I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 9 ,   pp .   957~ 965   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 4 .i 2. pp957 - 965             957       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   C h a r a c t e r i z a t i o n   o f   a   l o w   c o n su m p t i o n   w i r e l e ss se n s o r   n o d e   f o r   t h e   i n t e n s i v e   t r a n sm i ssi o n   o f   p h y si o l o g i c a l   s i g n a l s       R i c a r d o   Y au r i 1 ,   S an ti ago   R u b i ñ o s 2 ,   Ju an   G r ad o s 3 ,   M ar i o   C h au c a 4   1 N a t i o na l   I ns t i t u t e   o f   T e l e c o m m uni c a t i o ns   R e s e a r c h   a nd   T r a i ni ng -   N a t i o na l   U ni v e r s i t y   o f   E ng i ne e r i ng ,   P e r u   2 , 3 , 4 F a c ul t y   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   N a t i o na l   U n i v e r s i t y   o f   C a l l a o ,   P e r u       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e 25 ,   2 018   R e v i s e D e c   27 ,   2018   A c c e pt e J an   1 5,   201 9       T hi s   pa pe r   de s c r i be s   t he   d e v e l o pm e nt   a n i m pl e m e n t a t i o o f   l o w   p o w e r   c o ns um pt i o w i r e l e s s   s e ns o r   no de s   f o r   t he   p e r i o di c   m o ni t o r i ng   of   phy s i o l og i c a l   s i g na l s   w i t i nt e ns i v e   da t a   t r a n s m i s s i o n,   u s i ng   W i - F i   a nd   Z i g B e e   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o m o dul e s ,   o bt a i n i ng   o pe r a t i o c ha r a c t e r i s t i c s   f r o m   t he   e ne r gy   po i nt   o f   v i e w   t h a t   a l l o w   t o   i nc r e a s e   t h e   l i f e   t i m e   o f   t he   s e ns o r   no de .   T he   s e ns o r   no de s   a r e   d e s i g ne a nd  bui l t   u s i ng   l o w   e ne r gy   c o ns um pt i o e l e c t r o ni c   de v i c e s   t o   e v a l ua t e   t h e i r   e ne r gy   pe r f o r m a nc e   us i ng   c ur r e n t   d a t a ,   t r a ns m i s s i o t i m e ,   d a t a   t r a ns m i s s i o pe r i o a nd  t he   r e l a t i o ns h i p   w i t t he   s e n s o r   no de ' s   l i f e t i m e   w h e t r a ns m i t t i ng   e l e c t r o c a r di o g r a phi c   ( E C G ) ,   t e m pe r a t ur e   a n p u l s e   t y pe   phy s i o l o g i c a l   s i g na l s .   I t hi s   w a y ,   r e s ul t s   a r e   o bt a i ne d   t ha t   c a a l l o w   t h e   d a t a   t r a ns m i s s i o pe r i o d ,   c ur r e n t   c o ns um p t i o a nd  s i z e   o f   da t a   s e n t   t o   be   r e l a t e t o   t h e   o pe r a t i ng   t i m e ,   de f i ni ng   t he   o pe r a t i ng   c o ndi t i o ns   a nd  w i r e l e s s   t e c hno l o g i e s   t ha t   a l l o w   t he   o pt i m i z a t i o o f   e ne r g y   c o ns um pt i o n   w he n   d a t a   i s   s e nt   t o   I nt e r ne t   m o ni t o r i ng   a pp l i c a t i o ns .   Ke y w or ds :   B A N   G P R S     S e n s o r s   Wi - Fi   W S N   Z i gB e e   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M a r i o   C ha uc a ,     F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a n d   E l e c t r o n i c   E n g i n e e r i ng,   N a t i o n a l   U ni v e r s i t y   of   Ca l l a o ,   306  J u a n   P a b l o   II  A v e n ue ,   Ca l l a o ,   P e rú.   E m a i l :   m c h a uc a @ u l i m a . e du. pe         1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   s e n s o r   n o de s   c urr e n t l y   h a v e   m ul t i pl e   a p pl i c a t i o n s   i n   v a ri o us   f i e l ds ,   a i m e a t   p r o v i di n s o l ut i o n s   fo r   i n dus t ri a l   a u t o m a t i o n,   m i l i t a r y   a ppl i c a t i o n s ,   m e di c i n e   i r u ra l   e n v i r o n m e n t s ,   h o m e   a ut o m a t i o n   o r   i n do o r   l o c a t i o n   s y s t e m s ,   w h e r e   t h e y   a r e   r e s po n s i b l e   f o r   a c qui r i n g ,   c o l l e c t i n a n c e nt r a l i z i n g   i n f o r m a t i o a ut o m a t i c a l l y   a n i n   pl a c e s   o di ff i c ul t   a c c e s s .   T h e y   a r e   a l s o   s m a l l   i n   s i z e ,   w i t h   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n ,   l ow   i n   c o s t   a nd  l o w   i n   e n e r gy   c o n s um p t i o n.   T h e   e n e rgy   e ff i c i e n c y   i n   t h e   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s t a g e   a n i t s   e ff e c t   o n   t h e   us e f ul   l i f e   of   a   s e n s o r   n o de   i s   a   s ub j e c t   of   m a n y   r e s e a r c h   a c t i v i t i e s   b e i ng  Z i gB e e   t h e   m o s t   c o m m o n   t e c hn o l o gy   i n   t h e   i m p l e m e nt a t i o n   o s e n s o r   n o de s ,   due   t o   i t s   c o m m uni c a t i o n   ra n ge   c h a ra c t e r i s t i c s   a n l o w   p ow e r   c o n s um pt i o n.   