RU174788U1

RU174788U1 - DEVICE FOR PSYCHOPHYSICAL STATE OPERATOR CONTROL

Info

Publication number: RU174788U1
Application number: RU2017114278U
Authority: RU
Inventors: Роман Евгеньевич Антипов; Максим Александрович Гребенников; Александр Юрьевич Нелин
Original assignee: Роман Евгеньевич Антипов; Максим Александрович Гребенников; Александр Юрьевич Нелин
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-04-24
Publication date: 2017-11-02

Abstract

Полезная модель относится к автоматике, в частности к системам контроля, определения, измерения или регистрации функционального состояния операторов для диагностических целей, и может быть использована при профессиональном отборе и психофизических исследованиях.С датчиков контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 сигналы о психофизическом состоянии оператора поступают на электронную схему 5, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, которая отправляет их в модуль обработки аналоговых сигналов 6, после чего они поступают в блок нормировки полученных данных 7, который посылает нормированную функцию в модуль беспроводной передачи данных 8. Передача информации происходит по каналу радиосвязи 9 непосредственно в УВИ. УВИ преобразует полученную функцию в график, сравнивает ее с имеющимися значениями и позволяет сделать вывод о состоянии оператора.The utility model relates to automation, in particular to systems for monitoring, determining, measuring or recording the functional state of operators for diagnostic purposes, and can be used in professional selection and psychophysical studies. From sensors monitoring the activity of the cardiovascular system 1, monitoring body temperature 2 and analysis of the moisture content of the skin 3 signals about the psychophysical state of the operator are sent to the electronic circuit 5, which controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, to Thoraya sends them to the analog signal processing unit 6, whereupon they enter the unit normalization of the data 7, which sends the normalized function in the wireless data transmission unit 8. The transfer of information takes place via a radio link 9 directly into the CTS. UVI converts the received function into a graph, compares it with the available values and allows you to make a conclusion about the state of the operator.

Description

Полезная модель относится к автоматике, в частности к системам контроля, определения, измерения или регистрации функционального состояния операторов для диагностических целей, и может быть использована при профессиональном отборе и психофизических исследованиях.The utility model relates to automation, in particular to systems for monitoring, determining, measuring or recording the functional state of operators for diagnostic purposes, and can be used in professional selection and psychophysical studies.

Аналогом предлагаемой полезной модели является устройство оценки психофизического состояния человека (патент RU 29661 от 2001), содержащее цифровую видеокамеру, информационную систему или локальную вычислительную сеть, включающую в себя блок дистанционного определения температуры, блок дистанционного определения артериального давления, блок дистанционного определения частоты сердечных сокращений, блок дистанционного определения параметров дыхания, блок дистанционного определения наличия потовыделений, блок дистанционного определения параметров речи, блок дистанционного определения параметров мочи, блок программного обеспечения обработки, документирования, передачи, хранения данных и принятия решения, объединенные путем оптоволоконного или кабельного соединения с информационной системой или локальной вычислительной сетью на основе персональных компьютеров, выполненных с возможностью составить для каждого наблюдаемого человека индивидуальную базу данных, сопоставить получаемые дистанционно и поступающие в динамике фиксируемые данные, характеристики и биофизические параметры психофизического состояния и оценить при прохождении систем многоступенчатого контроля программными средствами психофизическое состояние наблюдаемого человека.An analogue of the proposed utility model is a device for assessing the psychophysical state of a person (patent RU 29661 from 2001), containing a digital video camera, information system or local area network, including a remote temperature determination unit, a remote blood pressure determination unit, a remote heart rate determination unit, block for determining respiratory parameters, block for determining the presence of perspiration, block for remote sensing speech parameters, a unit for remote determination of urine parameters, a software for processing, documenting, transmitting, storing data and making decisions, combined by fiber-optic or cable connections with an information system or local area network based on personal computers, made with the ability to compose for each person observed individual database, compare remotely received and dynamic data recorded data, characteristics and biophysics the physical parameters of the psychophysical state and evaluate, when passing through multi-stage control systems with software, the psychophysical state of the observed person.

