações que demandam acompanhamento constante. O sistema proposto visa monitorar de forma contínua a localização e os sinais vitais do idoso, possibilitando um aviso rápido em situações de emergência e contribuindo com a tranquilização dos responsáveis.

1. Sistema de Localização: Destaca-se o rastreamento por GPS, o qual possibilita acompanhar em tempo real a localização do idoso, e, definir uma área classificada como uma “zona segura”. Para tal, a interface do mapa possibilita realizar buscas e delimitar áreas diretamente na tela, além disso, oferece opções para gerenciá-las (criar, selecionar e excluir). Caso o idoso ultrapasse os limites previamente estabelecidos, o sistema emite um alerta automático para os responsáveis.
2. Detector de quedas: Permite descobrir se o idoso sofreu uma queda.
3. Botão de SOS: Permite que o idoso aperta um botão no dispositivo que permite alertar emergência.

3.2 Diagrama Conceitual do Sistema (Diagrama de blocos)

3.4 Arquitetura em camadas

A arquitetura proposta organiza o sistema em seis camadas funcionais, que permitem modularidade, escalabilidade e facilidade de manutenção. Cada camada possui responsabilidades bem definidas, desde a aquisição de dados até a entrega de informações ao usuário final.

3.4.1 Sensores e Atuadores

Esta camada é responsável pela interação direta com o ambiente físico. Inclui todos os sensores e atuadores conectados ao dispositivo. Os principais sensores são o módulo GPS e o acelerômetro. Seu papel é coletar dados do mundo real e executar ações conforme comandos recebidos das camadas superiores.

3.4.2 Conectividade

A camada de conectividade é responsável pela transmissão dos dados coletados pelos sensores de movimentos e módulo GPS até o sistema. Aqui está associado protocolos de comunicação como MQTT e Wi-Fi e interfaces físicas UART e GPIO. O foco desta camada é garantir comunicação confiável e eficiente entre os componentes do dispositivo e do sistema.

3.4.3 Camada de Borda (Edge Layer)

Nesta camada, ocorre o pré-processamento local dos dados, antes que eles sejam enviados para o armazenamento central. Inclui tarefas como detecção de quedas e formatamento dos dados recebidos pelos GPS. Dispositivos de borda tomam decisões rápidas localmente, sem depender integralmente do sistema externo.

3.4.4 Armazenamento

A camada de armazenamento é responsável por persistir os dados coletados e processados. O objetivo é garantir um histórico dos dados para consultas e análises futuras.

3.4.5 Abstração

A camada de abstração atua como uma ponte entre os dados brutos e a aplicação, oferecendo interfaces padronizadas para acesso e manipulação das informações. Ela oculta a complexidade do hardware e dos protocolos, permitindo que a camada de aplicação interaja com os dispositivos de forma uniforme e desacoplada. A organização inicial do projeto está organizado da seguinte forma:

Desta forma, o arquivo principal será responsável somente por chamadas de funções de alta abstração.

3.4.6 Aplicação

A camada de aplicação é o nível mais alto da arquitetura, onde os dados são transformados em informações úteis para o usuário. O sistema contará com uma interface responsável por apresentar as informações coletas pelos sensores do dispositivo. Além disso, as configurações de área segura e configurações especificas serão ajustadas pelo usuário nesta interface

3.4.7 Diagrama de arquitetura em camadas

3.4 Limitações e desafios esperados

1. O GPS escolhido pela equipe tem limitações no sinal, logo ocorre situações que ocorre falhas no módulo GPS como dias nublados, salas fechadas e etc.

2. Por ser um dispositivo móvel, a implementação proposta não terá a mesma portabilidade.

4. Pesquisa bibliográfica e tecnológica

Para executar a pesquisa do Trabalho 2, acessamos o Portal de Periódicos CAPES via Acesso CAFe, selecionamos a UnB. Em seguida, procuramos por Lista de Bases e acessamos as bases: Scopus, IEEE Xplore, ACM Digital Library e Web of Science. Além disso, foi se utilizado o recurso de buscar por assunto, no qual surgiram algumas bases diferentes. O escopo do trabalho envolvia encontrar:

• 4 artigos científicos que detalhem uma ou mais de uma das principais tecnologias que viabilizam a existência do produto e
• 4 artigos científicos sobre aplicação / uso do produto.

