# Persegue Idoso ## Integrantes | | | | | |:------:|:------:|:------:|:------:| | [Ana Júlia Mendes Santos - 221007798](https://github.com/ailujana) | [Arthur da Silveira Sousa - 221022462](https://github.com/tutzs) | [Danilo Naves do Nascimento - 221022515](https://github.com/danilonavess) | [Maria Clara Oleari de Araujo - 221008338](https://github.com/oleari19) | ## 1. Descrição do Produto Selecionado [Smart TeleAssistência - Monitoramento 24h com botão de Emergência](https://smartteleassistencia.com.br/) ![Imagem do relógio](./assets/relogio.jpg) ![Imagem do pingente](./assets/pingente.png) ### 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*). 2. **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. 3. **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. 4. **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. 5. **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. 6. **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) ![Diagrama de blocos](./assets/diagrama_bloco.svg) ### 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: ![Diagrama de blocos](./assets/organizacao.svg) 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 ![Diagrama de blocos](./assets/arquitetura_iot.svg) ### 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**](https://smartteleassistencia.com.br/). Os produtos de mercado relacionados são: 1. [TeleHelp](https://telehelp.com.br/landing/gen/relogio-detector-de-quedas/?utm_source=02896&utm_campaign=GOOGLE&utm_content=GENERICA-RELOGIO&utm_medium=CPC&gad_source=1&gad_campaignid=20557687891&gclid=CjwKCAiA8bvIBhBJEiwAu5ayrNX4o7x-ItnoL25FGY7mVFR0Gfn7lP1wv2FlxIIvF-OlDHV5j9SwVhoCOLgQAvD_BwE) 2. [HelpCare](https://www.helpcarebrasil.com.br/) 3. [MedicMe](https://medicme.com.br/) 4. [TecnoSenior](https://tecnosenior.com/) 5. [Noana](https://noana.com.br/relogio-inteligente-garante-saude-para-publico-60/) 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 | Característica | **Smart TeleAssistência (Produto estudado)** | **TeleHelp** | **HelpCare** | **MedicMe** | **TecnoSenior** | **Noana** | |---------------------------|---------------------------------------------|---------------|---------------|--------------|------------------|------------| | **Tipo de dispositivo** | Pingente ou relógio inteligente com botão SOS | Pingente, relógio ou pulseira | Relógio ou colar com botão SOS | Relógio inteligente | Relógio e botão SOS fixo ou móvel | Relógio inteligente com sensores de saúde | | **Monitoramento 24h** | Sim, com central própria | Sim, com central TeleHelp 24h | Sim, com central HelpCare 24h | Sim, com central médica 24h | Sim, com central de atendimento 24h | Sim, via aplicativo e central remota | | **Detecção automática de quedas** | Sim | Sim (em modelos mais recentes) | Sim | Sim | Sim | Sim | | **Localização por GPS** | Sim, em tempo real | Sim (em modelos com chip GPS) | Sim, com rastreamento via app | Sim, via GPS + aplicativo | Sim, em tempo real | Sim, com rastreamento GPS contínuo | | **Comunicação viva-voz** | Sim, bidirecional com a central | Sim | Sim | Sim | Sim | Sim | | **Contato automático com familiares** | Sim, lista de contatos configurada | Sim | Sim | Sim | Sim | Sim | | **Plano de emergência personalizado** | Sim, definido pela família | Sim | Sim | Sim | Sim | Sim | | **Aplicativo de acompanhamento** | Sim, portal e app próprios | Sim, app TeleHelp | Sim, app HelpCare | Sim, app MedicMe | Sim, app TecnoSenior | Sim, app Noana Saúde | | **Público-alvo principal** | Idosos, gestantes e pessoas com mobilidade reduzida | Idosos e pessoas que moram sozinhas | Idosos e doentes crônicos | Idosos e pacientes em recuperação | Idosos e dependentes físicos | Idosos e pessoas 60+ preocupadas com saúde preventiva | | **Diferenciais** | Atendimento em até 60s, sensores avançados, localização em tempo real | Empresa pioneira, ampla rede médica | Aplicativo simples e planos familiares | Design moderno e interface intuitiva | Longa autonomia de bateria e opções fixas/móveis | Monitoramento de saúde (FC, SpO₂, sono) integrado ao relógio | #### **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.