Diseño e implementación de un sistema portátil multiparamétrico para monitoreo remoto de signos vitales

Abstract

Este Trabajo Final de Graduación consiste en el diseño y la implementación de un prototipo portátil multiparamétrico para el monitoreo remoto de signos vitales (frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno y temperatura corporal). El sistema integra sensores no invasivos (MAX30102, MLX90614), un microcontrolador ESP32 con conectividad Wi-Fi, almacenamiento local (microSD) y transmisión a la nube (Adafruit IO) con estrategia de “almacenar y reenviar” para condiciones de conectividad intermitente. Se evaluó la precisión frente a equipos de referencia (ZacVrate) obteniendo una desviación promedio en BPM cercana a 1.07 BPM (1.09% error relativo) y se implementó filtrado IIR y calibración para mejorar la robustez de las lecturas. En pruebas de autonomía en el peor escenario (transmisión continua y escritura en microSD) con una batería de 2000 mAh, el prototipo alcanzó 6 h 47 min de operación, lo que permitió estimar una potencia real promedio de 0.982 W. También, se discuten limitaciones, validez preliminar y rutas para validación clínica y certificación futura.

This Final Graduation Project consists on the design and implementation of a portable multiparametric prototype for remote monitoring of vital signs (heart rate, oxygen saturation, and body temperature). The system integrates non-invasive sensors (MAX30102, MLX90614), an ESP32 microcontroller with Wi-Fi connectivity, local storage (microSD), and cloud transmission (Adafruit IO) with a “store and forward” strategy for intermittent connectivity conditions. Accuracy was evaluated against reference equipment (ZacVrate), obtaining an average deviation in BPM of approximately 1.07 BPM (1.09% relative error), and IIR filtering and calibration were implemented to improve the robustness of the readings. In worst-case autonomy tests (continuous transmission and writing to microSD) with a 2000 mAh battery, the prototype reached 6 h 47 min of operation, allowing an estimated average actual power of 0.982 W. Limitations, preliminary validity, and paths for clinical validation and future certification are also discussed.