Браслет «Smart safety life»

XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Браслет «Smart safety life»

Абдугаппарова З.С. 1
1Назарбаев Интеллектуальная школа химико-биологического направления г.Туркестан
Липакова И.Н. 1
1НИШ ХБН г.Туркестан
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

ВВЕДЕНИЕ

В наше время люди все больше уделяют внимания и времени работе, оставляя дома маленьких детей или пожилых родственников, которых необходимо присмотреть. Взрослые не могут оставаться дома, но часто не решаются нанять сиделку. Моим научным проектом является создание браслета «Smart safety life», который представляет собой решение этой проблемы. С его помощью вы можете спокойно оставить своих близких дома, не испытывая сомнений.

Число погибших в результате пожаров в Республике Казахстан превышает показатели при других чрезвычайных ситуациях. Согласно статистике за 2021 год, зарегистрировано 12 256 случаев пожаров, в результате которых 413 человек погибли, а ещё 429 получили травмы [14]. Основная часть трагедий произошла в частном жилом секторе, где 45% случаев относится к индивидуальным жилым домам и 11% к многоэтажным зданиям. Заметно, что 45% детей, погибших от огня, находились без присмотра [15].

Согласно данным МВД РК, количество пожаров за последние годы, хоть и медленно, но снижается. Например, в 2005 году было зарегистрировано 18 697 случаев, в 2010 году - 19 058, а в 2015 году - 15 065.

Отметим, что современные умные часы представляют собой устройства премиум-класса, изготовленные из высококачественных и долговечных материалов, обладающие дополнительными возможностями и датчиками. К таким возможностям относятся модуль GPS, NFC, водонепроницаемость, возможность осуществления телефонных звонков, наличие карт, навигатора и ЭКГ [6].

В 2011 году компания Jawbone представила первый в мире фитнес-браслет Jawbone UP с широким функционалом, включающим счетчик калорий, ведение статистических данных и вибросигналы при оповещении [7].

Современный умный браслет, в среднем, обязан обладать следующими функциональности: подсчет шагов, мониторинг пульса и сердечного ритма, отслеживание времени сна, интеллектуальное будильник и измерение сожженных калорий

1.1. Кольцо тревоги "Nimb" представляет собой персонального ангела-хранителя, как утверждают его создатели. Это простая идея носимой тревожной кнопки, которую можно быстро и незаметно нажать. Сигнал тревоги передается через смартфон близким или службе спасения.

1.2. Индивидуальные сигнализаторы являются одними из наиболее распространенных устройств для личной безопасности. Они издают громкий звук, предназначенный для отпугивания нападающего и привлечения внимания окружающих. Примером такого устройства может служить свисток, но сегодня все чаще встречаются более инновационные устройства, работающие на батарейках и маскированные под брелоки для ключей. Нередко эти сигнализаторы также светятся, что позволяет использовать их как карманный фонарик в темное время суток.

1.3. Кольцо Siren представляет собой сигнализатор, замаскированный под украшение. Для его активации необходимо повернуть верхнюю часть кольца против часовой стрелки. Через полторы секунды оно начинает издавать пронзительный звук. Согласно создателям, в момент активации кольцо следует направить в лицо нападающему, чтобы звук был более громким, заставив преступника испугаться и отступить.

1.4. Устройства с GPS являются одним из наиболее распространенных видов защитных устройств. При соединении с соответствующим приложением они могут определить, если вы попали в аварию, и уведомить об этом ваших близких. Существуют также специальные GPS-устройства, которые отслеживают местоположение детей или пожилых людей, передавая данные на смартфон. Эти устройства часто также оснащены тревожной кнопкой.

1.5. "Кнопка Жизни" - российский проект, запущенный в 2010 году, предлагающий первую в России систему медицинской сигнализации для пожилых людей и детей. При нажатии кнопки сигналы поступают в круглосуточный call-центр, где дежурит опытный диспетчер. После получения сигнала оператор определяет причину вызова и направляет необходимую помощь, также уведомляя указанных родственников и соседей.

Наш проект «Сохрани жизнь своим близким» - этот браслет отличается от остальных тем, что браслет определяет состояние человека и сам, без необходимости нажатия кнопки SOS вызывает службы спасения.

Актуальность: в последние годы набирают свою популярность умные часы, датчики сердечного ритма, фитнес-браслеты, акселерометры и другие гаджеты. Однако эти гаджеты недостаточны для того, чтобы в экстренных ситуациях спасти жизнь человеку. Актуальность темы данной работы определяет необходимость создания более надежных методов безопасности.