Para a primeira busca, foi utilizada as seguintes strings de busca:

1. ("Bluetooth Low Energy" OR BLE) AND (ESP32 OR "embedded system" OR "ESP-IDF" OR FreeRTOS) AND (latency OR throughput OR "power consumption" OR "deep sleep") AND (wearable OR IoT) AND (review OR survey OR benchmark)
2. "fall detection" AND accelerometer AND "threshold-based" OR "machine learning" AND comparative OR review
3. "FreeRTOS" OR "ESP-IDF" AND ESP32 AND "low power" OR "deep sleep" AND timing OR scheduling
4. (MQTT OR "publish/subscribe") AND (ESP32 OR "ESP-IDF" OR FreeRTOS) AND (Node-RED OR "edge computing") AND ("low power" OR "duty cycling" OR "deep sleep") AND (healthcare OR wearable) AND (architecture OR implementation OR performance)
5. (elderly OR "older adults") AND wearable AND (GPS OR GNSS OR geofencing OR "real-time location") AND (tracking OR monitoring) AND (BLE OR Bluetooth OR WiFi OR cellular OR LTE-M OR "NB-IoT" OR MQTT) AND (accuracy OR latency OR "power consumption" OR feasibility OR validation

Para a segunda busca, foi utilizada as seguintes strings de busca:

1. elderly AND wearable AND "remote monitoring" AND cardiac AND outcomes OR feasibility
2. (wearable OR vestível) AND (elderly OR idoso*) AND (acceleromet* OR IMU) AND ("heart rate" OR PPG OR ECG) AND (GPS OR GNSS) AND (BLE OR Bluetooth OR WiFi) AND ("low power" OR "power consumption")
3. (elderly OR "older adults") AND wearable AND ("step count" OR pedometer OR "gait analysis") AND (accelerometer OR IMU) AND (accuracy OR validity OR reliability) AND (community OR home OR "real-world")
4. (elderly OR "older adults") AND wearable AND ("remote monitoring" OR telehealth OR "in-home") AND ("heart rate" OR PPG OR ECG) AND (feasibility OR usability OR acceptability OR outcomes) AND (validation OR pilot)

Foram utilizadas diferentes strings de busca a fim de ampliar o escopo de possíveis artigos encontrados, devido à baixa probabilidade de que todas as tecnologias empregadas apareçam em uma mesma pesquisa. Dos artigos encontrados, o grupo dá destaque aos:

Artigos selecionados (resumo e relevância)

1. IoT Technologies for Embedded Computing: A Survey

   • Tipo: Tecnologias habilitadoras (panorama IoT/embarcados)
   • Ideia central: Mapeia tecnologias essenciais para IoT embarcado (comunicação, energia, segurança, middleware, programação).
   • Métodos: Revisão/survey do ecossistema IoT (pilha, protocolos, trade-offs).
   • Achados: Trade-offs entre BLE/Wi-Fi/LPWAN, modelos de energia, e requisitos de segurança/atualização remota.
   • Importância: Excelente base para justificar escolhas do projeto (BLE + MQTT + Wi-Fi) e apontar diretrizes de baixo consumo, segurança e escalabilidade em ESP32/FreeRTOS.
   • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/7750968

2. Real-time Asset Tracking using BLE Technology

   • Tipo: Tecnologias habilitadoras (BLE, localização indoor)
   • Ideia central: Solução de rastreamento em tempo real com BLE e processamento em gateway (ESP32).
   • Métodos: Protótipo de recepção BLE, parsing de anúncios, avaliação de latência/alcance.
   • Achados: BLE atende cenários de localização/telemetria de baixo custo e energia, com limitações de precisão.
   • Importância: Orienta o desenho do canal BLE (telemetria/alertas locais) e reforça o porquê de BLE para notificações/sincronização leve com o painel.
   • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/11019196