O n   t h e   o t h e h a nd,   t h e   r e c e nt   a ppe a r a n c e   o f   l ow   pow e r   W i - F i   m o dul e s   i t h e   m a r ke t ,   a l l o w s   t o   c o n s i de i t   a s   a n   o pt i o n   f o r   t h e   t ra n s m i s s i o n   o f   a   l a r ge   a m o unt   o f   da t a   a n ha s   t h e   f a c i l i t y   t b e   i n t e g r a t e i n t o   e xi s t i n g   c o m m uni c a t i o n   n e t w o r ks .   T h e   w o r de v e l o p e i n   t h i s   a r t i c l e   pr o po s e s   a n   a l t e rn a t i v e   s o l ut i o n   t o   r e m o t e   m o n i t o ri n o f   pa t i e nt s   t hr o ugh   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   w i r e l e s s   s e n s o r   n o de s   fo r   t h e   a c qui s i t i o n   o f   e l e c t r o c a rdi o gra p hi c   s i g n a l s ,   t e m pe ra t u r e   a n pu l s e ,   a nd  s e n d i n t h e m   t o   a   W e b   a ppl i c a t i o n   o n   t h e   I n t e rn e t .   T h e   de s i g n   a n d   i m p l e m e nt a t i o n   o f   s e n s o r   n o de s   i s   c a rri e o ut   c o n s i de r i n g   t h e   de v e l o pm e n t   o f   c o m m un i c a t i o n   s t a ge s   w i t h   Z i gB e e   t r a n s m i s s i o t e c hn o l o gi e s ,   W i F i   a n d   a   G P R S   G a t e w a y   (i n   e xt e rn a l   c o m m u n i c a t i o s c e n a ri o s ).       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 :     957    9 65   958   2.   P R O B L EM   S TA TE M EN T   W i r e l e s s   s e n s o n o de s ,   us e i pe ri o di c   da t a   i nt e n s i v e   m o n i t o r i n g   a ppl i c a t i o n s ,   r e qui r e   a   p a r t i c ul a de s i gn   a n i m p l e m e n t a t i o n   a c c o r di ng  t o   t h e   t y pe s   of   s i gn a l s   t o   be   t ra n s m i t t e d ,   t ra n s m i s s i o n   pe r i o a nd  po w e r   r e s t r i c t i o n s .   T h e   s t a ge   w i t h   t h e   hi g h e s t   c urr e n t   c o n s u m pt i o n   i s   du r i n d a t a   t r a n s m i s s i o n ,   w hi c h   d i r e c t l y   a f fe c t s   t h e   l i f e t i m e   o t h e   s e n s o r   n o de .     T h e r e f o r e ,   t h e   c e n t r a l   pr o b l e m   o t h i s   w o r i s   t h e   n e e t o   e v a l ua t e   a nd  t e s t   t h e   e n e r gy   pe r f o r m a n c e   of  s e n s o r   n o de s   us i n Z i gB e e   a n W i - F i   t r a n s m i s s i o n   t e c hn o l o gi e s ,   w h i c h   a r e   c o m m e r c i a l l y   a v a i l a b l e   i n   t h e   l o c a l   m a rke t ,   a n d   t o   de f i n e   t h e i r   c h a ra c t e ri s t i c s   of   us e   i l o w   c o n s um p t i o c o n di t i o n s   t o   i n c r e a s e   t h e i l i f e t i m e .       3.   TH E O R ETI C A F O U N D A TI O N   T H E O R ETI C A L   C O N C EP TS   3. 1 .       Wi r e l e s s   B o d A r e a   N e tw o r k s l   W i r e l e s s   n e t w o r ks   c a n   b e   c l a s s i f i e by   t h e i r   c o ve r a ge ,   w he r e   w e   c a n   f i n t h o s e   t h a t   a r e   us e i n   e xt e n de a r e a ,   m e t r o po l i t a n ,   l o c a l   a n d   pe r s o n a l .   I n   t h e   c a s e   of   pe r s o n a l   a r e a   n e t w o r ks ,   t h e r e   a r e   w i r e l e s s   s e n s o r   n e t w o r ks   (W S N ),   t h e   m o s t   c o m m o nl y   us e t e c h n o l o gi e s   b e i n g:   Z i gB e e ,   W i F i ,   B l ue t o o t h   a n d     G P R S   [1].   A s   pa rt   o f   t h e   W S N   w e   h a v e   t h e   b o d y   a r e a   ne t w o r ks   (B A N w h i c a r e   us e f o r   m o ni t o ri n g   m e di c a l   s i g na l s   a n d   a r e   c o m po s e of   s m a l l   n o de s   w i t p h y s i o l o gi c a l   s e n s o r s   t h a t   c o l l e c t   i n f o r m a t i o n   f r o m   t h e   h u m a n   b o d y   a n t h e n   t ra n s m i t   i t   t o   a   m o n i t o r i ng  o r   s t o ra g e   s y s t e m .   A   s c h e m a t i c   o f   t h e   B A N   n e t w o r ks   i s   s h o w n   i F i g u r e   1 .         F i gu r e   1 .   B o d y   a r e a   s e n s o n e t w o r [2]       3. 2 .       Wi - Fi   F o r   t h e   s e l e c t i o n   of   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   de v i c e s ,   l ow   p ow e r   c o n s um pt i o n   a n i nt e g r a t i o n   w i t m i c r o c o n t r o l l e r s   i n   e m b e dde s y s t e m s   i s   c o n s i de r e d .   T h e   IE E E   802. 11  s t a n d a r de f i n e s   t h e   us e   of   t h e   t w l o w e r   l e v e l s   o f   t h e   O S a r c hi t e c t u r e   o r   m o de l   (p h y s i c a l   l a y e r   a n d a t a   l i n l a y e r ),   s pe c i fy i n t h e     o pe r a t i ng  r u l e s   of   a   w i r e l e s s   l o c a l   a r e a   n e t w o r (W L A N ).   