«А-а-а, начальник, шапка говорящая!» — умная каска для производств

У нас развивается направление носимой электроники: работаем с браслетами, нативной биометрией, носимыми RFID-метками, есть мобильные Холтеры для снятия ЭКГ для спасателей и так далее. Логичным продолжением стала каска, потому что она много кому нужна. Каска (точнее, IoT-модуль, который модифицирует любую каску) очень хорошо ложится во фреймворк, когда есть события производства и события каски.

Например, сейчас, когда на турникете СКУД уже прошли пять человек, а в касках — только четверо, то уже понятно, что не так. Или когда рабочий полез в опасную зону, где сейчас что-то работает, каска может его остановить криком: «Стой, #$%@, ты куда?» — или сразу долбануть током. Ток, кстати, проверили с врачами, но в релиз он не вошёл. Зато вспышки света и вибрация вошли.

Ещё в модуле скомпонована спутниковая навигация, пятый блютуз для позиционирования в помещениях и IoT (каска становится хабом всех носимых датчиков и снимает данные со всех промышленных устройств типа станков рядом), ультраширокий диапазон для позиционирования и передачи данных и куча слотов для улучшений как в Deus Ex.

В общем, добро пожаловать в мир, где каска может оказаться умнее рабочего! А, и ещё где это относительно дёшево.

Какие практические задачи у каски?

• Обеспечение безопасности на рабочих местах: падения, неподвижность, удары сильные, поскольку там — акселерометр. Он же следит за правильным ношением (на голове и на поясе — разные данные).
• Отслеживание работы. Это значит, что, когда рабочие пьют чай, акселерометр показывает другие данные, нежели при движении. Правда, на тестах рабочие быстро поняли, что происходит и за что их штрафуют (они привыкли спать, пока треть из них работает), и повесили каски на собак. То есть реально собаки бегали по стройке в них, там первичный сигнал был от интранавигации. Пришлось дообучать детекторы движения. Собаки теперь распознаются. Это из той же оперы, как трактористы упирают два трактора ковшами и наматывают пробег, попивая сок в сторонке.
• Тревожная кнопка. Можно нажать кнопку, и она вызовет охрану, полицию, «скорую», кадровика, «Спортлото» или Путина. Последние две функции ещё не реализованы.
• Вход в опасные зоны. Как я уже говорил, каска может моргать в глаз и вибрировать, подавать ток (не вошло в релиз), колоть иголкой (не вошло в релиз) и бить в челюсть (не тестировалось и не вошло в релиз). Есть возможность сделать звук дополнительно.
• СКУД — видно передвижения.
• Предупреждение столкновений — это важная вещь для того, чтобы идиоты убегали от погрузчиков и другой техники. При режиме предупреждения столкновений каска взаимодействует с радиомодулем, установленным, например, на погрузчике. Тестировалось на нескольких производствах. В тестах были предупреждения звуком и светом идиота и оператора техники. И ещё придумали отправлять сообщение «Bonus for artistic impression» за совпадение координат касок тому, кто двигался до совпадения быстрее.
• Lone worker (одинокий рабочий) — каска спрашивает раз в N минут (по умолчанию — 15), как у вас дела. Надо нажать кнопку, чтобы она заткнулась. Если вы не отвечаете, то она вызывает помощь.
• Передавать информацию с носимых устройств: пульсометры, температура тела, окружающей среды, разные датчики типа газоанализаторов. Тут она выступает ретранслятором.

• Динамически меняющиеся опасные зоны — данные с работающего оборудования, газоанализаторов и так далее. Каска умеет их считывать напрямую (если есть интерфейс) или через производственные системы через API и поднимать тревогу.
• Писать треки — это задачи производительности труда, контроль исполнения задач и так далее. Например, контроль обходов. Сейчас обходы оборудования на производстве реализованы сканированием штрихкодов или RFID-меток на станках. Знаю много историй, когда мужик раскладывает метки на рабочем месте или куары печатает и сканирует их лениво. Здесь так не обманешь.
• Поиск свидетелей. Можно проиграть инцидент и зафиксировать, кто был свидетелем. Нужно, чтобы человека на карьере подняли и помогли: можно связаться с ближайшими людьми.
• Эвакуации — оповещение персонала световым сигналом на модуле. Плюс могут передать текстом сообщения на браслет вроде «все идём туда-то».

Вот две минуты про то, как это работает:

Журнал событий.

Радиоинтерфейсы излучают в разы слабее типового смартфона. Например, LoRaWan излучает пакетами не чаще одного раза в 10 секунд по нескольку миллисекунд. То есть явно реже телефона. Спутниковая навигация на приём. Сверхширокополосные сигналы дают очень незначительное излучение. Но всё равно документы нужны. Серийная версия изделия соответствует требованиям к сертификации по применению во взрывоопасных средах, IP67. Модуль работает корректно в диапазоне температур от -40 до +85 °С. Заряда, встроенного в устройство аккумулятора, хватает более чем на неделю. Но, если постоянно на улице работаем, то на несколько дней: спутниковая навигация здесь самая энергозатратная технология.

Модуль

• LoRaWAN-радиоинтерфейс: передача данных на расстояние до 15 км; нелицензируемый частотный диапазон — 868 МГц.
• Приёмник спутниковой навигации (опционально): определение местоположения на улице с точностью до 3.5 м.
• Встроенный акселерометр, компас и барометр: уточнение положения метки в пространстве, контроль ношения, неподвижности, ударов, падений.
• Тревожная кнопка, светодиод и вибромотор.
• BLE 5.0-радиоинтерфейс: определение местоположения с точностью до 5 м; контроль ношения СИЗ; хаб для других Bluetooth-устройств и датчиков (например, браслет с пульсометром).
• UWB-радиоинтерфейс (опционально): определение местоположения в помещениях с точностью до 30 см в режиме реального времени, высокоскоростной канал передачи данных.
• Питание: LiPo-аккумулятор; время работы от одной зарядки — несколько недель; рабочий диапазон температур: -40 + 85 °С

Что с позиционированием?

Есть задача позиционирования внутри и снаружи. Для этого GPS/Глонасс и IoT-маяки для помещений. Плюс барометр для вертикали.

LoRa даёт два-три километра в плотной городской застройке, заявляют в сельской местности 15 километров, есть испытания с воздушного шара, когда на 720 километров передали. Наше устройство стоит дешевле хорошей радиостанции (ЕС FT 60 — она тысяч 15 стоит: там профессиональные станции плюс гарнитура). Но у нас из каски нельзя ответить голосом руководителю.

Каждая применяемая технология имеет свои достоинства и недостатки: например, LoRa даёт большую дальность связи, дешёвую инфраструктуру, но низкую пропускную способность, UWB даёт высокую скорость и точность, но инфраструктура на больших объектах стоит дорого, спутниковая навигация не требует инфраструктуры, но быстро высаживает батарею.

Вся эта история взаимодействует с нашей IoT-платформой. Вот пара скриншотов:

Наш ЦОД.

А вот и каска нашлась!

Резюмируя: ваша паранойя не пропадёт зря в новом дивном мире. Добро пожаловать!

Ссылки

• Про каску на CNEWS ^[1].
• Видео ^[2] с разборами инцидентов ТБ с касок.
• Про RFID-метки для строителей и больниц ^[3].
• Про видеоаналитику на производствах ^[4].
• Алкотестер для производств ^[5].
• Моя почта — lysenko@croc.ru

Автор: Venethi

Источник ^[6]