Недостаток данного устройства оценки психофизического состояния человека заключается в том, что передача информации по составным частям устройства происходит посредством оптоволоконного или кабельного соединения, что ограничивает действия оператора, не дает возможности проводить полноценное техническое обслуживание в режиме реального времени, а также не позволяет следить за оператором в другом сооружении, например, при обслуживании опасных объектов. Большие массогабаритные характеристики затрудняют эксплуатацию устройства и могут помешать оператору, что приведет к нарушению регламента технического обслуживания.The disadvantage of this device for assessing the psychophysical state of a person is that information is transmitted over the component parts of the device via a fiber optic or cable connection, which limits the operator’s actions, makes it impossible to carry out full-fledged maintenance in real time, and also does not allow monitoring the operator in another building, for example, when servicing hazardous facilities. Large weight and size characteristics complicate the operation of the device and may interfere with the operator, which will lead to a violation of the maintenance schedule.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является мобильное диагностическое устройство (патент RU 128469 от 2013), содержащее корпус, датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы, температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, датчики контроля деятельности дыхательной системы, датчики анализа гидрофильности тканей и водного баланса организма пользователя, датчики двигательной активности, положения тела в пространстве и функцию регистрации полноценной одноканальной ЭКГ, вариабельность сердечного ритма, динамику ST-сегмента кардиограммы, позволяющую классифицировать различные виды аритмий сердца, функцию регистрации факта падения пользователя, функцию записи и анализа индивидуальной биометрической карты пользователя, представленной статистической информацией по параметрам его жизнедеятельности в течение определенного периода времени, функцию мониторинга биофизических параметров в режиме 24 ч в сутки, 7 дней в неделю; при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, микроконтроллеры, внутреннюю память на электронном носителе, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, геолокационный контроллер, модуль для сотовой связи, пластину из эластичного материала с клеевой поверхностью; корпус основного модуля устройства крепится к пластине из эластичного материала с клеевой поверхностью, обработанной токопроводящим веществом, за счет которой фиксируется на коже человека в области проекции органа, предусмотренного для регистрации биофизических параметров; корпус основного модуля устройства и самоклеящаяся поверхность образуют разъемное соединение, за счет которого корпус является сменным и взаимозаменяемым.The closest in technical essence to the proposed utility model is a mobile diagnostic device (patent RU 128469 from 2013), comprising a housing, sensors for monitoring the activity of the cardiovascular system, body temperature, a main module, a radio channel, sensors for monitoring the activity of the respiratory system, hydrophilicity analysis sensors tissues and water balance of the user's body, sensors of motor activity, body position in space and the function of recording a full single-channel ECG, ser variability of the heart rhythm, the dynamics of the ST segment of the cardiogram, which allows to classify various types of cardiac arrhythmias, the function of recording the fact of a user’s fall, the function of recording and analyzing an individual biometric card of the user, presented by statistical information on the parameters of his life over a certain period of time, the function of monitoring biophysical parameters in the mode 24 hours a day, 7 days a week; the main module case contains an electronic circuit that controls sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, microcontrollers, internal memory on an electronic medium, a wireless data transmission module, an autonomous power supply, a geolocation controller, a module for cellular communications, a plate made of an elastic material with an adhesive surface; the body of the main module of the device is attached to a plate of elastic material with an adhesive surface treated with a conductive substance, due to which it is fixed on the human skin in the area of the projection of the organ provided for recording biophysical parameters; the housing of the main module of the device and the self-adhesive surface form a detachable connection, due to which the housing is interchangeable and interchangeable.

Недостатками данного мобильного диагностического устройства являются: невозможность определения влажности покрова кожи в ходе работы оператора, передача множества различных параметров по одному каналу радиосвязи перегружает последний, что приводит к снижению надежности, представление сигнала набором дискретных отсчетов при цифровой обработке приводит к потере информации, так как ничего не известно о поведении сигнала в промежутках между отсчетами - периодах дискретизации, при обработке сигнала в вычислительных устройствах его отсчеты представляются в виде двоичных чисел, имеющих ограниченное число разрядов, вследствие чего отсчеты могут принимать лишь конечное множество значений и, следовательно, при представлении сигнала неизбежно происходит его округление, при этом возникают ошибки округления, называемые шумами.The disadvantages of this mobile diagnostic device are: the inability to determine the moisture content of the skin during the operator’s work, the transmission of many different parameters through one radio channel overloads the latter, which reduces reliability, the presentation of the signal by a set of discrete samples during digital processing leads to loss of information, since nothing it is not known about the behavior of the signal in the intervals between samples - sampling periods, when processing a signal in computing devices Ety represented as binary numbers having a limited number of bits, whereby the samples can take only a finite set of values, and therefore, the presentation of the signal occurs inevitably its rounding, the rounding errors occur, called noise.

Задачей предлагаемой полезной модели является уменьшение массогабаритных характеристик, увеличение надежности канала радиосвязи путем снижения его загруженности, повышение достоверности получаемой информации и точности обработки принятого сигнала.The objective of the proposed utility model is to reduce the overall dimensions, increase the reliability of the radio channel by reducing its congestion, increase the reliability of the information received and the accuracy of processing the received signal.

Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что в известном устройстве, содержащем датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы и температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, дополнительно введены: датчик анализа влажности покрова кожи, модуль обработки аналоговых сигналов и блок нормировки полученных данных, причем датчик анализа влажности покрова кожи подключен к электронной схеме, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, соединена с модулем обработки аналоговых сигналов, к которому подключен блок нормировки полученных данных, соединенный с модулем беспроводной передачи данных.The essence of the proposed utility model lies in the fact that in the known device containing sensors for monitoring the activity of the cardiovascular system and body temperature, the main module, the radio channel, while the body of the main module contains an electronic circuit that controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, the wireless transmission module data, an autonomous power source, additionally introduced: a sensor for analyzing the moisture content of the skin, an analog signal processing module and a normalization unit for the received data x, and the sensor for analyzing the moisture of the skin cover is connected to an electronic circuit that controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, an electronic circuit that controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body is connected to the analog signal processing module, to which the received data normalization unit is connected, connected to the wireless transmission module data.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства контроля психофизического состояния оператора.In FIG. 1 shows a General view of the control device of the psychophysical state of the operator.