W h e da t a   t ra n s m i s s i o n   i s   i nt e n s i v e   us i n g     Wi - F i   t h e r e   i s   a   hi g po w e r   c o n s um p t i o n,   b ut   r e c e nt l y   m o dul e s   ha v e   b e e n   de v e l o p e fo r   us e   i n   a ppl i c a t i o n s   w i t h   po w e r   l i m i t a t i o n s   s uc a s   E S P 8266 ,   f r o m   t h e   c o m p a n y   E s pr e s s i f   S y s t e m s   o r   Z i gB e e   T e c h n o l o g y .   E S P 8266  m o dul e   o ff e r s   a   c o m pl e t e   a n e c o n o m i c a l   s o l ut i o n,   a l l o w i n t o   de l e ga t e   a l l   t h e   f u n c t i o n s   r e l a t e t o   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   T CP / IP   c o m m uni c a t i o n   p r o t o c o l s   t t h e   pr o c e s s o r   [4] .   T h e s e   m o dul e s   a r e   s h o w n   i F i gu r e   2 .       F i gu r e   2 .   X b e e   M o dul e   (l e f t )   [3]  a n d   W I - F E S P 12E   ( r i g h t )   [ 4]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   a   l ow   c ons um p t i on   w i r e l e s s   s e ns or   nod e   f or   t he   i n t e ns i v e   t r ans m i s s i on…   ( R i c ar do  Y aur i )   959   3. 3 .       P h ys i o l o gi c al   S i gn al s   In  o r de r   t o   a c qui r e   a nd  t r a n s m i t   p h y s i o l o gi c a l   s i g na l s ,   t h e   s a m pl i n ra t e ,   ha r dw a r e   l i m i t a t i o n s ,   pow e r   a n p r o c e s s i n s pe e m us t   b e   c o n s i de r e d .   I n   t h i s   w or k ,   E CG ,   t e m pe r a t u r e   a n c a r d i a c   pul s e   s i g n a l s   w i l l   b e   us e fo r   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   s e n s o r   n o de s .   T he   e l e c t r o c a r d i o gra p hi c   s i gna l   i s   r e pr e s e nt e a s   a   r e c o r of   c a r d i a c   a c t i v i t y   [5]  a n i t s   a m p l i t ude   c a n   r e a c h   up  t o   3m V ,   b ut   fo r   i m pl e m e nt a t i o n s   o a   c a r di a c   m o n i t o r   i t   i s   po s s i b l e   t o   us e   f r e que n c i e s   l ow e r   t h a n   3 0H z   a n t h i s   a l s o   a ppl i e s   t o   pul s e   s i gna l s ,   w h i l e   i n   t h e   c a s e   of   t e m pe ra t u r e   t h e   f r e que n c y   c a n   b e   1H z .         4.   P R O B L EM   S TA TE M EN T   4. 1 .       S e n s o r   N o d e   T h e   s e n s o r   n o de   i s   de s i gn e w i t h   c o m m e r c i a l l y   a v a i l a b l e   l ow - p ow e r ,   b a t t e r y - pow e r e c o m p o n e nt s ,   c o n s i de r i ng  t h e   us e   of   s l e e m o de   a n c o m m u ni c a t i o n   s t a g e   c o n t r o l .   T h e   b l o c ks   t ha t   m a ke   up  t h e   n o de   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   3.   T h e   s e n s o r   b l o c i s   r e s p o n s i b l e   fo r   a c qui r i n o n e   o f   t h e   t hr e e   s i gna l s   de f i n e i n   T a b l e   1.   In   t h e   c a s e   o t h e   E CG   s i gna l ,   a n   A D 8232  i nt e gra t e c i r c ui t   i s   us e d   a n de s i g n e t o   e xt r a c t ,   a m p l i fy   a n f i l t e o ut   ve r y   l ow   f r e que n c y   n o i s e   a n t h e n   a c qui r e   i t   w i t h   a n   A D m o dul e .   T h e   e l e c t r o ni c   s c h e m a t i c   o f   t h e   A D 8232  c i r c ui t   i s   s h o w n   i F i g u r e   4 .       P o w e r   s u p p l y E n e r g y   B l o c k S e n s o r   B l o c k R e g u l a t o r   a n d   e n e r g y   s t a b i l i z e r S e n s o r s A D C C o m p u t a t i o n   b l o c k M i c r o c o n t r o l l e r C o m m u n i c a t i o n   b l o c k R F   t r a n s c e i v e r A n t e n n a     F i gu r e   3 .   B l o c ks   of   a   s e n s o r   n o de       C o n n e c t i o n   o f   t h e   3   e l e c t r o d e s A n a l o g   o u t p u t   F i gu r e   4 .   E l e c t r o n i c   s c h e m a t i c   o f   c i r c ui t   A D 8 232     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 :     957    9 65   960   T h e   D S 18B 20   [7]  di gi t a l   s e n s o r   i s   us e t o   a c qui r e   t h e   t e m pe ra t u r e   s i g n a l ,   us i n g   t h e   O n e - W i r e   c o m m uni c a t i o n   p r o t o c o l .   F i n a l l y ,   t h e   a na l o gue   pul s e   s e n s o di s t ri b ut e by   " W o r l F a m o us   E l e c t r o n i c s   l l c "     i s   us e d,   w h i c h   c a n   b e   pl a c e o n   t h e   f i n ge r   o r   e a r.   F o r   t h e   pro c e s s i n b l o c k,   t h e   m i c r o c o n t r o l l e r   i n t e g ra t e i t h e   E S P 12 E   m o dul e   i s   us e d,   w h i c h   c o nt r o l s   t h e   a c qui s i t i o n ,   pr o c e s s i n a n d   t ra n s m i s s i o o f   t h e   s i g n a l s .     