Автоматизована система автономної реєстрації ритму серцевих скорочень

У якості основного елемента блока цифрової реєстрації використаємо однокристальну мікроЕОМ (ОЕОМ) АТ89С51, яка являє собою 8-розрядний КМОН мікроконтролер з Flash ПЗУ.

Відмінні особливості:

Сумісність з приладами сімейства MCS-51TM

Ємність Flash пам'яті: 4 Кбайт, 1000 циклів стирання / запис.

Напруга живлення 5 ± 20% B

Повністю статичний прилад - діапазон робочих частот від 0 Гц до 24 МГц.

Групи по частотах: 12 МГц, 16 МГц, 20 МГц і 24 МГц.

Трирівневе блокування пам'яті програм.

СОЗУ ємністю 128 байтів.

32 програмованих ліній введення / виводу.

Два 16-розрядних таймера / лічильника подій.

Шість джерел сигналів переривання.

Програмований послідовний канал UART.

Пасивні (idle) і стоповий (power down) режими.

Промисловий (-40 ° С. .. 85 ° C), комерційний (0 ° C. .. +70 ° C), діапазони температур.

Опис:

КМОН мікроконтролер АТ89С51, оснащений Flash програмованим і стираємим ПЗУ, сумісним по системі команд і за висновками зі стандартними приладами сімейства MCS-51TM. Мікроконтролер містить 4 Кбайта Flash ПЗУ, 128 байтів ОЗУ, 32 програмованих ліній введення / виводу, два 16-розрядних таймера / лічильника подій, повнодуплексний послідовний порт (UART), п'ять векторних дворівневих переривань, вбудований генератор і схему формування тактової послідовності.

Існують два варіанти мікроконтролерів АТ89С51: з можливістю внутрішньосистемного програмування з використанням при програмуванні напруги 5 В, та програмування з використанням напруги 12 В, застосовуваного в більшості программаторов. Вміст Flash пам'яті програм може бути захищений від несанкціонованого запису / зчитування. Є можливість очищення Flash пам'яті за одну операцію, можливість зчитування вбудованого коду індентифікації.

Споживання в активному режимі на частоті 12 Мгц не перевищує 20 мА і в пасивному режимі, при якому зупинено ЦПУ, але система переривань, ОЗУ, таймери / лічильники подій і послідовний порт залишаються активними, споживання не перевищує 5 мА. У стоповому режимі споживання не перевищує 100 мкА і 20 мкА при напрузі живлення 6 В і 3 В, відповідно.

Мікроконтролер АТ89С51 орієнтований на використання в якості вбудованого керуючого контролера.

Функціональна схема контролера АТ89С51 представлена на рис. 4.5.

Рис. 4.5 Функціональна схема однокристальної мікроЕОМ АТ89С51

Електрокардіосигнал, що знімається з виходу АЦП записується в постійний запам'ятовуючий пристрій AT29C512 (рис. 4.6) ємністю 64 Кбайта. Загальний час запису ЕКС складає близько 5 хвилин.

Мікросхема має наступні характеристики:

Швидкий час доступу для читання - 250 нс.

5В тільки для перепрограмування.

Операція програмування сектора:

- Окремий цикл перепрограмування (знищення та програмування);

- 512 секторів (128 байт / сектор);

- Внутрішні фіксатори адреси і даних для 128 байт.

Внутрішнє програмне управління і таймер.

Програмний та апаратний захист даних.

Швидкий час циклу програмування сектора - максимум 10 мс.

Опитування DATA на виявлення кінця програми .

Мале розсіювання потужності:

- Активний струм 50 мА.

- Струм в режимі очікування КМОП 100 мкА.

Типовий термін служби > 10,000 циклів.

Окреме напруга живлення 5В ± 10%.

Сумісні входи і виходи КМОП і ТТЛ.

Комерційні та промислові діапазони температури.

Рис. 4.6. Постійний запам'ятовуючий пристрій AT29C512

В таблиці 4.1 наведена конфігурація контактів мікросхеми.