3. Human Falling Detection Algorithm Based on Multisensor Data Fusion with SVM

   • Tipo: Aplicação (detecção de quedas com ML)
   • Ideia central: Detectar quedas combinando acelerômetro + outros sinais e SVM.
   • Métodos: Extração de features multi-sensor, SVM, avaliação de acurácia.
   • Achados: Fusão de sensores supera métodos single-sensor; SVM tem bom custo-benefício computacional.
   • Importância: Base para detecção de quedas: pipeline de features + classificador leve (rodável no ESP32 ou no edge com Node-RED).
   • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85095966181?origin=resultslist

4. An Integration of Open-Source Resources in Distance Teaching for Real-Time Embedded System Using Arduino Microcontroller and Freertos

   • Tipo: Tecnologias habilitadoras (RTOS em embarcados)
   • Ideia central: Uso de FreeRTOS em sistemas embarcados didáticos/industriais (tarefas, temporizadores, filas).
   • Métodos: Desenvolvimento com FreeRTOS, análise de resposta temporal e estruturação de tarefas.
   • Achados: FreeRTOS organiza concorrência com baixa latência e previsibilidade.
   • Importância: Direto para firmware em ESP-IDF/FreeRTOS: separar tarefas (sensoriamento PPG/IMU, MQTT, GPS, alarmes) e garantir responsividade.
   • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85143779995?origin=resultslist

5. Optimal threshold selection for threshold-based fall detection algorithms with multiple features

   • Tipo: Aplicação (queda, método por limiar)
   • Ideia central: Como escolher limiares ótimos quando há múltiplas features de movimento/postura.
   • Métodos: Avalia estratégias de thresholding multi-feature e métricas de detecção/FP/FN.
   • Achados: Ajuste de limiar bem projetado pode competir com ML em cenários de recurso limitado.
   • Importância: Excelente para a versão on-device no ESP32: começar por thresholds robustos (baixo consumo e implementações simples) e evoluir para ML.
   • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/8400272

6. Bluetooth-Low-Energy-Based Fall Detection and Warning System for Elderly People in Nursing Homes

   • Tipo: Aplicação (queda + BLE + alerta)
   • Ideia central: Sistema BLE para detectar quedas e disparar avisos/alertas a cuidadores.
   • Métodos: Protótipo wearable, algoritmo de queda, canal BLE para notificação, testes de usabilidade.
   • Achados: End-to-end com detecção + comunicação confiável e de baixo consumo.
   • Importância: Integra queda + BLE + alerta, útil para desenhar o fluxo de notificações/prioridades.
   • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85124067863?origin=resultslist

7. Evaluation of Scheduling Algorithms for Embedded FreeRTOS-based Systems

   • Tipo: Tecnologias habilitadoras (escalonamento RTOS)
   • Ideia central: Compara algoritmos de escalonamento no FreeRTOS e seus impactos.
   • Métodos: Benchmarks de latência/tempo de resposta/overhead sob diferentes políticas.
   • Achados: Políticas influenciam latência e determinismo; ajuste fino é crítico.
   • Importância: Ajuda a configurar prioridades: p.ex., tarefa de queda/alerta > tarefa de logging > tarefa de GPS (maior período), garantindo QoS.
   • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/9277851

8. Development of a Fall Detection System Based on a Tri-Axial Accelerometer

   • Tipo: Aplicação (queda, acelerômetro tri-eixo)
   • Ideia central: Pipeline clássico com acelerômetro 3-eixos e thresholds/postura.
   • Métodos: Extração de aceleração resultante, orientação, janelas temporais; thresholds calibrados.
   • Achados: Alta sensibilidade com baixo custo computacional; importância da calibração e janela.
   • Importância: Excelente baseline embarcada para o ESP32 (IMU): simples, estável e energeticamente eficiente.
   • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85194156955?origin=resultslist

