Heart Rate in Athletes and Wireless Transmission Using ESP-NOW

Abstract

Technologies developed to prepare training programs with scientific approaches and monitor athlete exercise data are among today's popular topics. Appropriate load monitoring helps determine an athlete's fitness for the training program and minimize overload and injury risk. In this context, tracking HR in sports is the cheapest, time-efficient, and easiest non-invasive method to monitor the athlete's condition. Various methods are used to obtain HR from the athlete, but ECG-based belts, which are directly wearable on the chest, give the most accurate result. The data obtained by this method are usually monitored with a watch or similar apparatus on the arm of the athlete, and remote monitoring cannot be performed directly. As a result of this study, the data obtained from the ECG-based chest strap can be transferred to a remote receiver using ESP-NOW communication protocol, and instant HR changes of the athletes can be observed. Some of the important advantages of this protocol are that it uses the Wi- Fi hardware of ESP32 without the need for additional requirements such as a modem, it is fast, and low power consumption. Therefore, an external RF module's extra cost and size are avoided to have a minimal cost and size while keeping the system performance high.

Bilimsel yaklaşımlarla antrenman programları hazırlamak ve sporcu egzersiz verilerini izlemek için geliştirilen teknolojiler günümüzün popüler konuları arasında yer almaktadır. Uygun yük izleme, bir sporcunun antrenman programına uygunluğunu belirlemeye, aşırı yüklenme ve yaralanma riskini en aza indirmeye yardımcı olmaktadır. Bu bağlamda, sporda kalp atış hızı takibi, sporcunun durumunu izlemek için invazif olmayan, zaman açısından verimli ve düşük maliyetli en kolay yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Sporcudan kalp atım hızı bilgisini almak için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır, ancak en doğru sonucu doğrudan göğüs üzerine takılan EKG tabanlı kemerler vermektedir. Bu yöntem ile elde edilen veriler genellikle sporcunun kolunda bulunan saat veya benzeri aparatlar yardımı ile takip edilmekte, uzaktan takibi doğrudan yapılamamaktadır. Bu çalışma sonucunda, EKG tabanlı göğüs kemerinden alınan veriler, ESP-NOW iletişim protokolü ile uzakta bulunan antrenörlere aktarılarak sporcuların anlık kalp atım hızı değişimleri gözlenebilecektir. Bu iletişim protokolünün sunduğu bazı önemli avantajlar ise, ESP32 içinde bulunan Wi-Fi donanımını modem gibi ekstra gereksinimlere ihtiyaç duymadan kullanması, hızlı ve düşük güç tüketimine sahip olmasıdır. Dolayısıyla, harici bir RF modülünün neden olacağı ekstra maliyet ve boyuttan kaçınılarak yüksek performanslı bir sistem ucuz ve küçük bir boyutta geliştirilebilmiştir.