Таблиця 4.1. Конфігурація контактів мікросхеми

Назва контакту	Функція
А0…А15	Адреса
СЕ	Чіп ввімкнений
ОЕ	Видача дозволена
WE	Запис дозволений
I/O0…I/O7	Входи/Виходи даних
NC	Не приєднані

4.2 Розрахунок основних параметрів схеми

Розрахуємо споживану потужність даної системи. Дані представимо у вигляді таблиці 4.2.

Таблиця 4.2

Компонент	Потужність споживання, Вт	Кількість	Загальна потужність, Вт
Кардіопідсилювач AD620AN	0,1	1	0,1
Джерело живлення MAX738	0,1	1	0,1
Інтерфейс MAX232	0,04	1	0,04
12-розрядний АЦП MAX187	0,0075	1	0,0075
Мікро ЕОМ AT89C51	0,012	1	0,012
ОЗП AT29C512	0,012	1	0,012
Всього:	0,2715

4.3 Алгоритм роботи системи

Можна виділити два основні режими роботи реєстратора: контроль і реєстрація ПСС і обмін з ПК (рис. 4.7). Після підключення роз'єму з електродами або лінії зв'язку з ПК прилад включає живлення, розпізнає вид підключеного до нього роз'єму і переходить у відповідний режим роботи. Якщо підключений роз'єм з електродами, то прилад переходить в режим контролю та реєстрації ПСС, якщо підключений роз'єм лінії зв'язку, то прилад переходить в режим обміну з ПК. При цьому реєстратор подає мелодійні звукові сигнали, характерні для кожного з цих режимів.

У режимі контролю та реєстрації ПСС, у свою чергу, є два підрежими. Перший підрежим призначений для контролю наявності кардіосигналу, що знімається з електродів, в другому підрежимі проводиться вимірювання ПСС і їх запис в пам'ять. Перемикання в той чи інший підрежим здійснюється мікроперемикачем, розташованим на корпусі приладу. Після включення живлення, незалежно від положення цього мікроперемикача, реєстратор переходить в підрежим контролю наявності кардіосигналу, що забезпечує перевірку правильності накладання електродів на тіло обстежуваного.

Після перемикання в підрежим вимірювань та реєстрації ПСС прилад повідомляє порядковий номер записуваної в даний момент ритмограми за допомогою тональних сигналів. Використовується наступна система позначень: короткий сигнал - одиниця, довгий сигнал - десять. Наприклад, якщо прилад подав два довгих і три коротких сигналу, то це означає, що зараз виконується запис двадцять третьої ритмограми.

За допомогою кнопки, розташованої на корпусі реєстратора в записувану ритмограму можна включати мітки, що полегшують надалі аналіз ритмограми на ПК.

Рис. 4.7 Режими роботи реєстратора

Можливі аварійні ситуації, коли прилад з підрежиму вимірювання та реєстрації ПСС виходить автоматично. До аварійних ситуацій відносяться такі випадки: значення ПСС менше нижньої допустимої межі; значення ПСС більше верхньої допустимої межі; номер ритмограми перевищує максимально можливий; немає вільного місця в пристрої; напруга живлення нижче допустимої. У випадку аварійного виходу з підрежиму вимірювання та реєстрації прилад кілька разів подає сигнал, що нагадує сирену машини «Швидкої допомоги», потім автоматично відключається. Перед відключенням в пристрої зберігається код помилки, за яким надалі можна визначити причину припинення вимірювань.

У реєстраторі є додатковий режим, в якому в запам'ятовуючий пристрій записується електрокардіосігнал (ЕКС), знімається з виходу АЦП. У режимі запису ЕКС управління приладом здійснюється точно так само, як і в режимі запису ритмограми. При використанні штатного пристрою, що запам'ятовує ємністю 128 кбайт загальний час запису ЕКС становить близько 8 хвилин. Цей режим зручний для підбору розташування електродів на тілі обстежуваного. Якщо використовувати як накопичувач флеш-карту (Compact Flash Card), то час запису ЕКС істотно зростає. Наприклад, при застосуванні флеш-карти фірми San Disk ємністю 15 Мбайт час запису ЕКС становить близько 24 годин, що робить можливим використання приладу в якості добового реєстратора ЕКС.

