В этом руководстве демонстрируется пример решения для сбора, отслеживания и обмена данными пульсовой оксиметрии для нескольких пользователей.Он построен с использованием бессерверныхтехнологийAWS, что обеспечивает надежную масштабируемость и безопасность. Внешнееприложение написано наVueJSи используетAmplify Framework.Измерения сатурации кислородавыполняютсявручную или спомощью пульсоксиметра BerryMed,подключенного к браузеру черезИнтернет через Bluetooth.
Снимок экрана внешнего приложения,
запущенного в браузере настольного компьютера.
Бессерверный бэкэнд, который обрабатывает пользовательские данные и управление общим доступом, развертывается с использованием моделибессерверных приложенийAWS (AWS SAM).Бэкэнд-приложение состоит изREST APIAmazon API Gateway, который вызывает функции AWS Lambda.Код написан на Python для обработки бизнес-логики взаимодействия сбазой данныхAmazon DynamoDB.Аутентификацией управляетAmazon Cognito.
Предпосылки
Для реализации проекта потребуется:
-
На компьютере установленыNode.js и npm
-
Аккаунт AWS.Этот проект можно выполнить с использованиемуровня бесплатногопользованияAWS
Развернем приложение
Диаграмма высокого уровня полного
приложения кислородного монитора.
Решение состоит из двух частей: внешнего интерфейса и бессерверного внутреннего интерфейса.Amplify CLIразвертывает все аутентификации Amazon Cognito и ресурсы хостинга для веб -интерфейсе.Серверной части требуетсяидентификаторпула пользователейAmazon Cognitoдля настройкиавторизаторав API.Это включает рабочий процесс авторизации, как показано на следующем изображении.
Схема, показывающая, как работает рабочий
процесс авторизации Amazon Cognito
Сначала настройте интерфейс.Выполните следующие шаги с помощью терминала, запущенного на компьютере, или с помощьюAWS Cloud9IDE.Если вы используете AWS Cloud9, создайте экземпляр, используя параметры по умолчанию.
Из терминала:
Установите Amplify CLI, выполнив эту команду.
-
npm install -g @aws-amplify/cli -
Настройте Amplify CLI с помощью этой команды.Следуйте инструкциям до завершения.
amplify configure -
Клонируйтепроект с GitHub.
git clone https://github.com/aws-samples/aws-serverless-oxygen-monitor-web-bluetooth.git -
Перейдите в каталог ampify-frontend и инициализируйте проект с помощью команды Amplify CLI.Следуйте инструкциям до завершения.
cd aws-serverless-oxygen-monitor-web-bluetooth/amplify-frontendamplify init -
Разверните все внешние ресурсы в облаке AWS с помощью команды Amplify CLI.
amplify push -
После завершения развертывания ресурсов обратите внимание насвойствоaws_userpools_idвфайлеsrc / aws-exports.js.Это требуется при развертывании бессерверного бэкэнда.
aws_user_pools_id в файле src / aws-exports.js
Затем разверните бессерверный бэкэнд.Хотя его можно развернуть с помощьюAWS SAM CLI, вы также можете развернуть его изКонсоли управления AWS:
-
Перейдите ксерверномуприложениюOxygen-Monitor в репозитории бессерверных приложений AWS.
-
Внастройках приложенияназовите приложение иукажите aws_userpools_id из внешнего приложения дляпараметраUserPoolID.
-
ВыберитеDeploy (Развернуть).
-
По завершении скопируйтеAPI endpoint (конечную точку API),чтобы ее можно было настроить во внешнем приложении на следующем шаге.
Endpiont API
Настроить и запустить интерфейсное приложение
-
Создайте файлampify-frontend / src / api-config.jsв приложениивнешнегоинтерфейса со следующим содержимым.Включитеконечную точку APIиз предыдущего шага.
const apiConfig = { endpoint: <API ENDPOINT>};export default apiConfig; -
В терминале перейдите в корневой каталог внешнего приложения и запустите его локально для тестирования.
cd aws-serverless-oxygen-monitor-web-bluetooth/amplify-frontendnpm installnpm run serveВы должны увидеть такой вывод:
Вы должны
увидеть такой вывод -
Чтобы опубликовать интерфейсное приложение на облачном хостинге, выполните следующую команду:
amplify publishПосле завершения предоставляется URL-адрес размещенного приложения.
Использование внешнего интерфейса
После того, как приложение запущено локально или размещено в облаке, переход к нему представляет собой интерфейс входа пользователя с возможностью регистрации.
Процесс регистрации требует отправки кода на указанный адрес электронной почты для проверки.После проверки вам будет представлен основной интерфейс приложения.Такие значения отображается, если в учетной записи нет истории насыщения кислородом или частоты пульса.
Чтобы подключить пульсоксиметр BerryMed и начать считывание измерений, включите устройство. НажмитекнопкуПодключить пульсоксиметр, а затем выберите его из списка.Для использования функции Bluetooth в Интернете требуется браузер Chrome на настольном компьютере или мобильном устройстве Android.
Если у вас нет совместимого пульсоксиметра Bluetooth или доступа к Интернету Bluetooth, отметкафлажка"Enter Manually" (Ввести вручную)представляет поля прямого ввода.
