Концепція електронної частини приладу та інформаційно-аналітичної системи

Мета проекту

У рамках проекту передбачається створення радонометра та інформаційно-аналітичної системи, інтегрованої з даним приладом – з метою оперативного отримання даних та контролю за вимірами.

Функціональність електронної частини приладу

Передбачається розробка електронної частини приладу, яка буде побудована на базі сучасної системотехніки та одного із сучасних мобільних процесорів з інтегрованою пам’яттю. Дана плата здійснюватиме збір та обробку імпульсних сигналів приладу за записаною програмою та надаватиме результати вимірювань у тій чи іншій формі. Функціональність приладу передбачає:

1. Відображення результатів вимірювань та висновків про концентрацію на вбудованому РК екрані

2. Зберігання архіву вимірювань (у прив’язці до GPS координат) у вбудованій пам’яті з можливістю доступу до архіву даних.

3. Вимірювання вологості та температури (опціонально) з подальшим записом до архіву

4. Передача даних вимірювань через Bluetooth у програму на мобільному телефоні

5. Передача даних вимірювань через GSM\3G канали за допомогою вбудованої СІМ-карти на зовнішній сервер для подальшої інтеграції, аналітики та створення звіту про вимірювання.

Також прилад повинен бути оснащений ємним акумулятором для підтримки його роботи у разі відсутності електроживлення. Місткість та тип акумулятора будуть визначатися пізніше залежно від енергоспоживання основного вимірювального модуля.

Для наведених вище завдань у плату буде інтегровано такі модулі:

– високочастотний мобільний процесор обробки даних

– внутрішня флеш-пам’ять з можливістю заміни та розширення (від 8 GB)

– вбудований GPS контролер

– вбудований Bluetooth контролер

– вбудований мобільний інтерфейс для можливості роботи із СІМ-картами

– USB-порт для підключення до ПК

– Контролер акумулятора.

– модуль візуалізації РК екрану приладу

Функціональність програмного забезпечення

Передбачається розробка системного та прикладного (веб-орієнтованого) програмного забезпечення, що значно розширює функціональність приладу в області зберігання та обробки даних

1. Системне програмне забезпечення – дозволить обробляти прийняті первинні імпульсні сигнали в реальному режимі часу та зберігати їх у вбудованій базі, а також здійснювати управління приладом (старт\стоп вимірювань), та обробку та зберігання різних подій – низький заряд акумулятора, пошкодження приладу, висока вологість\ температура – ​​опціонально, високий рівень радону, збій вимірів тощо. Також дане ПЗ відповідає за відображення даних на вбудованому РК екрані – часу початку і кінця вимірювання, часу, що залишився до закінчення вимірювання, поточної концентрації, температурі, вологості. Після закінчення вимірювання на РК екрані виводиться підсумкове значення, і навіть залежно від результату – спалахує одне із світлодіодів, які будуть розташовані біля екрана – червоний, жовтий чи зелений. Всі дані процесу вимірювання та підсумковий результат будуть записані у внутрішню БД, яка зберігатиметься на вбудованій флеш-пам’яті. Формат БД – SQLite.

2. Прикладне програмне забезпечення буде веб-орієнтованим. Передбачається, що дані про вимірювання та процес роботи будуть передаватися в реальному режимі часу на зовнішній «хмарний» веб-сервер, на якому буде встановлено прикладне ПЗ, що складається з розширеної БД, що зберігає дані всіх приладів, підключених до системи. Також до складу прикладного веб ПЗ входить геоаналітична система, що відображає дані у прив’язці до координат на карті та аналітичний звітний модуль, що дозволяє генерувати різні типи звітів за проведеними вимірами

3. Мобільний додаток, який здійснює розширене управління приладом (налаштування, а також занесення даних про місце розташування приладу, GPS координат, додаткові відомості про вимірювання, дані про об’єкт вимірювань та інше), а також дозволяє зчитувати дані через протокол Bluetooth безпосередньо з вимірювального приладу та проводити первинний аналіз та зберігання зібраних даних.