Після підключення до реєстратора лінії зв'язку він переходить в режим обміну з ПК. Цей режим використовується для передачі в ПК записаних ритмограмм, установки параметрів роботи реєстратора.



5. Конструкторська частина

Компанія Hammond Manufacturing була заснована в Канаді в 1917 р. На початку фірма виготовляла радіоапаратуру, підсилювачі та блоки живлення. В кінці 1920-их рр. основним напрямком діяльності компанії стало виробництво трансформаторів для радіо- і дротового зв'язку. Підвищений попит на різну електронну і електротехнічну продукцію в 1950-их і 1960-их рр. привів до появи на ринку великої різноманітності приладів масового споживання. У ці роки компанія Hammond стала провідним постачальником трансформаторів і корпусів для галузей електроніки та електротехніки.

Протягом останніх трьох десятиліть компанія розвивалася на американському та міжнародному ринку. Після приєднання до Hammond Manufacturing декількох невеликих фірм-виробників трансформаторів компанія стала одним з найбільш помітних постачальників трансформаторної продукції на північноамериканському ринку виробництва електронного і електротехнічного обладнання OEM. Також було підписано низку стратегічних угод з американськими та європейськими компаніями, з метою розширення пропозиції щодо корпусних продукції і аксесуарам. У січні 2001 на базі Hammond Transformer Group була утворена нова незалежна компанія Hammond Power Solutions, Inc. Основною продукцією Hammond Manufacturing залишаються корпуса для електронного та електротехнічного обладнання, подовжувачі та трансформатори.

Сьогодні Hammond Manufacturing - це глобальна компанія з клієнтами в усьому світі. Більше 500 її співробітників роблять все для того, щоб забезпечити чудове обслуговування та високу якість продукції. Високоефективне обладнання в поєднанні з постійним поліпшенням якості обслуговування дозволяють компанії підтримувати свою репутацію на найвищому рівні. Фірма не припиняє спроб відзначитися в очах існуючих і потенційних клієнтів за рахунок високого рівня обслуговування та індивідуального підходу до своїх замовників.

Володіючи виробничими потужностями в Канаді, Сполучених Штатах і Європі, Хаммонд через глобальну дистриб'юторську мережу пропонує виробникам електронного та електротехнічного обладнання широкий діапазон стандартних продуктів, послуги з доопрацювання і модифікації, а також технічну підтримку.

Для нашої системи оберемо корпус серії 0011. Корпуса цієї серії мають наступні особливості:

- малі ручні корпуса, ідеально підходящі для розміщення невеликих плат;

- батарейний відсік для розміщення батареї 9 В (батарейні контакти поставляються окремо);

- знімна торцева панель;

- чотири розміри;

- два кольори: білий і чорний;

- матеріал: АБС;

- текстурована поверхня;

- в основі передбачені монтажні колонки для установки плати;

- з'єднання «шпунт-паз» забезпечує захист від пилу та бризок.

Розміри корпусів серії 0011 наведені нижче в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1. Розміри корпусів серії 0011

Ширина	Артикул	Довжина		Висота
	Білий	Чорний
60	1111	1100	40	18,5
60	1113	1102	85	22
60	1115	1104	105	22
70	1117	1106	125	22

Оберемо корпус, який має габарити 125 х 70 х 22, зовнішній вигляд якого представлено на рис. 5.1.



Рис. 5.1 Зовнішній вигляд корпусу



6. Оцінка надійності системи

Надійність - один із основних показників якості технічних систем (приладів) автоматики, телемеханіки, обчислювальної техніки та інших технічних виробів. Забезпечення надійності роботи є однією з основних задач розробки та експлуатації техніки.