Когда станут доступны значения насыщения кислородом и частоты пульса, выберите значок загрузки облака.При этом значения публикуются в бессерверном сервере, где они хранятся в таблице DynamoDB.Затем диаграмма тенденций обновится, чтобы отразить новые данные.
Доступ к вашим историческим данным может быть предоставлен другому пользователю, например, специалисту в области здравоохранения.Щелкните значок общего доступа справа, чтобы открыть параметры общего доступа.Отсюда вы можете добавлять или удалять доступ другим пользователям по имени пользователя.
Чтобы просмотреть данные, которыми с вами поделились, выберите имя пользователя в раскрывающемся списке и нажмите значок обновления.
Понимание бессерверного бэкэнда
В проектеGitHubпапкаserverless-backend /содержитфайл шаблонаAWS SAMифункции Lambda.Он создает конечную точку шлюза API, шесть лямбда-функций и две таблицы DynamoDB.Шаблон также определяет авторизатор Amazon Cognito для API, используя UserPoolID, переданный в качестве параметра:
Это позволяет только аутентифицированным пользователям внешнего интерфейса делать запросы с помощью токена JWT, содержащего их имя пользователя и адрес электронной почты.Бэкэнд использует эту информацию для извлечения и хранения данных в DynamoDB, соответствующих пользователю, отправившему запрос.
Первые три конечные точки обрабатывают обновление и получение уровней кислорода и частоты пульса.Когда пользователь публикует новое измерение,вызывается функция AddLevels, которая создает новый элемент "Уровни" втаблицеDynamoDB.
ФункцияFetchLevelsизвлекает личную историю пользователя. ФункцияFetchSharedUserLevels проверяет Access Table,чтобы узнать, есть ли у запрашивающего пользователя права общего доступа.
Остальные конечные точки обрабатывают управление доступом.Когда вы добавляете общего пользователя, это вызываетфункциюManageAccessс именем пользователя и действием, таким как совместное использование или отзыв.При совместном использовании элемент добавляется вAccess Table,которая разрешает связь.В случае отзыва элемент удаляется из таблицы.
ФункцияGetSharedUsersизвлекает список общих с пользователем, делающим запрос.Это заполняет раскрывающийся список доступных пользователей.FetchUsersWithAccessвыбирает всех пользователей, у которых есть доступ к пользователю, выполняющему запрос, это заполняет список пользователей в параметрах общего доступа.
Таблицы DynamoDB создаются шаблоном AWS SAM с ключом раздела и ключом диапазона, определенным для каждой таблицы.Они используются лямбда-функциями для запроса и сортировки элементов.См. Документацию,чтобы узнать больше о схеме ключей таблицы DynamoDB.
LevelsTable: Type: AWS::DynamoDB::Table Properties: AttributeDefinitions: - AttributeName: "username" AttributeType: "S" - AttributeName: "timestamp" AttributeType: "N" KeySchema: - AttributeName: username KeyType: HASH - AttributeName: timestamp KeyType: RANGE ProvisionedThroughput: ReadCapacityUnits: "5" WriteCapacityUnits: "5" SharedAccessTable: Type: AWS::DynamoDB::Table Properties: AttributeDefinitions: - AttributeName: "username" AttributeType: "S" - AttributeName: "shared_user" AttributeType: "S" KeySchema: - AttributeName: username KeyType: HASH - AttributeName: shared_user KeyType: RANGE ProvisionedThroughput: ReadCapacityUnits: "5" WriteCapacityUnits: "5"
Понимание интерфейса
В проектеGitHubпапкаampify-frontend / src /содержит весь код для внешнего приложения. Вmain.jsмодули Amplify VueJS настроены на использование ресурсов, определенных вaws-exports.js.Он также настраивает конечную точку бессерверной серверной части, определенную вapi-config.js.
В файлеcomponents/OxygenMonitor.vueимпортируется модуль API и определяется желаемый API.
Вызовы API определяются как методы Vue, которые могут вызываться различными другими компонентами и элементами приложения.
Вкомпонентах /ConnectDevice.vue, метод подключенияинициализирует соединение Bluetooth Web -к пульсоксиметру.Он ищетUUID службы Bluetoothи имя устройства, характерное для пульсоксиметров BerryMed.При успешном соединении он создает прослушиватель событий нахарактеристике Bluetooth,который уведомляет об изменениях в измерениях.
МетодhandleDataанализирует события уведомления.Он отмечает любые изменения сатурации кислорода или частоты пульса.
КомпонентOxygenMonitorопределяет компонентConnectDeviceв своем шаблоне.Он связывает обработчики с отправленными событиями.
Обработчики присваивают значения объекту данных Vue для использования во всем приложении.
Изучите детально код проекта, чтобы увидеть, как Amplify Framework и бессерверный бэкэнд используются для практического применения.
Заключение
Удаленное отслеживание жизненно важных функций пациентов стало как никогда актуальным. Это руководство демонстрирует решение для приложения личного здоровья и телемедицины. Полное решение включает в себя многопользовательскую функциональность и безопасный и масштабируемый бессерверный сервер.Приложение использует браузер для взаимодействия с физическим устройством для измерения насыщения кислородом и частоты пульса.Он публикует измерения в базе данных с помощью бессерверного API.Исторические данные могут отображаться в виде диаграммы тенденций, а также могут быть доступны другим пользователям.