Цель исследования:

  • создать эффективный метод спасательного гаджета, который повысит безопасность владельца

Гипотеза:

  • Безопасность человека может быть надежной и эффективной, если использовать спасательные гаджеты.

  • Через GPS можно быстро отправить сигнал в экстренные службы, не дожидаясь звонка.

  • Браслет водонепроницаемый.

  • В браслете есть специальная программа, которая по результатам внутреннего сканирования и сердцебиения, с помощью формулы расчёта нормального сердцебиения, высчитывает индивидуальное нормальное состояние человека. При превышении норм браслет осуществляет звонок (сообщение) необходимым учреждениям или близким родственникам.

  • Браслет высчитывает время, при котором человек находился в помещении, наполненном дымом или газом.

  • Браслет сам определяет температуру человека

Этапы исследования:

1) Изучение электронных структур гаджетов и умных браслетов.

2) Анализ имеющихся гаджетов и браслетов

3) Разработка спасательного браслета

4) Тестирования данного браслета

Новизна: новизна определяется тем, что мой браслет может определить состояние человека и сам вызвать службы спасения, без необходимости нажатия кнопки SOS.

Степень самостоятельности:

1. Цель проекта: цель проекта требует средней степени сотрудничества с другими людьми

2. Ресурсы: имеем полный контроль над всеми ресурсами, необходимыми для завершения проекта.

3. Зависимости: зависимость от других проектов, команд или структурных элементов организации отсутствует.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

  1. Описание поставленной задачи и исследования

Задача: создание эффективного спасательного браслета, который будет анализировать состояние человека и сам сообщает его близким без необходимости нажатия кнопки SOS

Методы решения и исследования:

1.Изучение электронных структур электронных гаджетов и умных браслетов

2.Анализ уже имеющихся спасательных гаджетов

Датчики

Nimb

Умные часы

Кнопка Жизни

 

SSL

   
               

Дыма и газа

Нет

Нет

Нет

 

Да

   

Температуры

Нет

Да

Нет

 

Да

   

Вибрации

Нет

Нет

Нет

 

Да

   

Пульсометр

Нет

Да

Нет

 

Да

   

GPS

Нет

Да

Нет

 

В разработке

   
               

Автоматическое

сообщение

Сигнал при нажатии

Нет

Сигнал при нажатии

 

Да

   

3.Проектирование браслета:

Установка в Arduino

  • датчика вибрации

  • датчика температуры

  • датчика газа и дыма

  • пульсометра

4. Связь браслета с телефоном через приложение RemoteXY

Скетчдля Arduino:

#define REMOTEXY_MODE__ESP8266WIFI_LIB_POINT
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <RemoteXY.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MLX90614.h>
Adafruit_MLX90614 _MLX90614= Adafruit_MLX90614();
extern "C"
{ #include "user_interface.h" }
#define REMOTEXY_WIFI_SSID ""
#define REMOTEXY_WIFI_PASSWORD ""
#define REMOTEXY_SERVER_PORT 6377
#pragma pack(push, 1)
uint8_t RemoteXY_CONF[] = {255, 0, 0, 17, 0, 113, 0, 16, 13, 1, 129, 0, 8, 9, 45, 6, 31, 208, 162, 208, 181, 208, 188, 208, 191, 208, 181, 209, 128, 208, 176, 209, 130, 209, 131, 209, 128, 208, 176, 194, 176, 208, 161, 0, 67, 4, 8, 17, 38, 20, 2, 13, 11, 129, 0, 18, 39, 25, 6, 31, 208, 159, 208, 176, 208, 180, 208, 181, 208, 189, 208, 184, 209, 143, 0, 69, 0, 45, 22, 11, 11, 3, 69, 0, 23, 47, 17, 17, 1, 129, 0, 16, 69, 29, 6, 31, 208, 148, 209, 139, 208, 188, 32, 208, 184, 32, 208, 179, 208, 176, 208, 183, 0, 69, 0, 27, 78, 12, 12, 20};
struct
{ char text_1[11];
int16_t sound_1;
int16_t sound_2;
int16_t sound_3;
unsigned char connect_flag; }
RemoteXY;
#pragma pack(pop)
float _gtv1;
int _gtv3;
int _gtv5;
int _gtv6;
int _inputNumber3_Out = 0;
bool _bounseInputD0S = 0;
bool _bounseInputD0O = 0;
unsigned long _bounseInputD0P = 0UL;
unsigned long _MLX90614_TT_2 = 0UL;
float _MLX90614_OO_2 = 0.00;
bool _tim2I = 0;
bool _tim2O = 0;
unsigned long _tim2P = 0UL;
int _inputNumber4_Out = 0;
bool _bounseInputD14S = 0;
bool _bounseInputD14O = 0;
unsigned long _bounseInputD14P = 0UL;
bool _gen4I = 0;
bool _gen4O = 0;
unsigned long _gen4P = 0UL;
bool _gen2I = 0;
bool _gen2O = 0;
unsigned long _gen2P = 0UL;
bool _gen1I = 0;
bool _gen1O = 0;
unsigned long _gen1P = 0UL;
bool _tim3I = 0;
bool _tim3O = 0;
unsigned long _tim3P = 0UL;
int _inputNumber2_Out = 0;
void setup()
{ pinMode(0, INPUT_PULLUP);
pinMode(14, INPUT_PULLUP);
pinMode(1, OUTPUT);
digitalWrite(1, 0);
RemoteXY_Init ();
_MLX90614.begin();
_MLX90614_TT_2 = millis() +1000;
_bounseInputD14O = digitalRead(14);
_bounseInputD0O = digitalRead(0); }
void loop()
{ RemoteXY_Handler ();
bool _bounceInputTmpD14 = (digitalRead (14));
if (_bounseInputD14S)
{ if (millis() >= (_bounseInputD14P + 40)

