Система обеспечения комфорта и безопасности детских колясок

УДК 615.47:621.39

А. Ю.АСТАФЬЕВА

A. Y. ASTAFYEVA

СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМФОРТА И БЕЗОПАСНОСТИ ДЕТСКИХ

КОЛЯСОК

В статье рассмотрены основные положения разработки системы обеспечения комфорта и безопасности детских колясок. Принцип системы основан на контроле параметров окружающей среды и параметров новорождённого. Приводятся результаты теоретического исследования с выводами расчётных соотношений для проведения мониторинга.

Ключевые слова: физическое состояние, мониторинг пространства, мобильные средства контроля.

COMFORT AND SAFETY PROVIDING SYSTEM FOR PRAMS

The article considers the general provisions of engineering comfort and safety providing system for prams. The system principle is based on environment control parameters and parameters of newborn. There are theoretical research results with conclusions settlement parities for a monitoring.

Keywords: physical condition, monitoring of space, mobile control.

ВВЕДЕНИЕ

Потребность в прогулках должна быть заложена с младенчества и восприниматься ребенком как норма, как обязательное условие разумного образа жизни. Одним из основных мест нахождения ребенка с рождения до 1,5 – 2х лет является коляска [1].

Детская коляска – пожалуй, самый важный атрибут приданного ребёнка. Она необходима ребенку уже с первых дней жизни и нужна даже когда малыш уже начал ходить. Детская коляска необходимый элемент жизни ребенка и его родителей на протяжении нескольких лет. Поэтому к ее выбору следует подходить серьезно [2].

Современная наука не стоит на месте, что позволяет открыть новые возможности по созданию мобильных устройств мониторинга состояния биологического объекта. Необходимость создания подобных технических средств продиктована как высоким процентом появления на свет детей с врожденными патологиями, состояние которых нуждается в постоянном контроле, так и важностью мониторинга состояния здоровых детей с целью профилактики и ранней диагностики различных заболеваний. Встраивание технических средств мониторинга пространства в детскую коляску дает возможность больным детям быть под наблюдением во время прогулок и устраняет необходимость их постоянного нахождения в непосредственной близости от стационарных технических средств. Мобильные средства контроля дают возможность ребенку чаще находиться на свежем воздухе, не ослабляя внимания за его физическим состоянием.

Целью работы является разработка системы обеспечения комфорта и безопасности детских колясок.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Основными задачами для исследования являются:

- разработка системы мониторинга пространства детской коляски;

- построение системы контроля за состоянием ребёнка;

- построение системы климат-контроль детской коляски;

- сравнение технических характеристик разработанной системы с характеристиками аналогичных устройств.

В работе используются методы математического анализа, моделирования. Обработка данных выполнена с применением серийных программ (Mathcad Professional, Excel), а также оригинальных программ, обеспечивающих сбор и обработку диагностической информации.

Система имеет контрольную панель с индикаторами и программными уста​новками, позволяет легко и быстро управлять, а также контролировать работу всей системы. Доступность системы делает её привлекательной на рынке аналогичных товаров.

КОНТРОЛИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Необходимо знать, что у младенца несовершенны механизмы регуляции температуры тела, в связи, с чем существует большой риск переохлаждения. Несовершенство механизмов терморегуляции, чревато не только переохлаждением, но и перегревом.

Обмен веществ у новорожденного протекает очень интенсивно и сопровождается выработкой значительного количества тепла. От этого тепла организму ребенка необходимо избавляться. Сделать это можно двумя путями через легкие и через кожу (непосредственный перенос тепла при контакте двух сред с разной температурой, плюс испарение пота).

Даже при небольшой нехватке жидкости существенно нарушается работа всех систем и органов.

Влажность воздуха также является жизненно важным условием ухода за новорожденным. Одним из самых главных факторов в уходе за ребенком является влажность воздуха, которым он дышит.

Для здорового ребенка влажность должна быть не менее 50%, для больного респираторной инфекцией - не менее 60%. Если воздух в комнате слишком сухой, у ребенка пересыхает слизистая, закладывает нос и он часто просыпается ночью. Сухой воздух и детские дыхательные пути - плохие соседи. На тончайшей выстилке дыхательных путей лежит слой слизи. Эта защитная система играет роль миниатюрного конвейера, на который поступают различные частицы из вдыхаемого воздуха. 