Для оцінки надійності підсистеми введення сигналів від датчиків температури застосовуємо модель пристрою, що являє групу послідовно з'єднаних і незалежних елементів, яка не має резервованих елементів. У цьому випадку відмова будь-якого з елементів викликає відмову системи, але не впливає на надійність інших елементів системи. Таким чином, безвідмовна робота системи можлива тільки при збереженні працездатності усіх елементів послідовного з'єднання.

Структура логічної схеми розроблюваного пристрою для наближеного розрахунку надійності зображена на рис. 6.1.

Рис. 6.1

Основні показники надійності системи з послідовним з'єднанням елементів визначаються таким чином.

6.1 Ймовірність безвідмовної роботи -го елемента при показниковому законі розподілу напрацювання до відмови

, (6.1)



де - інтенсивність відмов -го елемента.

6.2 Інтенсивність відмов системи із елементів

. (6.2)

6.3 Середнє напрацювання до відмови системи в цілому

. (6.3)

При проведенні розрахунку надійності пристрою, що проектується, його однотипні елементи об'єднуємо в групи. Інтенсивність відмов пристрою буде визначатись за формулою

, (6.4)

де - інтенсивність відмов -го елемента;

- кількість однотипних елементів -ої групи;

- кількість груп (типів) елементів в пристрої.

Дані для розрахунку інтенсивності відмов системи зведемо в табл. 6.1.

Таблиця 6.1

№	Найменування		Кількість, шт.
1	Кардіопідсилювач AD620AN	0,5	1	0,5
2	Джерело живлення MAX738	0,7	1	0,7
3	Інтерфейс MAX232	0,8	1	0,8
4	12-розрядний АЦП MAX187	0,7	1	0,7
5	Мікро ЕОМ AT89C51	1,6	1	1,6
6	ОЗП AT29C512	0,7	1	0,7
7	Тригер 74HC573	0,6	1	0,6
8	Логічне «І» 74HC08	0,6	1	0,6
Всього:	6,2

Таким чином інтенсивність відмов системи:

Середнє напрацювання до відмови системи в цілому:

Залежність ймовірності безвідмовної роботи пристрою, який розробляється, від часу роботи:

При виконанні розрахунків надійності пристрою визначають , а потім по деяким точкам апроксимують криву , яка наглядно характеризує зміну ймовірності безвідмовної роботи зі збільшенням часу експлуатації.

Залежність ймовірності безвідмовної роботи системи від часу роботи приведемо до табл. 7.2.



Таблиця 7.2.

№ з/п	, год.
1	100	0,99938
2	500	0,996905
3	1000	0,993819
4	5000	0,969476
5	10000	0,939883
6	50000	0,733447
7	100000	0,537944
8	200000	0,289384
9	300000	0,155673
10	350000	0,114178
11	400000	0,083743
12	450000	0,061421

Графік ймовірності безвідмовної роботи, який побудований на підставі табл. 6.2, зображений на рис. 6.2.

Рис. 6.2 Графік ймовірності безвідмовної роботи системи



7. ОХОРОНА ПРАЦІ

До роботи на персональній електронно-обчислювальній машині (ПЕОМ) або відеодисплейному терміналі (ВДТ) допускаються після вивчення даної інструкції особи, які пройшли попередній медичний огляд, встановлений курс навчання за даною професією, а при необхідності стажування протягом 2-15 змін під керівництвом досвідчених працівників, пройшли вступний та первинний (на робочому місці) інструктажі з питань охорони праці, пожежної безпеки, інструктаж і перевірку знань з електробезпеки і отримали ІІ кваліфікаційну групу.

Оператор (користувач) повинен:

Виконувати правила внутрішнього трудового розпорядку.

Не допускати в робочу зону сторонніх осіб.

Не виконувати вказівок, які суперечать правилам охорони праці.

Пам'ятати про особисту відповідальність за виконання правил охорони праці та безпеку товаришів по роботі.

Вміти надавати першу медичну допомогу потерпілим від нещасних випадків.

