Введение ................................................................................................................. 17
Глава 1 Обзор существующих систем определения неподвижного состояния.. 19
Глава 2 Принцип работы системы определения неподвижного состояния
наблюдаемого......................................................................................................... 22
Глава 3 Обзор существующих микромеханических сенсоров для построения
датчика неподвижного состояния. Обоснование выбора компонентов системы
................................................................................................................................. 23
3.1 Выбор датчика определения неподвижного состояния на основе
микроэлектромеханических систем ...................................................................... 23
3.2 Выбор микроконтроллера датчика неподвижного состояния.................... 32
3.3 Выбор компонентов радиоканала ................................................................ 34
3.5 Выбор элемента питания .............................................................................. 41
Глава 4 Проектирование сигнализатора неподвижного состояния..................... 46
4.1 Структурная схема системы определения неподвижного состояния ........ 46
4.2 Разработка алгоритма определения неподвижного состояния................... 47
4.3 Разработка системы передачи информации на МППС............................... 49
Глава 5 Сборка и программирование компонентов системы определения
неподвижного состояния наблюдаемого .............................................................. 50
5.1 Подключение платы arduino uno и модуль GY-521 .................................... 50
5.2 Подключение радиомодулей к микроконтроллеру Arduino Uno ............... 51
5.3 Подключение светодиодов и пьезоизлючателя к плате Arduino Uno ........ 53
5.4 Подключение элемента питания к плате Arduino Uno................................ 55
5.5 Программирование переносного модуля неподвижного состояния.......... 5515
5.6 Экспериментальная часть............................................................................. 57
Глава 6 Конструктивная проработка сигнализатора. Механический анализ
конструкции в T-FLEX .......................................................................................... 58
6.1 Выбор материала корпуса ............................................................................ 58
6.2 Разработка корпуса сигнализатора .............................................................. 58
6.3 Механический анализ конструкции в T-Flex анализе................................. 61
Глава 7 Конструирование и вопросы технологии ................................................ 64
7.1 Технологический процесс сборки передатчика ..............................................
7.2 Технологический процесс изготовления изделия ФЮРА.735000.001....... 65
7.3 Оценка технологичности детали корпус ФЮРА.735000.001 ..................... 66
Глава 8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
................................................................................................................................. 67
8.1 Анализ конкурентных технических решений ............................................ 67
8.2 Технология QuaD .......................................................................................... 70
8.3 SWOT-анализ ................................................................................................ 74
8.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ...................................... 79
8.4.1 Инициация проекта.................................................................................... 81
8.5 Планирование управления научно-техническим проектом........................ 84
8.5.1 Контрольные события проекта.................................................................. 84
8.5.2 План проекта .............................................................................................. 84
8.5.3 Бюджет научного исследования................................................................ 86
8.6 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования .............................. 92
8.6.1 Оценка абсолютной эффективности исследования ................................. 9316
8.6.2 Оценка сравнительной эффективности исследования............................. 97
Глава 9 Социальная ответственность.................................................................... 98
9.1 Производственная безопасность .................................................................. 99
9.1.1 Анализ возможных вредных и опасных факторов при проведении
исследований........................................................................................................ 100
9.1.2 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия
вредных и опасных факторов .............................................................................. 103
9.2 Экологическая безопасность ...................................................................... 105
9.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях.................................................. 106
9.4 Пожаробезопасность................................................................................... 108
9.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ........ 110
Заключение........................................................................................................... 115
Список публикаций студента .............................................................................. 116
Список используемых источников...................................................................... 117
Цель работы – разработка системы определения неподвижного
состояния.
В процессе исследования проводился обзор существующих аналогов,
разработка и компоновка датчика определения неподвижного состояния,
проектирование корпуса
В результате исследования разработан работающий прототип
устройства.
Основные конструктивные, технологические и техникоэксплуатационные характеристики: время непрерывной работы 15 часов, имеет
защиту IP67.
Степень внедрения: разработанное устройство готово к эксплуатации.
Область применения: аварийно-спасательные службы, медперсонал.
