RU200298U1 - Устройство контроля психофизического состояния оператора - Google Patents

Abstract

Повышенные количества диагностируемых параметров достигается путем внедрения в известное устройство датчика кожно-гальванической реакции. Степень объективности оценки психофизического состояния и повышение вероятности достоверного его определения достигается внедрением в известное устройство автокоррелятора, который позволяет более достоверно оценивать аналоговые датчики, удобный вывод обработанной информации достигается передачей ее на ЖК-дисплей.

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.

Аналогом предполагаемой полезной модели является мобильное диагностическое устройство (патент RU 128469, 2013), содержащее корпус, датчики контроля деятельности сердечнососудистой 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 самоклеющаяся поверхность образуют разъемное соединение, за счет которого корпус является сменным и взаимозаменяемым.

Недостатками данного мобильного диагностического устройства являются: невозможность определения влажности покрова кожи, кожно-гальванической реакции в ходе работы оператора, передача множества различных параметров по одному каналу радиосвязи, что перегружает последний и приводит к снижению надежности, представление сигнала набором дискретных отсчетов при цифровой обработке приводит к потере информации, так как ничего неизвестно 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.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является устройство контроля психофизического состояния оператора (патент RU 183867, 2018), содержащее датчики контроля деятельности сердечнососудистой системы, температуры тела, основной модуль, канал радиосвязи, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, фаззификатор, блок нечеткого логического вывода, база правил, дефаззификатор, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, датчик анализа влажности покрова кожи подключенный к электронной схеме, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, соединена с фаззификатором, который соединен с блоком нечеткого логического вывода, к которому подсоединена база правил, модуль беспроводной передачи данных соединен с дефаззификатором, который подключен к блоку нечеткого логического вывода.

Недостатком данного устройства контроля психофизического состояния оператора является то, что контролирующее лицо не получает информации о кожно-гальванической реакции, принимает решение о допуске операторов к работе только на основе показаний системы датчиков полученных с одного устройства, что позволяет другим операторам подготовиться к допуску, вследствие чего повышается риск некачественного допуска операторов к проведению работ. В связи с этим правильность решения зависит только от опыта и компетентности самого контролирующего лица, из-за этого снижается степень объективности оценки психофизического состояния операторов, повышается возможность выдачи неверного заключения о допуске операторов к работе вследствие неверной интерпретации контролирующим лицом диагностической информации о состоянии операторов.

Задачей предполагаемой полезной модели является увеличение числа диагностируемых биометрических параметров и количество контролируемых операторов, степени объективности оценки психофизического состояния операторов, повышение вероятности достоверного определения психофизического состояния операторов и выдача предварительного формального допуска к проведению работ на технике и удобного вывода информацию для контролирующего лица.

Сущность предполагаемой полезной модели заключается в том, что в известное устройство контроля психофизического состояния оператора, выполненное с возможностью получения сигналов с датчиков влажности покрова кожи, контроля деятельности сердечнососудистой системы и температуры тела, содержащее основной модуль, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, фаззификатор, блок нечеткого логического вывода, базу правил, дефаззификатор, причем электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, подключена к фаззификатору, который соединен с блоком нечеткого логического вывода, к которому подсоединена база правил, а модуль беспроводной передачи данных соединен с дефаззификатором, который подключен к блоку нечеткого логического вывода, отличающаяся тем, что выполнено с возможностью получения сигналов с датчика кожно-гальванической реакции, при этом оно снабжено автокоррелятором, выход датчика кожно-гальванической реакции соединен с входом электронной схемы, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, выход электронной схемы, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, соединен с входом автокоррелятора, к входу которого подключен выход базы правил, выход автокоррелятора соединен с входом модуля беспроводной передачи данных.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства контроля психофизического состояния оператора.

