Inteligentna sieć sensorowa do monitorowania środowiska pracy i ostrzegania pracowników o zagrożeniach za pomocą urządzeń nasobnych na przykładzie zagrożeń wibro-akustycznych

Kierownik projektu: dr inż. Leszek Morzyński

Streszczenie projektu:

Celem zadania było opracowanie inteligentnej sieci sensorowej do monitorowania środowiska pracy i ostrzegania pracowników o występujących zagrożeniach wibroakustycznych za pomocą urządzeń nasobnych. Przykładowa sieć sensorowa została zrealizowana na potrzeby monitorowania zagrożeń wibroakustycznych. Jednak z założenia to rozwiązanie na tyle uniwersalne, że może służyć do monitorowania różnego rodzaju zagrożeń, po uprzednim opracowaniu odpowiednich układów sensorowych.

Zadanie 2.G.05. Przykładowe układy modelowe sieci sensorowej. Od góry: urządzenie nasobne, układ pomiarowy hałasu z analogowym modułem pomiarowym, układ pomiarowy drgań mechanicznych ogólnych z akcelerometrem na połączeniu kablowym

Sieć sensorową tworzą 3 podstawowe elementy: układy pomiarowe mierzące natężenia/stężenia czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, rozmieszczane w odpowiednich miejscach zakładu pracy; urządzenia nasobne noszone przez pracownika, ostrzegające go o występujących zagrożeniach oraz nadajniki radiowe – beacony Bluetooth LE, umożliwiające lokalizację pracownika względem stref zagrożenia na terenie zakładu pracy na podstawie pomiaru mocy sygnału radiowego odbieranego w urządzeniu nasobnym. Dane o zagrożeniach z sieci sensorowej są gromadzone i przetwarzane przez połączony z siecią komputer określany jako centrala sieci. Aby zapewnić sieci sensorowej uniwersalność i możliwość monitorowania różnych zagrożeń, układy pomiarowe zaprojektowano i wykonano jako urządzenia modułowe, tzn. składające się ze wspólnego dla wszystkich układów pomiarowych modułu nadawczego oraz odpowiedniego dla danego zagrożenia modułu pomiarowego (zawierającego sensor danego czynnika), łączone ze sobą przy wykorzystaniu interfejsu modułowego.

W ramach zadania wykonano badania opracowanych modeli rozwiązań technicznych w warunkach laboratoryjnych i rzeczywistych. Ponieważ opracowana sieć sensorowa do przesyłu danych wykorzystuje standard Wi-Fi i z założenia współpracuje z lokalną siecią komputerową (LAN), do której podłączona jest centrala sieci, na potrzeby prowadzonych badań utworzono uproszczoną sieć komputerową składającą się z laptopa oraz komputera jednoukładowego Orange Pi pełniącego rolę punktu dostępowego Wi-Fi i jednocześnie routera sieci. Równocześnie dokonano niezbędnych modyfikacji konstrukcji układów modelowych wynikających z realizowanych testów oraz badań prowadzonych w warunkach laboratoryjnych. Prowadzono również prace rozwojowe nad oprogramowaniem układów sieci sensorowej oraz oprogramowaniem centrali sieci.

Badania w warunkach laboratoryjnych obejmowały kalibrację układów pomiarowych oraz sprawdzenie poprawności ich wskazań dla wybranych sygnałów testowych hałasu i drgań
mechanicznych ogólnych. Badania w warunkach rzeczywistych przeprowadzono w holu budynku biurowego (badania lokalizacji) oraz w hali maszyn, w której znajdowała się dużych rozmiarów frezarka CNC. Duża część realizowanych badań dotyczyła zagadnienia lokalizacji pracowników
w obszarze działania sieci sensorowej. Badania wykazały prawidłowe działanie opracowanych rozwiązań modelowych i sieci sensorowej.

Wyniki realizacji zadania przedstawiono w 3 publikacjach przygotowanych do czasopisma
o zasięgu krajowym oraz zaprezentowano na 5 konferencjach międzynarodowych i 1 konferencji krajowej. Opracowaną sieć sensorową zaprezentowano również na odbywających się w Zagrzebiu Międzynarodowych Targach Wynalazczości INOVA CROATIA, na których rozwiązanie to zostało nagrodzone złotym medalem targów oraz nagrodą WIIPA (World Invention Intellectual Property Associations) Grand Award.

Jednostka: Pracownia Aktywnych Metod Redukcji Hałasu

Okres realizacji: 01.01.2017 – 31.12.2019