Введение
Безопасность труда – это отдельное, самостоятельное направление
деятельности компании, которому уделяется большое внимание, в том числе и
на уровне государства. Государство должно не только создавать системы
нормативных правовых актов в области охраны труда, а также контролировать
их исполнение, но и разрабатывать мероприятия по улучшению условий труда,
включая координацию внедрения новейших научных разработок для
повышения уровня безопасности труда. Вопрос безопасности труда особенно
актуален для аварийно-спасательных работ и опасных производственных
объектов. Обеспечение безопасности труда в сферах, связанных с повышенным
риском для жизни человека, во многом послужило толчком к развитию и
усовершенствованию беспроводных технологий. Технические проблемы, с
которыми сталкиваются пожарные в процессе своей работы и возможные пути
их решения.
В современных реалиях профессия пожарного-спасателя относится к
одной из самых опасных. В условиях реального пожара спасателям приходится
сталкиваться с такими угрозами как: взрыв, обрушения несущих конструкций,
влияние отравляющих веществ, поражения электрическим током и с другими
опасными факторами, которые могут привести и, к сожалению, приводят к
телесным повреждениям, отравлениям, радиационному облучению и смерти.
Примеров гибели пожарных немало. Их безопасность при тушении пожаров и
ликвидации ЧС природного и техногенного характера, наряду со специальными
правилами и приемами, обеспечивается еще и надежными, эффективными и
удобными в работе СИЗ (средствами индивидуальной защиты).
К таким СИЗ относятся: боевая одежда пожарного, средства защиты
головы, пожарный пояс, специальная обувь, аппараты защиты органов дыхания
и др. Именно СИЗ должны защитить от опасных факторов пожара.18
Современная электроника позволяет автоматически, без участия
человека, контролировать различные параметры. Это может быть детектор
положения или неподвижности человека, а также контроль давления в баллонах
с отображением оставшегося времени. Дополнительным аргументом в пользу
такой автоматизации является исключение человеческого фактора.
Система определения неподвижного состояния, наблюдаемого
подразумевает под собой систему, состоящую из двух компонентов: датчик
определения неподвижного состояния и стационарный контрольный пост.
Сигнализатор (датчик неподвижного состояния) крепится на одежду или
элемент спасательного оборудования.
В данной выпускной квалифицированной работе проведен обзор и
сравнительный анализ систем определения неподвижного состояния,
разработанных зарубежными и отечественными предприятиями. Целью работы
является, разработка системы определения неподвижного состояния,
наблюдаемого (СОНСН) на основе МЭМС-сенсоров. Датчик неподвижного
состояния («Маяк») определяет неподвижное состояние спасателя и передает
по радиоканалу на стационарный пост (база) информацию о неподвижности
человека.
В ходе выполнения выпускной квалифицированной работы был
проведен анализ существующих аналогов разрабатываемого устройства.
Разработана система определения неподвижного состояния на базе
микроконтроллера Arduino Uno. Собран и запрограммирован прототип
системы, состоящий из датчика и мобильной станции.
Проведены экспериментальные исследования работоспособности
системы на открытом пространстве и в помещении. По результатам
эксперимента можно сделать вывод, что система работает корректно и
удовлетворяем заявленным требованиям.
Сконструирован корпус датчика, а также произведен механический
анализ в программе T-FLEX. Произведена оценка детали ФЮРА.735.000.001 на
технологичность. Выполнен технический процесс сборки датчика и
изготовление детали.
Произведен расчет финансовой части ВКР и социальной
ответственность, а также глава на английском языке.
Прыгов А.Н. –Система сигнализации неподвижного состояния
спасателя МЧС/ науч. Рук. А.Н. Гормаков // IX международный студенческий
электронный научный конференции «Студенческий научный форум» - 2017
2. Зубенко А.А., Прыгов А.Н. – способы и системы бурения нефтяных
и газовых скважин/ науч. Рук. А.Н. Гормаков // VIII Международный
студенческая электронная научная конференция «Студенческий научный
форум» - 2016
3. A. Gormakov, M. Kharitonov, A. Prygov, Sensor module for testing
magnetometric borehole inclinometers under field conditions. MATEC Web Conf.
Volume, 102, 01017, 2017