9. Support for hierarchical scheduling in FreeRTOS

   • Tipo: Tecnologias habilitadoras (escalonamento hierárquico)
   • Ideia central: Implementa escalonamento hierárquico no FreeRTOS para isolar grupos de tarefas.
   • Métodos: Extensão/patch em FreeRTOS, demonstração em AVR 32-bit.
   • Achados: Isolamento e previsibilidade entre sub-sistemas de tarefas.
   • Importância: Útil se separar sensores/PPG/IMU de comunicação/MQTT e UI/alarme, mantendo previsibilidade mesmo sob carga.
   • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/6059016

10. WATouCH: Enabling Direct Input on Non-touchscreen Using Smartwatch’s Photoplethysmogram and IMU Sensor Fusion

    • Tipo: Aplicação (IHC vestível)
    • Ideia central: Usa relógio/sensores para interação com telas não-touch.
    • Métodos: Reconhecimento de gestos/posição a partir de sensores do wearable.
    • Achados: Demonstra viabilidade de interações indiretas com wearables.
    • Importância: Inspiracional para UI do dispositivo (gestos/botão “Estou bem”), mas secundário ao núcleo médico/monitoramento.
    • Link: https://dl-acm-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/doi/10.1145/3313831.3376198

11. Energy efficient mixed task handling on real-time embedded systems using FreeRTOS

    • Tipo: Tecnologias habilitadoras (energia + RTOS)
    • Ideia central: Estratégias de economia de energia (p.ex., DVFS, duty-cycling) em sistemas de tempo real.
    • Métodos: Modelos/experimentos de consumo vs. prazos temporais.
    • Achados: Ganhos relevantes com políticas de frequência/sleep sem perder deadlines.
    • Importância: Direto para perfil de bateria: deep sleep, redução de duty-cycle de GPS, batch de mensagens MQTT, e priorização de eventos críticos.
    • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85138444249?origin=resultslist

12. A Survey on IoT Programming Platforms: A Business-Domain Experts Perspective

    • Tipo: Tecnologias habilitadoras (plataformas/programação IoT)
    • Ideia central: Panorama de plataformas IoT, padrões de programação, manutenção, segurança e custos.
    • Métodos: Revisão comparativa por domínios de negócio.
    • Achados: Diferentes plataformas atendem domínios com exigências distintas de latência, segurança, e governança.
    • Importância: Ajuda a justificar o stack (ESP-IDF/FreeRTOS + MQTT + Node-RED + painel web) e critérios de escalabilidade/segurança.
    • Link: https://dl-acm-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/doi/10.1145/3699954

13. Portable Fall Detection System Using a Triaxial Accelerometer Based on a Thresholds Algorithm

    • Tipo: Aplicação (queda por limiares)
    • Ideia central: Sistema portátil que detecta quedas usando acelerômetro tri-axial e limiares calibrados.
    • Métodos: Pré-processamento (aceleração resultante, postura), janelas temporais e thresholds ajustados; validação com cenários de queda e ADLs.
    • Achados: Alta sensibilidade/precisão com baixo custo computacional e energético; janelas e histerese reduzem falsos positivos.
    • Importância: Baseline on-device no ESP32: simples, robusto e eficiente para a primeira versão de detecção de quedas.
    • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85182030581?origin=resultslist

14. IoT Based Fall Detection, Monitoring and Alarm System for Elderly

    • Tipo: Aplicação (queda + monitoramento + alarme)
    • Ideia central: Arquitetura IoT ponta-a-ponta para detecção de quedas e envio de alertas a cuidadores.
    • Métodos: Vestível com IMU, detecção por thresholds/heurísticas, publicação via protocolo leve (ex.: MQTT) e painel; testes funcionais.
    • Achados: Pipeline IMU → detecção → IoT → alerta atende latência e robustez; priorização de alarmes melhora a resposta.
    • Importância: Guia direto para o fluxo de notificações (crítico/alto/médio) e integração ESP32 + MQTT + Node-RED/Web.
    • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/9376569