{ _bounseInputD14O= _bounceInputTmpD14;
_bounseInputD14S=0; } }
else
{ if (_bounceInputTmpD14 != _bounseInputD14O)

{ _bounseInputD14S=1;
_bounseInputD14P = millis(); }
} bool _bounceInputTmpD0 = (digitalRead (0));
if (_bounseInputD0S)
{ if (millis() >= (_bounseInputD0P + 40))
{ _bounseInputD0O= _bounceInputTmpD0;
_bounseInputD0S=0; }
}
else
{ if (_bounceInputTmpD0 != _bounseInputD0O)
{ _bounseInputD0S=1;
_bounseInputD0P = millis();
} }
//Плата:1
((_convertNumbeToTime((int(_gtv1))))).toCharArray((RemoteXY.text_1), 11);
RemoteXY.sound_1 = _gtv3;
RemoteXY.sound_2 = _gtv5;
RemoteXY.sound_3 = _gtv6;
if (_isTimer(_MLX90614_TT_2, 1000))
{ _MLX90614_TT_2 = millis();
_MLX90614_OO_2 = _MLX90614.readObjectTempC(); }
_gtv1 = _MLX90614_OO_2;
_inputNumber3_Out = 0;
if ((_MLX90614_OO_2) >= (37))
{ _inputNumber3_Out = 1; }
_gtv3 = _inputNumber3_Out;
if ((_MLX90614_OO_2) >= (37))
{ if (! _gen4I)
{ _gen4I = 1;
_gen4O = 1;
_gen4P = millis(); }
} else
{ _gen4I = 0 ;
_gen4O= 0; }
if (_gen4I)
{ if (_isTimer (_gen4P , 500))
{ _gen4P = millis();
_gen4O = ! _gen4O;
}
} if(!(_bounseInputD0O))
{ _tim2O = 1;
_tim2I = 1;
} else
{ if(_tim2I)
{ _tim2I = 0;
_tim2P = millis();
} else
{ if (_tim2O)
{ if (_isTimer(_tim2P, 3000)) _tim2O = 0; }
} }
_inputNumber2_Out = 0;
if (_tim2O)
{ _inputNumber2_Out = 1; }
_gtv5 = _inputNumber2_Out;
if (_tim2O)

{ if (! _gen1I)
{ _gen1I = 1;
_gen1O = 1;
_gen1P = millis (); }
} else
{ _gen1I = 0 ;
_gen1O= 0; }
if (_gen1I)
{ if (_isTimer (_gen1P , 500))
{ _gen1P = millis();
_gen1O = ! _gen1O; }
} if(!(_bounseInputD14O))
{ _tim3O = 1;
_tim3I = 1; }
else
{ if(_tim3I)
{ _tim3I = 0;
_tim3P = millis(); }
else
{ if (_tim3O)
{ if (_isTimer(_tim3P, 5000)) _tim3O = 0; }
} }
_inputNumber4_Out = 0;
if (_tim3O)
{ _inputNumber4_Out = 1;
}
_gtv6 = _inputNumber4_Out;
if (_tim3O)
{ if (! _gen2I)