 

 

Приклад роботи інформаційно-аналітичної системи із радонометром

Принцип роботи приладу в рамках інформаційно-аналітичної системи наступний.

1. У приміщенні (приміщеннях), в яких плануються вимірювання, розміщуються прилади у відповідній кількості

2. Далі оператор здійснює їх підключення до живлення, або перевірку рівня заряду акумуляторної батареї (передбачається оснащення приладу ємною акумуляторною батареєю, якої має бути достатньо для проведення кількох циклів вимірювань).

3. Далі (у разі потреби у режимі роботи з інформаційно-аналітичною системою) відбувається автоматичне підключення приладу через Bluetooth до мобільного телефону або планшета оператора (або через кабель USB до ноутбука).

4. На мобільному пристрої оператор вводить об’єм приміщення в м3 (або ДхШхВ – орієнтовно), бажаний рівень точності та прилад автоматично визначає час проведення вимірювань?????. Серійний номер приладу визначається автоматично та заноситься до БД. Також автоматично (за наявності сигналу GPS) визначаються координати розміщення приладу. Також є можливість введення додаткових параметрів – таких як об’єкт (приміщення), в якому розміщується прилад, фотоматеріали, тип вимірювання та ін. Ці дані після занесення прописуються в БД приладу, а також автоматично відправляються на зовнішній хмарний сервер інформаційно-аналітичної системи.

5. Після цього оператор може запустити початок вимірювання шляхом натискання кнопки на приладі або в мобільному додатку. Залежно від встановлених параметрів, прилад починає вимірювання. При цьому прилад автоматично намагається з’єднатися з сервером за допомогою GSM\3G каналу і передає інформацію про свій статус і про вимірювання.

6. Оператор залишає приміщення і прилад проводить вимірювання в автоматичному режимі передаючи (за наявності підключення) дані на зовнішній сервер.

7. Після закінчення циклу вимірювань, прилад надсилає повідомлення на сервер, а також в інтегрований мобільний додаток на мобільний пристрій оператора (за півгодини до передбачуваного закінчення вимірювання) та оператор матиме можливість потрапити до приміщення та забрати прилад (коли вимір буде повністю завершено).

8. Дані про вимірювання (і додаткові параметри) записуються в БД приладу, пересилаються GSM\3G каналу на зовнішній хмарний сервер. Далі відбувається їх автоматична обробка, занесення до архіву – до якого може бути організований багатоступінчастий доступ користувачами з різними ролями доступу – від відстеження роботи приладу в реальному режимі часу (і додаткових параметрів, таких як температура, вологість тощо), так і до перегляду автоматично сформованих звітів про проведені виміри – по клієнту, приміщенню, території, конкретному приладу та ін.

9. Також існує режим оперативного контролю (через веб-інтерфейс) всіх приладів з гео-прив’язкою, що знаходяться в роботі. Тобто. можна подивитися в прив’язці до карти, де зараз відбувається (або відбувалася) робота приладів із проведення вимірювань.

Висновки та перспективи

Створення приладу, інтегрованого з сучасною інформаційно-аналітичною системою та керованого за допомогою мобільних пристроїв, відкриває широкі перспективи з автоматизованих вимірювань рівня радону у різних приміщеннях – як нових, так і існуючих. Ця система дозволить значно прискорити процес вимірювань (одночасне управління та автоматичне отримання даних з безлічі приладів), оптимізувати звітну та аналітичну інформацію, збирати ширший спектр даних про концентрацію радону у прив’язці до різних параметрів, спростити проведення процесу вимірювань, знизити людський фактор у проведенні вимірювань та збільшити комерційну ефективність процесу вимірів.

Даний прилад спільно з розробленою електронікою та інформаційно-аналітичною системою може бути затребуваний на світовому ринку, оскільки може мати низку унікальних конкурентних переваг.