Устройство контроля психофизического состояния оператора состоит из датчиков: контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2, анализа влажности покрова кожи 3, основного модуля 4, содержащего электронную схему 5, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль обработки аналоговых сигналов 6, обрабатывающий сигналы в аналоговой форме, и блок нормировки полученных данных 7, нормирующий полученные сигналы с помощью математических операций через весовые коэффициенты, модуль беспроводной передачи данных 8, отправляющий нормированную функцию по каналу радиосвязи 9 непосредственно в устройство вывода информации (УВИ), представляющее собой, например, персональный компьютер, автономный источник питания 10. Причем датчики контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 подключены к электронной схеме 5, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, соединенной с модулем обработки аналоговых сигналов 6, который связан с блоком нормировки полученных данных 7, подсоединенным к модулю беспроводной передачи данных 8.The device for monitoring the psychophysical state of the operator consists of sensors: monitoring the activity of the cardiovascular system 1, monitoring body temperature 2, analyzing the moisture content of the skin 3, the main module 4, which contains an electronic circuit 5 that controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, an analog signal processing module 6, processing signals in an analog form, and a unit for normalizing the received data 7, normalizing the received signals using mathematical operations through weighting coefficients, the module ovodnogo data transfer 8, sending a normalized function via a radio communication channel 9 directly to the information output device (UVI), which is, for example, a personal computer, an autonomous power source 10. Moreover, the sensors monitor the activity of the cardiovascular system 1, control the temperature of the body 2 and analysis the moisture content of the skin 3 is connected to an electronic circuit 5 that controls the sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, connected to an analog signal processing module 6, which is connected to the norm unit data received 7, connected to the wireless data transmission module 8.

Работа происходит следующим образом. С датчиков контроля деятельности сердечно-сосудистой системы 1, контроля температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 сигналы о психофизическом состоянии оператора поступают на электронную схему 5, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, которая отправляет их в модуль обработки аналоговых сигналов 6, после чего они поступают в блок нормировки полученных данных 7, который посылает нормированную функцию в модуль беспроводной передачи данных 8. Передача информации происходит по каналу радиосвязи 9 непосредственно в УВИ. УВИ преобразует полученную функцию в график, сравнивает ее с имеющимися значениями и позволяет сделать вывод о состоянии оператора.The work is as follows. From sensors monitoring the activity of the cardiovascular system 1, monitoring body temperature 2 and analyzing the moisture content of the skin 3, signals about the psychophysical state of the operator are sent to electronic circuit 5, which controls sensors controlling the biophysical parameters of the body, which sends them to the analog signal processing module 6, after which they enter the normalization block of the received data 7, which sends the normalized function to the wireless data transmission module 8. Information is transmitted via the radio channel 9 Only in UVI. UVI converts the received function into a graph, compares it with the available values and allows you to make a conclusion about the state of the operator.

Преимущество предлагаемой полезной модели в том, что уменьшенные массогабаритные характеристики облегчают эксплуатацию устройства за счет применения меньшего количества функциональных блоков, увеличивается надежность канала радиосвязи путем снижения его загруженности, так как передается одна нормированная по закону ΣP_общ.=P₁⋅P₂⋅P₃ функция, а не набор различных сигналов, увеличивается степень объективности оценки психофизического состояния оператора, повышается достоверность получаемой информации за счет обработки принятых сигналов в аналоговой форме и точность обработки принятого сигнала за счет исключения суперпозиции шумов обрабатываемых сигналов с помощью нормированной функции.The advantage of the proposed utility model is that the reduced weight and size characteristics facilitate the operation of the device by using fewer functional units, the reliability of the radio channel increases by reducing its congestion, since one normalized according to the law ΣP _{total is} transmitted _. = P ₁ ⋅ P ₂ ⋅ P ₃ function, and not a set of different signals, the degree of objectivity in assessing the psychophysical state of the operator increases, the reliability of the received information increases by processing the received signals in analog form and the accuracy of processing the received signal by eliminating the superposition of noise of the processed signals from using a normalized function.

Claims

A device for monitoring the psychophysical state of the operator, containing sensors for monitoring the activity of the cardiovascular system and body temperature, a main module, a radio channel, while the main module housing contains an electronic circuit that controls sensors for monitoring the biophysical parameters of the body, a wireless data transmission module, an autonomous power source, which differs the fact that it additionally includes: a sensor for analyzing the moisture content of the skin cover, an analog signal processing module, and a normalization block for received yes moreover, the sensor for analyzing moisture of the skin integument is connected to an electronic circuit that controls sensors for monitoring the body’s biophysical parameters, an electronic circuit that controls sensors for monitoring the body’s biophysical parameters is connected to an analog signal processing module, to which the received data normalization unit is connected, connected to the wireless transmission module data.