T h e   c o m m u n i c a t i o n   b l o c us e s   t h e   W i - F i   m o de m   i nt e g r a t e i E S P 12 E ,   w h i l e   i n   F i g u r e   t h e   e l e c t r o n i c   s c h e m a t i c   o f   t h e   E S P 8266  m o dul e   i s   s h o w n .   T h e   s c h e m e   of   t h e   t hr e e   s e n s o r   n o de s   i m pl e m e n t e i s   s h o w n   i F i g u r e   6 .   T h e   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   t h e   t w o   t r a n s m i s s i o m o dul e s   c a b e   s e e n   i T a b l e   2.       T a b l e   1 .   F r e que n c y   R a n ge   o f   P h y s i o l o gi c a l   S i g na l s   [6]   P a ra m e t e r   F re q u e n c y   ra n g e   E CG   0 . 5   H z     1 0 0 H z   Bo d y   t e m p e ra t u r e   1   H Z   Bre a t h i n g   1 0   H z   E l e c t ro m y o g ra p h   1 0   H z     5 K H z       E S P 1 2 E F L A S H R E S E T     F i gu r e   5 .   S c h e m a t i c   po l a r i z a t i o o f   E S P 12E       U A R T E S P 1 2 E   W i - F i A D C E C G U A R T E S P 1 2 E   W i - F i T e m p e r a t u r e O n e - W i r e U A R T E S P 1 2 E   W i - F i A D C P u l s e     F i gu r e   6 .   S e n s o r   c o nn e c t i o n   d i a g ra m   a n d   w i t h   E S P 12E   m o d ul e   o a l l   t hr e e   s e n s o n o de s       T a b l e   2 .   C ha ra c t e ri s t i c s   o f   W i r e l e s s   M o dul e s     X b e e   S e ri e s   2   E S P 8 2 6 6   V o l t a g e   s u p p l i e d   3 . 3   3 . 3   T ra n s m i s s i o n   c u rre n t   ( m A )   35  -   45   120 - 170   S l e e p   Cu rre n t   ( m A )   <   0 . 0 0 1   <   0 . 0 1   D i s t a n c e   ( m t )   40 - 120   30  - 40   T ra n s m i s s i o n   p o w e r   (d Bm )   1 . 2 5   -   2   2 0   (8 0 2 . 1 1 b )   T ra n s m i s s i o n   ra t e   ( M b p s )   0 . 2 5   1 / 1 1 / 5 4   O p e ra t i n g   f r e q u e n c y   (G H z )   2 . 4   G H z   2 . 4   -   2 . 5   Cl o c k   C P U   ( M H z )   5 0 . 3 3   80     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   a   l ow   c ons um p t i on   w i r e l e s s   s e ns or   nod e   f or   t he   i n t e ns i v e   t r ans m i s s i on…   ( R i c ar do  Y aur i )   961   T o   c oo r di n a t e   t h e   a c t i o n s   o f   t h e   m o dul e s   a n c o m po n e n t s   of   t h e   s e n s o r   n o de ,   a   s t a t us   m a c h i n e   i s   us e t h a t   s t a r t s   w i t h   t h e   a c qui s i t i o n   o f   s i gna l s   t o   c o n t i nue   w i t h   t h e   p r o c e s s i n a n t ra n s m i s s i o n   o f   t h e   da t a .   T h e   s e n s o r   n o de   a l w a y s   e n t e r s   l o w   p ow e r   m o de   a n d i s a b l e s   o t h e r   ha r dw a r e   m o dul e s   a f t e r   t r a n s m i t t i n a n d   s t o r i n t h e   i n f o r m a t i o n   i n   i t s   i nt e rn a l   m e m o r y .   F i n i t e   s t a t e   m a c hi n e   o f   t h e   s e n s o r   n o de   f i r m w a r e   s h o w n     i n   F i gu r e   7.   W i t h   t h e   b l oc ks   d e f i n e d,   t h e   h a rdw a r e   of   t h e   s e n s o r   n o de   s h o w n   i n   F i gu r e   i s   de s i gn e a n i m p l e m e nt e d.       1 .   A C Q U I S I T I O N 4 .   T R A N S M I S S I O N 8 .   S L E E P 2 .   P R O C E S S I N G 3 .   S T O R A G E     F i gu r e   7 .   F i ni t e   s t a t e   m a c h i n e   o f   t h e   s e n s o n o de   f i rm w a r e       A c q u i s i t i o n   m o d u l e P r o c e s s i n g   a n d   t r a n s m i s s i o n   m o d u l e W i - F i   m o d u l e   E S P 8 2 6 6   F i gu r e   8 .   D e s i g (l e f t a n i m pl e m e n t a t i o ( r i g ht )   o f   t h e   s e n s o r   n o de       4. 2 .       S ys t e m   I m p l e m e n tati o n   S c e n a r i o   O u tl i n e   T o   c a rr y   o ut   t h e   c o m m u n i c a t i o n   t e s t s ,   t hr e e   n o de s   e a c h   w i t h   a   t y pe   o s e n s o r   f r o m   T a b l e   1   w e r e   i m p l e m e nt e d.   I n   t h e   f i r s t   s c e n a ri o ,   Z i gB e e   c o m m u n i c a t i o i s   t e s t e t o ge t h e r   w i t a   G P R S   c oo r di na t o r   t o   s e n d   i n f o r m a t i o n   t o   a   s e r v e r   o ve r   t h e   Int e rn e t .   I n   t h e   s e c o n s c e n a r i o ,   W i - F i   n o de s   a r e   us e w h i c h   c o n n e c t   t o   a n   A c c e s s   P o i n t   L i nkS y s   W R T 54G .   S c h e m e   o f   t h e   t e s t   s c e n a ri o   s h o w n   i F i gu r e   9.       I n t e r n e t W i F i R e m o t e   M o n i t o r A c c e s s   P o i n t   W i - F i Z i g B e e G a t e w a y   G P R S     F i gu r e   9 .   