El presente trabajo aborda el análisis, diseño, desarrollo e implementación de una prueba de concepto de un sistema IoT orientado a la monitorización en tiempo real de parámetros fisiológicos clave —frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno en sangre y temperatura corporal— en jugadores de baloncesto en silla de ruedas. Con el objetivo de contribuir al análisis del rendimiento deportivo y la prevención de riesgos, se ha desarrollado un dispositivo wearable basado en sensores biomédicos (MAX30100 y DS18B20) integrados en un microcontrolador ESP32. Los datos recolectados se transmiten mediante el protocolo MQTT y son gestionados por una arquitectura distribuida basada en Apache Kafka, permitiendo su procesamiento, almacenamiento en una base de datos PostgreSQL y visualización en tiempo real a través de un panel desarrollado con Redash.
La metodología empleada se fundamenta en el enfoque Concept of Operations (CONOPS), que asegura la incorporación de las necesidades de usuarios y actores clave desde las fases iniciales de un proyecto. Esta aproximación ha resultado efectiva en la definición de escenarios de uso, flujos operativos y requisitos funcionales, especialmente en el contexto del deporte adaptado, donde la precisión, la ergonomía y la robustez del sistema son fundamentales.
Los resultados evidencian la viabilidad técnica del sistema propuesto y su posible utilidad práctica para la monitorización continua durante la actividad deportiva, así como su potencial para apoyar decisiones informadas por parte del equipo médico y técnico. Además, el proyecto refuerza la inclusión tecnológica en el deporte paralímpico, abriendo el camino a nuevas aplicaciones de la ingeniería en la promoción de la salud y el rendimiento de atletas con movilidad reducida.
Abstract:
This work presents the analysis, design, development, and implementation of an proof of concept of an IoT-based system for real-time monitoring of key physiological parameters—heart rate, blood oxygen saturation, and body temperature—in wheelchair basketball players. Aiming to support performance analysis and risk prevention, a wearable device was developed using biomedical sensors (MAX30100 and DS18B20) integrated with an ESP32 microcontroller. Data is transmitted using the lightweight MQTT protocol and managed through a distributed architecture based on Apache Kafka, enabling processing, storage in a PostgreSQL database, and real-time visualization via a dashboard built with Redash.
The methodology applied is based on the Concept of Operations (CONOPS) framework, ensuring the inclusion of user and stakeholder needs from the early stages of a project. This approach proved effective in defining use scenarios, operational flows, and functional requirements, particularly in the context of adapted sports, where accuracy, ergonomics, and system robustness are critical.
The results demonstrate the technical feasibility of the proposed system and its possible practical value for continuous monitoring during sports activity, as well as its potential to support informed decisions by medical and coaching staff. Furthermore, the project reinforces technological inclusion in Paralympic sports, paving the way for new applications of engineering in promoting the health and performance of athletes with reduced mobility.
El presente trabajo aborda el análisis, diseño, desarrollo e implementación de una prueba de concepto de un sistema IoT orientado a la monitorización en tiempo real de parámetros fisiológicos clave —frecuencia cardíaca, saturación de oxígeno en sangre y temperatura corporal— en jugadores de baloncesto en silla de ruedas. Con el objetivo de contribuir al análisis del rendimiento deportivo y la prevención de riesgos, se ha desarrollado un dispositivo wearable basado en sensores biomédicos (MAX30100 y DS18B20) integrados en un microcontrolador ESP32. Los datos recolectados se transmiten mediante el protocolo MQTT y son gestionados por una arquitectura distribuida basada en Apache Kafka, permitiendo su procesamiento, almacenamiento en una base de datos PostgreSQL y visualización en tiempo real a través de un panel desarrollado con Redash.
La metodología empleada se fundamenta en el enfoque Concept of Operations (CONOPS), que asegura la incorporación de las necesidades de usuarios y actores clave desde las fases iniciales de un proyecto. Esta aproximación ha resultado efectiva en la definición de escenarios de uso, flujos operativos y requisitos funcionales, especialmente en el contexto del deporte adaptado, donde la precisión, la ergonomía y la robustez del sistema son fundamentales.
Los resultados evidencian la viabilidad técnica del sistema propuesto y su posible utilidad práctica para la monitorización continua durante la actividad deportiva, así como su potencial para apoyar decisiones informadas por parte del equipo médico y técnico. Además, el proyecto refuerza la inclusión tecnológica en el deporte paralímpico, abriendo el camino a nuevas aplicaciones de la ingeniería en la promoción de la salud y el rendimiento de atletas con movilidad reducida.
Abstract:
This work presents the analysis, design, development, and implementation of an proof of concept of an IoT-based system for real-time monitoring of key physiological parameters—heart rate, blood oxygen saturation, and body temperature—in wheelchair basketball players. Aiming to support performance analysis and risk prevention, a wearable device was developed using biomedical sensors (MAX30100 and DS18B20) integrated with an ESP32 microcontroller. Data is transmitted using the lightweight MQTT protocol and managed through a distributed architecture based on Apache Kafka, enabling processing, storage in a PostgreSQL database, and real-time visualization via a dashboard built with Redash.
The methodology applied is based on the Concept of Operations (CONOPS) framework, ensuring the inclusion of user and stakeholder needs from the early stages of a project. This approach proved effective in defining use scenarios, operational flows, and functional requirements, particularly in the context of adapted sports, where accuracy, ergonomics, and system robustness are critical.
The results demonstrate the technical feasibility of the proposed system and its possible practical value for continuous monitoring during sports activity, as well as its potential to support informed decisions by medical and coaching staff. Furthermore, the project reinforces technological inclusion in Paralympic sports, paving the way for new applications of engineering in promoting the health and performance of athletes with reduced mobility. Read More
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