Так же из-за недостаточной влажности воздуха могут возникнуть проблемы при грудном вскармливании - у ребенка пересыхает слизистая оболочка полости рта и, как следствие, боль при сосании. При температуре 25 градусов и влажности воздуха 20% (а именно такая влажность зимой в комнате с центральным отоплением) ребенок только с дыханием на увлажнение вдыхаемого воздуха тратит около 30-50 мл жидкости в час [1].

ПРИНЦИП ИЗМЕРЕНИЯ

Принцип действия устройства следующий.

Устройство состоит из двух каналов измерения:

- канала измерения параметров окружающей среды,

- канала измерения параметров новорожденного.

Канал измерения параметров окружающей среды: сигнал с датчика влажности 1 поступает на вход усилителя напряжения 2 и далее на аналого-цифровой преобразоваСигнал с датчика температуры 4 поступает на вход усилителя напряжения 5. Затем преобразуется в цифровой в аналого-цифровом преобразователе 6, после чего сигнал подается на микроконтроллер 10.

Сигналы обрабатываются в соответствии с разработанным алгоритмом в микроконтроллере.

Записанные в ОЗУ микроконтроллера значения, являющиеся результатами измерения, индицируются на блоке индикации 11, которым является жидкокристаллический дисплей.

Канал измерения параметров новорожденного: сигнал с трех датчиков температуры 7, 12, 16 передается с помощью передатчиков 8, 13, 18 через антенну на приемник 9.

Записанные значения индицируются на блоке индикации 11. Дополнительно для звуковой индикации имеется блок 15.

Измерения по вышеописанному алгоритму повторяются многократно.

Кнопка включения 14 предназначена для включения устройства.

Датчики закреплены на эластичном поясе, чтобы не сковывать движений младенца. Эти пояса можно надевать как на запястье, так и на предплечье.

Таким образом, температура измеряется в трех точках для получения усредненных данных.

Питание устройства осуществляется автономно с помощью блока питания 17, в котором установлена батарейка 12 В.

На рисунке 1 приведена структурная схема устройства

1 - датчик влажности; 2, 5 - усилитель напряжения; 3, 6 - аналого-цифровой преобразователь; 4, 7, 12, 16 - датчик температуры; 8, 13, 18 - передатчик; 9 - приемник; 10 - микроконтроллер; 11 - блок индикации; 14 - кнопка включения; 15 - блок звуковой индикации; 17 - блок питания, 19 - датчик пульса

Рисунок 1 - Схема структурная устройства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование системы обеспечения комфорта и безопасности детских колясок открывает новые горизонты для врачей, инженеров, позволяет получить данные как о физическом состоянии ребёнка, так и обеспечить комфортные условия для ребёнка. Успешное развитие этого направления даёт возможность освободить тело ребёнка от фиксации большого количества устройств, а также в реальном времени вести мониторинг его состояния. Это будет совершенно новое изобретение в области биоинженерии.

В настоящее время уже созданные модели детских колясок, оснащенных системой мониторинга пространства, остаются недоступными для широкого применения в связи с их высокой стоимостью. Важным следствием этого является необходимость удешевления производства рассматриваемых моделей по возможности без потери их полезных свойств и с сохранением важнейших опций. Создание доступных мобильных технических средств мониторинга является важной инновационной задачей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Комаровский здоровых детей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. /knigi/progulki-zdorovyx-detej. html

2 Лукина коляски [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www. *****/art/4338

3 Подмастерьев, указания по расчёту показателей надёжности измерительных и контролирующих устройств в курсовых и дипломных проектах для приборостроительных специальностей: методические указания [Текст] / . – Орёл: ОрёлГТУ, 1988. – 16с.

4 Гутников, электроника в измерительных устройствах: учебн. пособие [Текст] / . – 2-е изд., пераб. и доп.– Л.: Энергоатомиздат., 1988.–304 с.: ил.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

Магистр кафедры «Приборостроение, метрология и сертификация»

Госуниверситет – УНПК (г. Орел)

Тел.: +

E-mail: *****@***ru