S c h e m e   o f   t h e   t e s t   s c e na r i o       In   b o t h   s c e na r i o s ,   m e a s u r e m e nt s   a r e   m a de   o f   p ow e r   c o n s um pt i o n,   t ra n s m i s s i o n   t i m e   a n num b e r   o s h i pm e n t s   m a de   by   m o di fy i n t h e   pe ri o a n a m o un t   o f   da t a   s e nt ,   ke e pi n g   t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e   r e c e i v e r   a n t r a n s m i t t e a t   1   m e t e t o   a v o i i nt e r f e r e n c e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 :     957    9 65   962   5.   S Y S TE M   T ES TS   A N D / O R   R ES U LTS   U s i n t h e   s e n s o r   n o de s   de v e l o pe ( e a c h   w i t h   o n e   t y p e   of   s e n s o r t h e   c urr e n t   c o n s um p t i o n   m e a s u r e m e nt s   w e r e   m a de   i n   e a c o pe r a t i n g   m o de   s h o w n   i T a b l e   3 .   T hi s   t a b l e   s h o w s   t ha t   t h e   h i g h e s t   po w e r   c o n s um pt i o n   i s   p r o v i de by   t h e   W i - F i   m o dul e ,   w h i l e   t h e   X b e e   m o dul e   h a s   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   i n   l o w     pow e r   m o de .       T a b l e   3 .   P o w e r   Co n s um pt i o n   o f   t h e   W i r e l e s s   M o dul e s     S l e e p   (m A )   Ru n   (m A )   T ra n s m i t   (m A )   P e a k   T ra n s m i t   (m A )   X b e e   S e ri e s   2   <   0 . 0 2   18   40   45   E S P 8 2 6 6   <   0 . 1   74   135   860       T h e   r e a di ngs   o f   t h e   e xe c ut i o n   t i m e s   o f   e a c h   p r o c e s s   s h ow e t h a t   t h e   a c qui s i t i o t i m e   v a r i e s   pr o po r t i o na l l y   t t h e   s a m pl i n r a t e   of   t h e   s i gn a l .   I n   t h e   c a s e   of   t r a n s m i s s i o n   t i m e ,   t h e   E S P 8266  m o dul e   h a s   a   t i m e   t ha t   v a ri e s   b e t w e e n   25   a nd  3 9m s   w h i l e   t h e   X b e e   m o dul e   c ha n ge s   a c c o r di ng  t o   t h e   n u m b e r   o f   by t e s   t   b e   t r a n s m i t t e d ,   a s   s h o w n   i T a b l e   4 .   F i gu r e   10  s h o w s   t ha t   t h e   a v e r a ge   c urr e n t   c o n s um p t i o n   a t   e a c s e n s o n o de   i s   c a l c ul a t e by   m ul t i pl y i n t h e   c u rr e nt   c o n s um pt i o a n ru n   t i m e   a t   e a c h   p r o c e s s   a n d   di v i di ng  t hi s   r e s ul t   by   t h e   s h i pp i n g   pe r i o d.       T a b l e   4 . T i m e   o f   e a c h   p r o c e s s     X b e e   S e ri e s   2   (Z i g B e e )   E S P 8 2 6 6   (W i - F i )   S t a rt u p   t i m e   0 . 1 - 0 . 2   0 . 3   a   0 . 6 s e g     T ra n s m i s s i o n   t i m e   d e p e n d s   1 b y t e * 1 m s   25 - 3 9   m s   T i m e   o a c q u i s i t i o n   v a ri e s   a c c o r d i n g   t o   t h e   a m o u n t   o f   d a t a   i n   b o t h   c a s e s           F i gu r e   10 .   A v e ra ge   c u rr e nt   c o n s u m pt i o o f   t h e   s e n s o r   n o de s       T h e   n u m b e r   o f   by t e s   s e n t   w a s   380  b y t e s   i a l l   c a s e s   (w i t t h e   e xc e pt i o o f   t h e   t e m pe ra t u r e   s e n s o n o de a n i t   i s   o b s e r v e t h a t   t h e   W i - F i   n o de   c o n s um e s   l e s s   c urr e nt   t ha n   t h e   Z i gB e e   n o de   w h e n   t h e   num b e r   o s e n ds   pe r   h o u r   de c r e a s e s ,   b ut   w h e n   i t   i n c r e a s e s ,   t h e   c o n s u m p t i o o f   t h e   Z i gB e e   n o de   e xc e e ds   t h e   W i - F i   n o de .   In  t h e   c a s e   o f   t h e   pul s e   s e n s o i t   c o n s um e s   m o r e   c u rr e n t   t ha n   t h e   o t h e r   n o de s   a n d   t hi s   i s   due   t o   t h e   f a c t   t h a t   t h e   s e n s o r' s   L E D   r e qui r e s   a   l o n ge r   s t a b i l i z a t i o n   t i m e   t o   a c qui r e   t h e   s a m pl e s .   F i gu r e   11  s h o w s   t h e   pe r c e n t a ge   o f   p ow e r   c o n s um e i n   t h e   s l e e m o de ,   a c qui s i t i o n,   p r o c e s s i n a n d   t r a n s m i s s i o s t a ge s   of   t h e   E CG   s e n s o r   n o de   w i t h   t r a n s m i s s i o n   pe r i o ds   o f   1,   10  a nd  20   t i m e s   pe h o ur  a n d   w i t h   100 ,   300,   500  a nd  800  by t e   pa c ke t s .   T h e   E CG   s e n s o r   n o de   w a s   c h o s e n   t o   b e   r e pr e s e nt e i n   F i g u r e   11  b e c a us e   i t   ha s   a   b e h a v i o c o m pa r a b l e   t o   t h e   Z i gB e e   n o de   i n   c urr e nt   c o n s um pt i o n .   