Вміти користуватись первинними засобами пожежегасіння.

Виконувати правила особистої гігієни.

Основні небезпечні і шкідливі виробничі фактори, що можуть впливати на оператора (користувача):

а) фізичні:

- підвищений рівень електромагнітного випромінювання;

- підвищений рівень рентгенівського випромінювання;

- підвищений рівень ультрафіолетового випромінювання;

- підвищений рівень інфрачервоного випромінювання;

- підвищений рівень статичної електрики;

- підвищений рівень запиленості повітря робочої зони;

- знижена чи підвищена вологість повітря робочої зони;

- знижена чи підвищена рухомість повітря робочої зони;

- підвищений рівень шуму на робочому місці (від вентиляторів, процесорів, аудіоплат, принтерів);

- підвищений чи знижений рівень освітленості;

- підвищений рівень засліпленості;

- нерівномірність розподілу яскравості в поле зору;

- підвищена яскравість світлового зображення;

- підвищений рівень пульсації світлового потоку;

- ураження електричним струмом;

б) хімічні:

- підвищений вміст у повітрі робочої зони двоокису вуглецю, озону, аміаку, фенолу, формальдегіду;

в) психофізіологічні:

- напруга зору;

- напруга уваги;

- інтелектуальні навантаження;

- емоційні навантаження;

- тривалі статичні навантаження;

- монотонність праці;

- великий обсяг інформації, оброблюваної в одиницю часу;

- нераціональна організація робочого місця;

г) біологічні:

- підвищений вміст у повітрі робочої зони мікроорганізмів.

Не допускається розташування робочих місць ПЕОМ в підвальних приміщеннях і цокольних поверхах.



Рис. 7.1

Робочі місця з ВДТ і ПЕОМ під час виконання творчої роботи, яка потребує значної розумової напруги чи великої концентрації уваги, слід ізолювати одне від одного перегородкою висотою 1,5-2,0 м.

Неприпустимим є розташування приміщень категорій А і Б (ОНТП 24 86), а також виробництв з мокрими технологічними процесами поряд з приміщеннями, де розташовуються ЕОМ, виконується їх обслуговування, налагодження і ремонт, а також над такими приміщеннями або під ними. Виробничі приміщення, в яких розташовані ЕОМ, не повинні межувати з приміщеннями, де рівні шуму та вібрації перевищують норму (механічні цехи, майстерні тощо).

Робочі місця з ВДТ рекомендується розміщувати в окремих приміщеннях. В разі розміщення робочих місць з ВДТ в залах або приміщеннях з джерелами небезпечних і шкідливих факторів вони повинні розташовуватись у повністю ізольованих кабінетах з природним освітленням та організованим повітрообміном.

Площа, на якій розташовується одне робоче місце з ПЕОМ або ВДТ, повинна становити не менше як 6,0 м2, об'єм приміщення - не менше як 20 м3.

Поверхня підлоги має бути рівною, без вибоїн, неслизькою, зручною для очищення та вологого прибирання, мати антистатичні властивості.

При розміщенні робочих місць необхідно виключити можливість прямого засвічування екрана джерелом природного освітлення.

Штучне освітлення у приміщеннях з ВДТ треба здійснювати у вигляді комбінованої системи освітлення з використанням люмінесцентних джерел світла у світильниках загального освітлення, які слід розташовувати над робочими поверхнями у рівномірно-прямокутному порядку.

Для запобігання засвітлювання екранів ВДТ прямими світловими потоками, лінії світильників повинні бути розташовані з достатнім бічним зміщенням відносно рядів робочих місць або зон, а також паралельно до світлових отворів. Бажане розміщення вікон з одного боку робочих приміщень.

Штучне освітлення повинно забезпечити на робочих місцях ПЕОМ освітленість 300-500 лк. У разі неможливості забезпечити даний рівень освітленості системою загального освітлення допускається застосування світильників місцевого освітлення, але при цьому не повинно бути відблисків на поверхні екрану та збільшення освітленості екрану більше ніж 300 лк.