15. Internet of things based fall detection and heart rate monitoring system for senior citizens

    • Tipo: Aplicação (queda + sinais vitais)
    • Ideia central: Integra detecção de queda com monitoramento de FC/PPG em sistema IoT para idosos.
    • Métodos: IMU para quedas, PPG para frequência cardíaca; envio para backend/painel; avaliação de acurácia e latência.
    • Achados: Fusão IMU + PPG aumenta confiança do evento e contextualiza estado fisiológico pós-queda.
    • Importância: Muito próximo do produto (IMU + PPG + MQTT): embasa correlação entre queda e sinais vitais e organização da telemetria.
    • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85126342833?origin=resultslist

16. Cellular IoT Personal Health and Safety Monitoring

    • Tipo: Aplicação (saúde/segurança com IoT)
    • Ideia central: Arquitetura de monitoramento pessoal com envio contínuo para nuvem e alarmes.
    • Métodos: Protótipo; análise de latência, cobertura e consumo em conectividade IoT/celular; estudo de telemetria e notificações.
    • Achados: Backbone IoT (incluindo celular) suporta alertas confiáveis; evidencia trade-offs energia vs. conectividade.
    • Importância: Ajuda a definir política de envio (lotes, QoS) e estratégia de economia de energia no ESP32 para telemetria e alertas.
    • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/85172739385?origin=resultslist

17. Intelligent Wearable Systems: Opportunities and Challenges

    • Tipo: Tecnologias habilitadoras aplicadas (panorama de vestíveis)
    • Ideia central: Revisão de sensores, energia, conectividade, segurança e usabilidade em wearables.
    • Métodos: Revisão crítica de literatura e lacunas.
    • Achados: Tensão entre acurácia e autonomia; artefatos de movimento (PPG); privacidade e aceitação do usuário.
    • Importância: Fundamenta BLE + deep sleep, fusão IMU/PPG e requisitos de usabilidade/aceitabilidade para painel e alertas.
    • Link: https://dl-acm-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/doi/10.1145/3648469

18. Detection and Application of Wearable Devices Based on Internet of Things in Human Physical Health

    • Tipo: Aplicação (IA em vestíveis) — Retratado
    • Ideia central: (Original) Uso de IA com sinais vestíveis para detecção/monitoramento.
    • Métodos: Revisão/experimentos com ML; comparação de desempenho.
    • Achados: Retratado — conclusões não são confiáveis.
    • Importância: Não utilizar como base. Preferir estudos não retratados (p. ex., queda com ML/fusão SVM/NN usando IMU/PPG).
    • Link: https://onlinelibrary-wiley-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/doi/10.1155/2022/5678736

19. Energy efficient assisted GPS measurement and path reconstruction for people tracking

    • Tipo: Localização/energia (AGPS, reconstrução de trajetória)
    • Ideia central: Reduz o consumo de bateria em rastreadores vestíveis ao agendar fixes AGPS apenas quando necessário e reconstruir a rota a partir de poucos pontos, usando mobilidade histórica (FVL/CL) e transições tipo Markov.
    • Métodos: Filtragem por HDOP, clusterização de pontos, detecção de locais significativos (FVL/CL), matriz de transição e agendamento on-line de fixes + reconstrução de caminhos sem mapa.
    • Achados: Corte significativo de fixes mantendo a qualidade da trilha; viabiliza semanas de operação almejadas por organizações de assistência a idosos.
    • Importância: Base prática para sua política de duty cycle do GPS no ESP32: ligar o GNSS só em pontos críticos, reconstruir a rota no backend e prolongar bateria (sinergia com deep sleep e lotes MQTT).
    • Link: https://www-scopus-com.ez54.periodicos.capes.gov.br/pages/publications/79551625884?origin=resultslist