T h e   uppe r   p a r t   o f   F i g ur e   11  s h o w s   t h a t   w h e n   1 00  by t e s   of   da t a   a r e   s e nt   ( i n   a l l   c a s e s t h e   pe r c e n t a ge   o f   c urr e nt   c o n s um pt i o n   i n   s l e e m o de   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   a   l ow   c ons um p t i on   w i r e l e s s   s e ns or   nod e   f or   t he   i n t e ns i v e   t r ans m i s s i on…   ( R i c ar do  Y aur i )   963   i s   h i g h e r .   W h e n   t h e   d a t a   s e nt   i n c r e a s e s ,   s o   doe s   t h e   po w e r   c on s u m pt i o n   a t   t h e   p r o c e s s i n s t a ge   b ut   t o   a   l e s s e r   e xt e n t   a t   t h e   t ra n s m i s s i o s t a ge .   T h e   l o w e r   p a r t   o f   F i gu r e   11  s h o w s   t h e   po w e r   c o n s um pt i o di s t ri b ut i o n   o f   t h e   W i - F i   n o de ,   n o t i n g   t h a t   i n   S l e e m o de   t h e   c u rr e n t   pe r c e n t a ge   i s   v e r y   s i m i l a r   t o   t h e   Z i gB e e   n o de .   T h e   po w e r   c o n s um p t i o n   o f   t h e   Wi - F i   n o de   i S l e e m o de   i n c r e a s e s   f o r   pe r i o ds   o f   10  a n 2 0   t r a n s m i s s i o n s   pe r   h o u r   b e i ng  h i g h e t ha n   t ha t   of  t h e   Z i gB e e   n o de .   A   c o m pa r i s o n   o f   t h e   l i f e t i m e   o f   t h e   W i - F i   a n Z i gB e e   E CG   n o de   c a n   b e   s e e n   i n   F i gu r e   12  f o r   a   f r e que n c y   of   20  s h i pm e n t s   pe h o ur.   F o 100  b y t e   t r a n s m i s s i o n s   t h e   X b e e   n o de   h a s   a   l i f e t i m e   o f   203  da y s   a n d   t h e   W i - F i   ha s   a   l i f e t i m e   o f   189  da y s .   W h e n   t h e   a m o u n t   o f   da t a   s e n t   i n c r e a s e s   t o   800  by t e s ,   t h e   l i f e s pa n   o bo t h   t y pe s   of   n o de s   de c r e a s e s   b ut   t h e   W i - F i   n o de   pe r f o r m s   b e t t e r   t h a n   t h e   Z i gB e e   w h e n   s e n di ng  da t a   o v e r   300  by t e s .       N u m b e r   o f   t r a n s m i s s i o n   p e r   H o u r P e r c e n t a g e   o f   c u r r e n t   c o n s u m p t i o n X B e e     E S P 8 2 6 6 - W i F i N u m b e r   o f   t r a n s m i s s i o n   p e r   H o u r P e r c e n t a g e   o f   c u r r e n t   c o n s u m p t i o n     F i gu r e   11 .   P e r c e n t a ge   o f   c urr e n t   c o n s um p t i o i e a c h   p r o c e s s   a t   s e n s o n o de   X b e e   (uppe r a n d     E S P 8266  (l o w e r )           F i gu r e   12 .   L i f e t i m e   o f   t h e   Z i gB e e   a n W i - F i   s e n s o n o de   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 M a y   201 :     957    9 65   964   6.   C O N C LU S I O N   T h e   s e n s o r s   a n d   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   m o dul e s   w e r e   c h o s e n   f o r   t h e i r   a v a i l a b i l i t y   o n   t h e   m a r ke t ,   l o w   pow e r   c o n s um pt i o n   a nd  c o m pa t i b i l i t y   fo r   us e   w i t h   a   3. 3V   m i c r o c o n t r o l l e r .   Co m m u ni c a t i o n   t e s t   r e s ul t s   s h o w   t h a t   t h e   c h o i c e   of   c ur r e n t   e f f i c i e n t   w i r e l e s s   p r o t o c o l   a n d   l i f e t i m e   de pe n ds   o n   t h e   n u m b e r   o f   by t e s   s e n t   a n t h e i t ra n s m i s s i o pe ri o w h i c i s   r e l a t e d   t o   t h e   t y pe   of   p h y s i o l o gi c a l   s e n s o us e d.     T h e   W i F i   n o de   ha a   l o n ge r   l i f e t i m e   t h a t h e   Z i gB e e   f o r   pe ri o di c   s e n di ngs   w i t h   d a t a   t r a n s m i s s i o n s   of   m o r e   t ha n   30 by t e s .   A l t h o ug h   i t   i s   o b s e r v e t ha t   b o t no de s   di m i n i s i n   t h e i r   l i f e   t i m e ,   t h e   W i - F i   n o de   m a na ge s   t o   s ur pa s s   s l i g h t l y   t h e   Z i gBe e ,   t h e r e f o r e   i t   i s   r e c o m m e n de t o   us e   i t   i n   i m pl e m e nt a t i o n s   t ha t   r e qui r e   t r a n s m i t t i ng  h u n d r e ds   o f   by t e s .   In   t hi s   w a y ,   i t   t a ke s   a dv a n t a ge   of   t h e   f e a t ur e s   a s s o c i a t e w i t h   c o nn e c t i v i t y ,   e a s e   of   i n s t a l l a t i o n   i n   n e t w o r i n f ra s t r uc t u r e s   a n d   t h e   v a ri e t y   of   m o b i l e   de v i c e s   t ha t   us e   t hi s   p r o t o c o l .     In   t h e   c a s e   of   t h e   Z i gB e e   s e n s o r   n o de   i t   ha s   a   l o n ge r   l i f e t i m e   w h e n   us e fo r   t r a n s m i s s i o n s   of   l e s s   t h a n   10 by t e s   (i n   t h e   pa rt i c ul a r   c a s e   of   t h e   E CG a nd  w i t h   pe r i o ds   of   l e s s   t h a n   s e n ds   pe r   h o ur.   