Концепция электронной части прибора и информационно-аналитической системы

Цель проекта

В рамках проекта предполагается создание радонометра и информационно-аналитической системы, интегрированной с данным прибором – с целью оперативного получения данных и контроля за измерениями.

Функциональность электронной части прибора

Предполагается разработка электронной части прибора, которая будет построена на базе современной системотехники и одного из современных мобильных процессоров с интегрированной памятью. Данная плата будет осуществлять сбор и обработку импульсных сигналов прибора по записанной программе и далее предоставлять результаты измерений в той или иной форме. Функциональность прибора предусматривает:

1. Отображение результатов измерений и выводов о концентрации на встроенном ЖК экране

2. Хранения архива измерений (в привязке к GPS координатам) во встроенной памяти с возможностью доступа к архиву данных.

3. Измерение влажности и температуры (опционально) с дальнейшей записью в архив

4. Передача данных измерений через Bluetooth в программу на мобильном телефоне

5. Передача данных измерений через GSM\3G каналы посредством встроенной СИМ карты на внешний сервер для дальнейшей интеграции, аналитики и создания отчета об измерениях.

Также прибор должен быть оснащен емким аккумулятором для поддержки его работы в случае отсутствия электропитания. Емкость и тип аккумулятора будут определяться позднее в зависимости от энергопотребления основного измерительного модуля.

Для приведенных выше задач в плату будет интегрированы следующие модули:

— высокочастотный мобильный процессор обработки данных

— внутренняя флеш-память с возможностью замены и расширения (от 8 GB)

— встроенный GPS контроллер

— встроенный Bluetooth контроллер

— встроенный мобильный интерфейс для возможности работы с СИМ-картами

— USB-порт для подключения к ПК

— контроллер аккумулятора.

— модуль визуализации ЖК экрана прибора

Функциональность программного обеспечения

Предполагается разработка системного и прикладного (веб-ориентированного) программного обеспечения, значительно расширяющего функциональность прибора в области хранения и обработки данных

1. Системное программное обеспечение – позволит обрабатывать принятые первичные импульсные сигналы в реальном режиме времени и хранить их во встроенной базе, а также осуществлять управление прибором (старт\стоп измерений), и обработку и хранение различных событий – низкий заряд аккумулятора, повреждение прибора, высокая влажность\температура – опционально, высокий уровень радона, сбой измерений и т.п. Также данное ПО отвечает за отображение данных на встроенном ЖК экране – времени начала и конца измерения, оставшегося времени до окончания измерения, текущей концентрации, температуре, влажности. По окончании измерения на ЖК экране выводится итоговое значение, а также в зависимости от результата – загорается один из светодиодов, которые будут расположены около экрана – красный, желтый либо зеленый. Все данные процесса измерения и итоговый результат будут записаны во внутреннюю БД, которая будет храниться на встроенной флеш-памяти. Формат БД – SQLite.

2. Прикладное программное обеспечение будет веб-ориентированным. Предполагается, что данные об измерениях и процессе работы будут передаваться в реальном режиме времени на внешний «облачный» веб-сервер, на котором будет установлено прикладное ПО, состоящее из расширенной БД, хранящей данные всех приборов, подключенных к системе. Также в состав прикладного веб ПО входит геоаналитическая система, отображающая данные в привязке к координатам на карте и аналитический отчетный модуль, позволяющий генерировать различные типы отчетов по проведенным измерениям

3. Мобильное приложение, которое осуществляет расширенное управление прибором (настройку, а также занесение данных о месте размещения прибора, GPS координат, дополнительных сведений об измерениях, данных об объекте измерений и прочее), а также позволяющее считывать данные через протокол Bluetooth непосредственно с измерительного прибора и проводить первичный анализ и хранение собранных данных.

 

 

Пример работы информационно-аналитической системы с радонометром

Принцип работы прибора (приборов) в рамках информационно аналитической системы следующий.

1. В помещении (помещениях), в которых планируются проводиться измерения, размещаются приборы в соответствующем количестве

2. Далее оператор производит их подключение к питанию, либо производит проверку уровня заряда аккумуляторной батареи (предполагается оснащение прибора емкой аккумуляторной батареей, которой должно быть достаточно для проведения нескольких циклов измерений).

3. Далее (в случае необходимости в режиме работы с информационно аналитической системой) происходит автоматическое подключение прибора через Bluetooth к мобильному телефону или планшету оператора (либо через кабель USB к ноутбуку).

4. На мобильном устройстве оператор вводит объем помещения в м3 (либо ДхШхВ – ориентировочно), желаемый уровень точности и прибор автоматически определяет время проведения измерений?????. Серийный номер прибора определяется автоматически и заносится в БД. Также автоматически (при наличии сигнала GPS) определяются координаты размещения прибора. Также имеется возможность ввода дополнительных параметров – таких как объект (помещение) в котором размещается прибор, фотоматериалы, тип измерения и пр. Эти данные после занесения прописываются в БД прибора, а также автоматически отправляются на внешний облачный сервер информационно-аналитической системы.

5. После этого оператор может запустить начало измерения путем нажатия кнопки на приборе, либо в мобильном приложении. В зависимости от установленных параметров прибор начинает измерение. При этом прибор автоматически пытается соединиться с сервером посредством GSM\3G канала и передает информацию о своем статусе и о проводимых измерениях.

6. Оператор покидает помещение и прибор проводит измерения в автоматическом режиме передавая (при наличии подключения) данные на внешний сервер.

7. По окончании цикла измерений, прибор присылает сообщение на сервер, а также в интегрированное мобильное приложение на мобильное устройство оператора (за полчаса до предполагаемого окончания измерения) и оператор будет иметь возможность попасть в помещение и забрать прибор (когда измерение будет полностью завершено).

8. Данные об измерениях (и дополнительных параметрах) записываются в БД прибора, пересылаются по GSM\3G каналу на внешний облачный сервер. Далее происходит их автоматическая обработка, занесение в архив – к которому может быть организован многоступенчатый доступ пользователями с различными ролями доступа – от отслеживания работы прибора в реальном режиме времени (и доп.параметров, таких как температура, влажность и пр.), так и до просмотра автоматически сформированных отчетов о проведенных измерения – по клиенту, помещению, территории, конкретному прибору и пр. В отчет также может быть включена геоаналитическая информация о распределении концентраций радона по тем или иным территориям, где происходили измерения (см. примерный скриншот ниже)

9. Также существует режим оперативного контроля (через веб-интерфейс) всех находящихся в работе приборов с гео-привязкой. Т.е. возможно посмотреть в привязке к карте, где в настоящий момент происходит (или происходила) работа приборов по проведению измерений.

Выводы и перспективы

Создание прибора, интегрированного с современной информационно аналитической системой и управляемого при помощи мобильных устройств, открывает широкие перспективы по автоматизированным измерениям уровня радона в различных помещениях – как новых, так и существующих. Эта система позволит значительно ускорить процесс измерений (одновременное управление и автоматическое получение данных со множества приборов), оптимизировать отчетную и аналитическую информацию, собирать более широкий спектр данных о концентрации радона в привязке к различным параметрам, упростить проведения процесса измерений снизить человеческий фактор в проведении измерений и увеличить коммерческую эффективность процесса измерений.

Данный прибор совместно с разработанной электроникой и информационно-аналитической системой может быть востребован на мировом рынке, так как может иметь ряд уникальных конкурентных преимуществ.