Case study 1: Hệ thống nhúng: hệ thống kiểm soát bơm insulin

Một máy bơm insulin là một hệ thống y tế nhằm giả lặp hoạt động của tuyến tụy (một cơ quan nội tạng). Phần mềm điều khiển hệ thống này là một hệ thống nhúng, có nhiệm vụ thu thập thông tin từ các cảm biến và điều khiển máy bơm cung cấp lượng insulin đúng cho người dùng.

Những người bị bệnh đái tháo đường sử dụng hệ thống này. Bệnh tiểu đường thường xãy ra khi tuyến tụy không sẳn xuất đủ hooc môn gọi là insulin. Insulin chuyển hóa đường trong máu. Việc điều trị bệnh tiểu đường thông thường bằng cách tiêm hóc môn insulin. Người tiểu đường đo lượng mức độ đường trong máu và tính toán liều lượng insulin mà họ cần tiêm vào người.

 

Một hệ thống phân phối insulin có thể làm việc bằng cách sử dụng cảm biến siêu nhỏ gắn trong người bệnh nhân để do lượng đường trong máu. Sau đó sẽ gửi thông tin về bộ phận kiểm soát máy bơm. Bộ phận này tính toán lượng đường tương ứng cần bao nhiêu lượng insulin. Sau đó tiếp gửi thông tin về máy bơm và xuất ra một lượng insulin thông qua kim tiêm gắn sẳn.

Dưới đây là sơ đồ phần cứng và sơ đồ hoạt động uml của hệ thống:

 

Rõ ràng đây là hệ thống phải rất an toàn. Nếu máy bơm hoạt động lỗi dẫn đến sức khỏe người dụng bị phá hủy hoặc họ có thể rơi vào tình trạng hôn mê vì lượng đường trong máu quá cao hoặc quá thấp. Do đó có hai yêu cầu đưa lên hàng đầu của hệ thống này là:

1. Hệ thống phải luôn luôn sẵn sàng để bơm insulin khi cần thiết.

2. Hệ thống phải tính toán chính xác và bơm đúng lượng insulin cần thiết cho mức đường trong máu hiện tại.