O n e   de t a i l   t o   c o n s i de r   i s   t ha t   t h e   s pe e w i t h   w hi c h   t h e   da t a   w a s   s e n t   t o   t h e   Z i gB e e   m o dul e s   w a s   t hr o ug h   t h e   s e r i a l   U A R T   pr o t o c o l   w h i c h   l i m i t e t h e   t h e o r e t i c a l   s pe e t h e y   c o ul r e a c h .   T hi s   a rt i c l e   i s   i n t e n de t o   de ve l o p   f ut ur e   w o r r e l a t e t o   e v a l ua t i n o t h e r   w i r e l e s s   c om m u ni c a t i o n   m o dul e s   a n t h e i r   t ra n s m i s s i o c h a ra c t e ri s t i c s   w i t o t h e t y pe s   of   s e n s o r s   s uc a s   i m a ge s   o a udi o .       ACK N O WL ED G E M EN TS     T h i s   p a pe r   w a s   de v e l o pe i n   t h e   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o ni c   E n g i n e e r i ng,     N a t i o n a l   U n i v e r s i t y   of   Ca l l a o   a n t h e   l a b o r a t o r i e s   o f   IN I CT E L - U N (N a t i o n a l   I n s t i t u t e   of   Re s e a r c h   a nd  T r a i n i ng  i n   T e l e c o m m u n i c a t i o n s   -   N a t i o n a l   U ni v e r s i t y   of   E ngi n e e r i ng).       R EF ER EN C ES   [ 1]   B e t a nc ur ,   L e o na r do ,   R e de s   de   ár e c o r po r al .   U na  pe r s pe c t i v a   al   f ut u r de s de   l i n v e s t i ga c i ó n ,   S i s t e m a s   y   T e l e m á t i c a ,   V o l . 9   ( 16 ) ,   pp .   11 - 30 ,   M a r c 2 011 .   [ 2]   K i m   T a e - Y o o n,   M ul t i - ho w ban  c ons t r u c t i on  f or   he a l t h c a r e   i ot   s y s t e m s ,   I E E E   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o P l a t f o r m   T e c hno l o gy   a nd  S e r v i c e ,   pp.   2 7 - 28,   A br i l   2015 .   [ 3]   Z i g B e e   T M   N e t w o r ks ,   X B e e   T M   S e r i e s   O E M   R F   M o dul e s ,   A c c e s s :   ht t p: / / w w w . c o m pe l . r u/ i m a g e s / c a t a l o g / 868/ pr o duc t - m a nu a l _X B e e _ S e r i e s 2_O E M _R F - M o dul e s _ Z i g B e e . pdf   [ 4]   S e e e d S t u di o ,   E S P - 12E   B r i e f   S pe c ,   2 012 .   A c c e s s :   ht t p: / / w w w . s e e e d s t udi o . c o m / w i k i / i m a g e s / 7/ 7d / E S P - 12E _b r i e f _s pe c . pdf   [ 5]   R o na l N .   M e z a ,   L i ng   A .   V i l c a ,   P e r c y   M o nr oy   V i l c a hua m a n ,   E C G   c on  di a gno s t i c po r   s i s t e m e x pe r t y   c om un i c a c i ó G P R S” ,   U n i v e r s i d a N a c i o na l   de   s a n   A g us t í n ,   P e r ú ,   2013 .   [ 6]   B r o w n,   B r i a n   H . ,   e t   a l .   M e d i c a l   phy s i c s   a nd  bi o m e d i c a l   e ng i n e e r i ng .   C R C   P r e s s ,   19 98 .   [ 7]   W o r l F a m o us   E l e c t r o ni c s   L L C ,   P ul s e   s e ns o r   da t a s he e t ,   2 016   A c c e s s :   ht t ps : / / pu l s e s e ns o r . c o m   [ 8]   S hi v w a ns h i ,   R e s ha m   R a j ,   D e s i gn  and   de v e l opm e nt   of   w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w or k   f or   b i om e di c al   app l i c a t i o n ,     I E E E   2016  2nd  I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o A dv a nc e s   i C om put i ng ,   C o m m uni c a t i o n,   &   A ut o m a t i o ( I C A C C A ) ,   S e pt e m be r   2016 .   [ 9]   C ór do v a   D i a n a   M i l e na   A r c hi l a ,   F r e y   A l f o ns o   S a nt a m a r í a ,   E s t ado  de l   ar t e   de   l as   r e de s   de   s e ns or e s   i na l ám b r i c os ,   T e c no l og í a   I nv e s t i g a c i ón   y   A c a de m i a .   20 13;   1 ( 2 ) .   [ 10]   L o ndo ño   J o na t ha G a l l e g o   D uque ,   J ua D i e g o   L e m o s   V a l di v i e s o ,   A l he r   M a ur i c i o   H e r n á nde z ,   D i s e ño  de   un   di s p os i t i v po r t át i l   e   i n al ám br i c o   pa r e l   m oni t o r e am bu l a t or i de   l a   pr e s i ón   ar t e r i al   no  i n v as i v a ,   R e v i s t a   P o l i t é c ni c a .   201 5;   6   ( 11) :   121 - 13 1.   [ 11]   C ha uha n   J i g a r ;   B o j e w a r   S a c hi n Se ns o r   ne t w or k s   ba s e he al t hc ar e   m oni t or i ng  s y s t e m ,   E I nv e nt i v e   C o m put a t i o T e c hno l o g i e s   ( I C I C T ) ,   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o I E E E ,   2016:   1 - 6.   [ 12]   J o s hi   J e t e nd r a ,   e t   a l .   H e al t M on i t or i ng  U s i n W e ar abl e   Se ns or   and  C l o ud  C om p ut i ng ,   C y be r ne t i c s   R o bo t i c s   a nd  C o n t r o l   ( C R C ) ,   I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o I E E E .   20 16 ,   1 04 - 1 08.   [ 13]   P uv a ne s hw a r i ,   S .   ,   V i j a y a s ha a r a t h i   S.   , E f f i c i e n t   m oni t or i ng  s y s t e m   f or   c ar di ac   pa t i e nt s   us i ng  w i r e l e s s   s e ns or   ne t w or k s   ( W SN )   W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns ,   S i g na l   P r o c e s s i n g   a nd  N e t w o r ki ng   ( W i S P N E T ) ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o n   I E E E ,   2 016 .   p.   15 58 - 1561 .   [ 14]   K o l ba N e i l ,   K ol b an' s   B o ok   on   E SP 8266 ,   T e x a s ,   U S A ,   2015 ,   p .   1 - 317.   [ 15]   W a ng   V a ne s s a ,   S a l i m ,   F r a nk  M o s ko v i t s   P e t e r ,   T he   de f i ni t i v e   gui de   t H T M L W e bSoc k e t ,   N e w   Y o r k :   A pr e s s ,   2013 .   [ 16]   S na j de r   B o r i s ,   e t   a l ,   W i r e l e s s   s e ns or   n ode   m ode l l i ng  f o r   e ne r gy   e f f i c i e nc y   a na l y s i s   i da t a - i n t e ns i v e   pe r i od i c   m oni t or i ng ,     A H o c   N e t w o r k s ,   20 16.   4 9: 29 - 41.             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Char ac t e r i z a t i on   of   a   l ow   c ons um p t i on   w i r e l e s s   s e ns or   nod e   f or   t he   i n t e ns i v e   t r ans m i s s i on…   ( R i c ar do  Y aur i )   965   B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S           R i c a r do   Y a ur i   i s   E l e c t r o ni c   e ng i ne e r   f r o m   t he   N a t i o na l   U ni v e r s i t y   o f   S a M a r c o s ;   L i m a   P e r u .   H e   c ur r e nt l y   w o r ks   i t h e   R e s e a r c a nd  T e c hno l o g i c a l   D e v e l o pm e nt   D e pa r t m e nt   o f   t he   I N I C T E L - U N I .   P e r f o r m s   pr o j e c t s   r e l a t e t o   t he   pr o g r a m m i ng   o f   e m be dde s y s t e m s   u s i ng   m i c r o c o nt r o l l e r s   a nd  a ppl i c a t i o ns   u s i ng .   N E T .   T h e   r e s e a r c p r o j e c t s   c a r r i e o ut   i nv o l v e   R F I D ,   Z i g B e e   a nd   I nt e r n e t   o f   t h i ng s .                 S a nt i a g o   R ubi ño s   i s   D o c t o r   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   M a s t e r   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   w i t h   m e nt i o i M a n a g e m e nt   o f   E l e c t r i c a l   E n e r g y   S y s t e m s ,   B a c he l o r   o f   t he   pr o f e s s i o na l   c a r e e r   i n   e l e c t r i c a l   e ng i ne e r i ng .   G r a dua t e d   w i t w o r e xpe r i e nc e   i t he   t e a c hi ng   a r e a ,   E ng i ne e r i ng   a nd   R e s e a r c P r o j e c t s .   M a s t e r   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng ,   pe r s o f o r m e hum a n i s t ,   s c i e n t i f i c a l l y   a nd   t e c hno l o g i c a l l y ,   c ha r a c t e r i z e by   qua l i t i e s ,   s uc a s :   R e s po ns i bl e ,   e n t e r pr i s i ng ,   pu nc t ua l ,   c om m uni c a t i v e   w i t a b i l i t y   t o   w o r a s   a   t e a m ,   c o l l a bo r a t o r ,   r e s pe c t f ul   a nd   m a i n l y   ho ne s t .           J ua G r a do s   i s   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r   g r a d ua t e f r o m   t h e   N a t i o na l   U ni v e r s i t y   o f   C a l l a o ,   M a s t e r   i n   E ng i ne e r i ng   P r o j e c t   M a na g e m e n t .   D o c t o r   i A dm i ni s t r a t i o n .   H e   ha s   35  y e a r s   a s   a   uni v e r s i t y   t e a c he r .   C u r r e nt l y ,   he   i s   t he   D e a o f   t he   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   a nd  E l e c t r o n i c   E ng i ne e r i ng   o f   t he   N a t i o na l   U ni v e r s i t y   o f   C a l l a o .             M a r i o   C ha uc a   i s   R e s e a r c he r   D a t a ba s e   R E G I N A - C O N C Y T E C ,   R e v i e w e r   o f   e v e nt s   i nd e xe i n   W e o f   S c i e nc e ,   S c o pus ,   I E E E xpl o r e :   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o nt r o l   a n C o m put e r   V i s i o I C C C V   2018  S i ng a po r e ,   I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o S c i e nc e ,   E ng i ne e r i ng   a nd  E nv i r o nm e n t   S E E - U S Q   2017  B r i s b a ne   A us t r a l i a .   A ut ho r   o f   pa pe r s   pub l i s h e i S c o pus ,   W o S ,   I E E E xpl o r e   a nd  o t he r s .   P o s t g r a dua t e   a nd   und e r g r a dua t e   t e a c he r ,   T he s i s   j ur y   i g r a dua t e   a nd  u nde r g r a du a t e ,   A d v i s o r ,   r e v i e w e r   a nd  j u r y   of   t he s i s   f o r   t he   t i t l e   o f   e ng i ne e r   a t   t he   R i c a r do   P a l m a   U ni v e r s i t y   a nd  S a L ui s   G o nz a g a   U ni v e r s i t y   o f   I c a ,   e l e c t r o ni c   e ng i ne e r   P r o j e c t   M a n a g e r ,   a dv i s o r   t o   D G T I C - M I N I N T E R .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.