20. Wearable Fall Detection System with Real-Time Localization and Notification Capabilities

    • Tipo: Aplicação (queda + GPS + NB-IoT)
    • Ideia central: Dispositivo vestível com FSM de baixa complexidade (rodando em MCU), IMU + GPS + NB-IoT, que detecta quedas, envia coordenadas e notificação em tempo real.
    • Métodos: FSM para 8 ADLs (filtradas) e 4 tipos de queda; MCU + IMU (LSM6DSO), SIM7000G (GPS/NB-IoT), API em ASP.NET Core e push via LINE.
    • Achados: Conjunto de 6.750 amostras; sensibilidade 97,9%, especificidade 99,9%, acurácia 99,7%; autonomia prática: ≥64% de bateria após 10h com tudo ativo; com modos de economia, até 4,2 dias (e cenário estendido até ~16,7 dias com wake-on-shake/low-power).
    • Importância: Excelente referência de arquitetura completa e baixo custo computacional para portar sua lógica de quedas no ESP32/FreeRTOS, além de guiar notificação + localização outdoor.
    • Link: https://www.mdpi.com/1424-8220/25/12/3632

21. A Smart Wearable-Based Fall Detection and Health Monitoring System for Elderly Care Using IoT and Machine Learning

    • Tipo: Aplicação (queda + vitais + ML)
    • Ideia central: Sistema vestível com MPU6050 (IMU) + MAX30100 (PPG/SpO₂/FC/temperatura) e ML (KNN, SVM, RF) para detecção de quedas e anomalias; alerta com GPS por GSM.
    • Métodos: Pipeline de sensoriamento (IMU/PPG), comparação de classificadores; Random Forest atingiu ~97% de acurácia; envio de coordenadas via GSM e dashboard (ThingSpeak/Web).
    • Achados: Integração IMU + PPG melhora confiança do evento; arquitetura IoT com alerta imediato ao cuidador.
    • Importância: Apoia sua fusão IMU+PPG e a decisão por ML leve (ex.: RF/SVM) no edge ou no Node-RED; mostra telemetria + alerta com componentes próximos ao seu stack.
    • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/11183514

22. Design and Implementation of an IoT-based Emergency Alert and GPS Tracking System using MQTT and GSM/GPS Module

    • Tipo: Aplicação (alerta SOS + GPS + MQTT)
    • Ideia central: ESP32 + A9G (GSM/GPRS/GPS) para rastreamento e alerta SOS: publica posição/bateria via MQTT (Adafruit IO), mantém reconexão automática e envia SMS/chamada com link de localização.
    • Métodos: Duas tarefas FreeRTOS (MQTT e SOS), AT commands para GPS/GPRS/SMS, baixo consumo (modo idle no A9G mantendo GNSS), avaliação de precisão, rede e resposta.
    • Achados: Solução confiável e de baixo custo; equilibra consumo com disponibilidade (SOS por SMS/voz como fallback).
    • Importância: Guia direto para sua coordenação de resposta: tópicos MQTT, política de reconexão, fallback por SMS/voz, e botão SOS integrado ao protocolo de atendimento.
    • Link: https://ieeexplore-ieee-org.ez54.periodicos.capes.gov.br/document/10987939

5. Comparativo com produtos similares

O produto estudado pelo grupo é o Smart TeleAssistência - Monitoramento 24h com botão de Emergência. Os produtos de mercado relacionados são:

1. TeleHelp
2. HelpCare
3. MedicMe
4. TecnoSenior
5. Noana

Esses serviços oferecem soluções de monitoramento 24h, botão de emergência, detecção de quedas e rastreio por GPS, voltados principalmente a idosos, pessoas com mobilidade reduzida e indivíduos que moram sozinhos.

5.1 Tabela comparativa de especificações e características

Análise Comparativa

• O Smart TeleAssistência se destaca como o produto estudado, unindo detecção automática de quedas, GPS em tempo real e comunicação viva-voz.

• A TeleHelp é a empresa tradicional do mercado, com ampla experiência e rede médica, mas menor autonomia de bateria.

• A HelpCare e a MedicMe oferecem soluções acessíveis e de fácil uso via aplicativo, voltadas a famílias e cuidadores.

• A TecnoSenior aposta na autonomia de bateria prolongada e em formatos variados (fixos e móveis).

• A Noana diferencia-se por integrar monitoramento de saúde completo (frequência cardíaca, oxigenação e sono) em seu relógio inteligente, focando na prevenção e bem-estar além da emergência.