Устройство контроля психофизического состояния оператора состоит из: датчика контроля деятельности сердечнососудистой системы 1, датчика контроля температуры тела 2, датчика анализа влажности покрова кожи 3, датчика кожно-гальванической реакции 4, основного модуля 5, содержащего электронную схему 6, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма оператора, фаззификатор 7, осуществляющий преобразование в нечеткие переменные, блок нечеткого логического вывода 8, предназначенный для выдачи заключения об объекте, базу правил 9, содержащую в себе все возможные комбинации параметров датчиков, дефаззификатор 10, осуществляющий обратное преобразования нечетких переменных в четкие, модуль беспроводной передачи данных 11, отправляющий информацию об операторе и формальное решение на допуск к работам по каналу радиосвязи на ЖК-дисплей, автокоррелятор 13, осуществляющий сравнения копии сигнала с оригиналом, автономный источник питания 14. Причем датчики контроля температуры тела 2, анализа влажности покрова кожи 3, кожно-гальванической реакции 4, подключены к электронной схеме 6, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, соединенной с фаззификатором 7, который соединен с блоком нечеткого логического вывода 8, к которому подсоединена база правил 9, а модуль беспроводной передачи данных 11 соединен с дефаззификатором 10, который подключен к блоку нечеткого логического вывода 8, автокоррелятор 13 соединен с базой правил 9, а так же с модулем беспроводной передачи данных 11, модуль беспроводной передачи данных по каналу радиосвязи 12 выводит информацию на ЖК-дисплей.

Устройство работает следующим образом. С датчиков контроля деятельности сердечнососудистой системы 1, контроля температуры тела 2, анализа влажности покрова кожи 3, кожно-гальванической реакции 4, сигналы о психофизическом состоянии оператора поступают на электронную схему 6, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, которая отправляет цифровые значения датчика температуры тела 2 и анализа влажности покрова кожи 3 в фаззификатор 7, осуществляющий преобразование в нечеткие переменные. В базе правил 9 на основе матрицы знаний записываются лингвистические правила вида ЕСЛИ - исходная ситуация, ТО - ответная реакция, которые вместе обычно называют рабочим правилом. Взаимодействие между входными и выходными физическими переменными типа ЕСЛИ-ТО обозначается как импликация. Импликация - это этап нечеткого вывода, представляющий собой процедуру нахождения степени истинности каждого из подзаключений логических правил вида ЕСЛИ-ТО, которые являются нечеткими лингвистическими высказываниями в форме лингвистических переменных. Соответствующей формулировкой правил достигается результат, при котором для любой лингвистической величины управляющего воздействия, как минимум, одно из правил оказывается приемлемым. Блок нечеткого логического вывода 8 на основе сопоставления лингвистических переменных, находящихся в базе правил, и переменных, поступающих с фаззификатора 7, выдает заключение об объекте. После чего дефаззификатор 10, осуществляет обратное преобразования нечетких переменных в четкие и посылает их в модуль беспроводной передачи данных 11. Аналоговые (непрерывные) сигналы поступающие с датчиков контроля деятельности сердечнососудистой системы 1 и кожно-гальванической реакции 4, поступают на автокоррелятор 13, который осуществляет выделение копии сигнала задержанного на установленное время, которое хранится в базе правил 9. После чего по огибающей автокорреляционной функции выдается решение о значении данных биометрических параметров, которое отправляется в модуль беспроводной передачи данных 11. Модуль беспроводной передачи данных отправляет полученные значения с дефаззификатора и автокоррелятора и формальное решение на допуск к работам по каналу радиосвязи 12 на ЖК-дисплей.

Преимущество предполагаемой полезной модели в том, что модуль беспроводного приема данных может одновременно контролировать до шести операторов, вследствие чего увеличивается количество операторов, проходящих допуск и производящих работу на технике, так же, благодаря внедрению датчика кожно-гальванической реакции, повышается количество контролируемых параметров, автокоррелятор позволяет увеличить степень объективности оценки психофизического состояния операторов.

Claims (1)

1. Устройство контроля психофизического состояния оператора, выполненное с возможностью получения сигналов с датчиков влажности покрова кожи, контроля деятельности сердечнососудистой системы и температуры тела, содержащее основной модуль, при этом корпус основного модуля содержит электронную схему, управляющую датчиками контроля биофизических параметров организма, модуль беспроводной передачи данных, автономный источник питания, фаззификатор, блок нечеткого логического вывода, базу правил, дефаззификатор, причем электронная схема, управляющая датчиками контроля биофизических параметров организма, подключена к фаззификатору, который соединен с блоком нечеткого логического вывода, к которому подсоединена база правил, а модуль беспроводной передачи данных соединен с дефаззификатором, который подключен к блоку нечеткого логического вывода, отличающееся тем, что выполнено с возможностью получения сигналов с датчика кожно-гальванической реакции, при этом оно снабжено автокоррелятором, выход датчика кожно-гальванической реакции соединен с входом электронной схемы, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, выход электронной схемы, управляющей датчиками контроля биофизических параметров организма, соединен с входом автокоррелятора, ко входу которого подключен выход базы правил, выход автокоррелятора соединен с входом модуля беспроводной передачи данных

Images