{ _gen2I = 1;
_gen2O = 1;
_gen2P = millis(); }
} else
{ _gen2I = 0 ;
_gen2O= 0; }
if (_gen2I)
{ if (_isTimer (_gen2P , 500))
{ _gen2P = millis();
_gen2O = ! _gen2O; }
}
digitalWrite(1, ((_gen1O) || (_gen4O) || (_gen2O))); }
bool _isTimer(unsigned long startTime, unsigned long period)
{ unsigned long currentTime;
currentTime = millis();
if (currentTime>= startTime)
{ return (currentTime>=(startTime + period)); }
else
{ return (currentTime >=(4294967295-startTime+period)); }
} String _convertNumbeToTime(long value)
{ if (value > 9)
{ return String(value, DEC); }
return (String("0") + String(value, DEC)); }

5. Тестирования данного браслета

Оба прототипа успешно протестированы и находятся в рабочем состоянии.

Прототип №1

Тестирование 1

Тестирование 2

Датчик дыма и газа

+

Термометр

+

+

Датчик вибрации

+

Связь с приложением

+

+

Прототип №2

Тестирование 1

Тестирование 2

Датчик дыма и газа

+

+

Термометр

+

+

Датчик вибрации

+

+

Связь с приложением

+

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Браслет "Smart Safety Life " это инновационное решение одной из актуальных проблем. Благодаря браслету вы сможете быть спокойны, когда ваши близкие остаются одни.

Результаты работы:

В данное время созданы два прототипа браслета «Smart Safety». Браслеты сделаны на платформе Arduino, на языке программирования С++. Все данные передаются в приложение RemoteXY. В двух браслетах есть датчики: дыма и газа, температуры, вибрации и модуль приёмник.

Разница между двумя прототипами в размерах. Второй прототипа на 50% меньше, чем первый.

Иллюстративный материал

1-Рисунок. Прототип №1

2-Рисунок. Прототип №2

3-Рисунок. RemoteXY

Вывод: Человечество не стоит на месте и стремительно развивается. А это способствует увеличению не только разных облегчающих жизни гаджетов, но и опасности для жизни людей. В результате этого значимо разумно подойти к безопасности нашей и жизни наших близких. Мой научный проект Браслет «Smart safety life» был осуществлен в пользу человечеству. Таким образом, анализировав алгоритмы работ разных датчиков, мы создадим уникальный браслет для обеспечения людей безопасностью.

Мы хотим обезопасить вас и ваших близких и верим, что наш проект поможет в этом

ИСТОЧНИКИ

1.Изучаем Arduino-Издательство: BHV-Год издания: 2020

2.[https://citaty.su/aforizmy-citaty-o-texnike ]

3.[ https://nv.ua/techno/made-in-ukraine/ukrainskij-startap-zapustil-v-prodazhu-umnye-chasy-izmerjajushchie-uroven-stressa-2478048.html ]

4.[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%B5%D1%81_%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BA%D0%B5%D1%80 ]

5.[https://rus.azattyq.org/a/kazakhstan-astana-v-pozhare-sgoreli-pyatero-detey/29750214.html ]

6.[ http://www.bolshoyvopros.ru/questions/413114-pri-kakom-maskimalnom-pulse-serdce-mozhet-ne-vyderzhat.html]

7. [https://ismartwatch.ru/3249-best-smartwatch-2017-top-10]

8.[ https://clubhistory.ru/hi-tech/istoriya-fitnes-brasleta.html]

9.[https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D1%83%D0%B3%D0%B0%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%BC_%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%BC]

10. [https://arttravelblog.ru/dizajn/unikalnyj-spasatelnyj-braslet-kingii-surfer.html]

11.[https://www.adme.ru/tvorchestvo-dizajn/9-gadzhetov-kotorye-odnazhdy-mogutspasti-vashu-zhizn-1535665/ ]

12.[ https://www.wonderzine.com/wonderzine/life/life/219215-personal-safety ]

13.[ http://poleznayamodel.ru/model/12/126312.html]

14[.https://total.kz/ru/news/obshchestvo_sobitiya/bolshe_vsego_ludei_gibnet_v_kazahstane_pri_pozharah_date_2019_02_09_19_51_15]

15.[https://www.zakon.kz/6013388-za-2021-god-v-pozharakh-pogibli-413-kazakhstantsev-mchs.html]

16.[https://ru.sputnik.kz/20210521/Pochti-30-detey-pogibli-v-pozharakh-v-Kazakhstane-s-nachala-2021-goda-17116025.html]

Рецензии

Просмотров работы: 19