Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Szymon Woziński

Bezprzewodowy detektor urazów głowy


Wireless detector of head injuries


Opiekun pracy dyplomowej: dr hab. inż. Łukasz Januszkiewicz prof. ucz.
Praca dyplomowa inżynierska obroniona 2018-02-14
Streszczenie pracy dyplomowej:
Mimo – intensywnego rozwoju środków technicznych służących do ochrony osobistej liczba wypadków przy pracy wciąż utrzymuje się na podobnym, wysokim poziomie. Ten problem widoczny jest szczególnie w budownictwie, gdzie wskaźnik urazów ciężkich oraz śmiertelnych, do których dochodzi w miejscu pracy, jest bardzo duży. Brak możliwości całkowitego wyeliminowania nieszczęśliwych zdarzeń, spowodowany czynnikami ludzkimi, sprawia, że jedynym rozwiązaniem problemu jest minimalizowanie skutków wypadków, z których najpoważniejsze – dotyczą urazów głowy. Szybkie ich wykrywanie i natychmiastowe alarmowanie służb ratunkowych o wypadkach są niezwykle istotne, a przy obecnym rozwoju technologicznym - stały się także łatwe do zrealizowania. Celem pracy było opracowanie urządzenia elektronicznego, zintegrowanego z kaskiem budowlanym, które w momencie wykrycia niebezpiecznego uderzenia w głowę pracownika- wyśle sygnał alarmowy w postaci wiadomości SMS. W niniejszej dysertacji omówiono dane statystyczne dotyczące wypadków przy pracy, a na ich podstawie wskazano budownictwo jako gałąź gospodarki, w której niebezpieczne urazy zdarzają się najczęściej. Przeanalizowano istniejące już na rynku środki ochrony głowy zawierające urządzenia elektroniczne w celu dobrania komponentów niezbędnych do realizacji zadania. W części projektowej porównano dostępne na rynku mikrokontrolery Atmel AVR i oparte na nich płytki Arduino, akcelerometry oraz moduły GSM, a następnie wybrano te urządzenia, które najlepiej odpowiadały założeniom projektu. W kolejnych rozdziałach przedstawiono schematy połączeń wyżej wymienionych modułów oraz mikrokontrolera Arduino jak również sposoby ich programowania. W ramach pracy opracowany został algorytm detekcji upadku wykorzystujący dane z czujników inercyjnych. Przy użyciu algorytmu detekcji upadków opracowano program, który rozpoznaje nagłe wstrząsy kasku, a w momencie wykrycia po nich upadku - wysyła wiadomość alarmową o zadanej treści na podany numer telefonu. Wartości przyspieszeń, świadczące o silnym uderzeniu w głowę wyznaczone zostały na podstawie symulowanych uderzeń w kask. Opracowane zostało również oprogramowanie służące do do wizualizacji wysyłanych przez akcelerometr danych w formie wykresów. W końcowej części pracy przedstawiono sposób przeniesienia projektu z płytki Arduino na płytkę uniwersalną – zmniejszając dzięki temu rozmiary urządzenia, a także omówiono metodę programowania takich płytek za pośrednictwem Arduino IDE. Przedstawiono również rezultat testu działającego systemu.
Abstract:
Despite the ongoing improvement of personal protection equipment, the number of work accidents stays, at a relatively constant, high level. This problem is particularly pertinent in construction sites, where the rate of severe or fatal injuries in the workplace is considerably high. It is impossible to fully eliminate the risk of such accidents because they are caused by the ‘human factor’. The only possibility of solving this problem is then the reduction of the harmful results of injuries, especially in the case of the most severe ones, connected with head injuries. A quick detection of such injuries and immediate alerting in case of their occurrence cannot be overestimated in this case. It can be facilitated by the current level of technological development. This work aimed at constructing the electronic device, integrated with a safety helmet, that sends an alerting text message once having detected a possibly dangerous impact on a worker’s head. In this work an overview of statistical data concerning work accidents has been included and those information was used for choosing construction sites as sector with the highest frequency of such accidents occurs. This work contains also an analysis of existing head protection equipment that use electronical devices, as a means of choosing components suitable for the execution of this thesis’ task. The project section of this work compares different microcontrollers that are available on the market: Atmel AVR microcontrollers and Arduino boards based on them, accelerometers and GSM modules. The comparison allowed choosing devices that fulfill the requirements of the project objectives. Next sections contains schemes showing ways of connecting the aforementioned modules to Arduino microcontroller as well as possibilities of their programming. The algorithm of fall detection was used to create a program that recognizes a sudden occurrence of shock in a safety helmet and in case of detecting a subsequent fall – sends on a given number an alert message with a preset text. The values of acceleration that could indicate a strong impact into the head have been calculated basing on simulated impacts. A tool created in ‘Processing’ program visualizes data sent by the accelerometer in terms of graphs. The final part of this thesis shows a way of transferring the project from Arduino board to a universal one, with a view of reducing size of the device, and discusses the method of programming such plated through Arduino IDE. The last part of the thesis includes the results of system test that were carried out in the laboratory.