У разі природного освітлення слід передбачити наявність сонцезахисних засобів, з цією метою можна використовувати плівки з металізованим покриттям або жалюзі.

Розташовувати робоче місце обладнане ВДТ, необхідно таким чином, щоб в поле зору оператора не потрапляли вікна або освітлювальні прилади; вони не повинні знаходитися й безпосередньо за його спиною.

На робочому місці має бути забезпечена рівномірна освітленість за допомогою переважно відбитого або розсіяного розподілу світла.

Світлових відблисків з клавіатури, екрана та від інших частин ВДТ у напрямку очей оператора не повинно бути.

Для їх виключення необхідно застосовувати спеціальні екранні фільтри, захисні козирки або розташовувати джерела світла паралельно напрямку погляду на екран ВДТ з обох сторін.

Для запобігання засліплення, світильники місцевого освітлення повинні мати відбивачі з непрозорого матеріалу чи скло молочного кольору. Захисний кут відбивача повинен бути не менше 40°.

Не бажано, щоб одяг оператора був світлим і особливо блискучим.

Для оздоблення приміщень з ВДТ повинні використовуватися дифузно-відбиваючі матеріали з коефіцієнтами відбиття: стелі - 0,7-0,8; стін - 0,4-0,5; підлоги - 0,2-0,3.

Забороняється застосовувати для оздоблення інтер'єру полімерні матеріали, що виділяють у повітря шкідливі хімічні речовини.

Робочі місця з ВДТ повинні розташовуватись на відстані не менше як 1,5 м від стіни з віконними прорізами, від інших стін - на відстані 1 м; між собою на відстані не менше як 1,5 м.

Основним обладнанням робочого місця оператора ВДТ є монітор, клавіатура, робочий стіл, стілець (крісло); допоміжним - пюпітр, підставка для ніг, шафи, полиці та інше.

Взаємне розташування елементів робочого місця не повинно заважати виконанню всіх необхідних рухів та переміщень для експлуатації ПЕОМ; сприяти оптимальному режиму праці і відпочинку, зниженню втоми оператора (користувача).

При використанні допоміжних пристосувань під ВДТ, повинна бути передбачена можливість переміщення останнього відносно вертикальної осі в межах ±30° (вправо-вліво).

Для забезпечення точного і швидкого зчитування інформації поверхню екрана ВДТ слід розташовувати в оптимальній зоні інформаційного поля в площині, перпендикулярній нормальній лінії погляду оператора (користувача), який знаходиться в робочій позі. Допускається відхилення від цієї площини - не більше 45°; допускається кут відхилення лінії погляду від нормального - не більше 30°.

Розташовувати ВДТ на робочому місці необхідно так, щоб поверхня екрана знаходилась на відстані 500-600 мм від очей оператора (користувача), в залежності від розміру екрана.

Необхідно розташовувати клавіатуру на робочому столі, не допускаючи її хитання, або на окремому столі на відстані 100-300 мм від краю ближче до працюючого.

Положення клавіатури та кут її нахилу повинен відповідати побажанням оператора (користувача) - кут нахилу в межах 5° _ 15°.

Принтер треба розташовувати так, щоб доступ до нього оператора (користувача) та його колег був зручним; щоб максимальна відстань до клавіш управління принтером не перевищувало довжину витягнутої руки (по висоті 900-1300 мм, по глибині 400-500 мм).

Конструкція робочого столу повинна забезпечувати можливість оптимального розміщення на робочій поверхні обладнання, що використовується, з урахуванням його кількості, розмірів, конструктивних особливостей (розмір ВДТ, клавіатури, принтера, ПЕОМ та інше) та характеру його роботи.

Висота робочої поверхні столу повинна регулюватися у межах 680-800 мм; у середньому вона повинна становити 725 мм.

Ширина і глибина робочої поверхні повинні забезпечувати можливість виконання трудових операцій в межах моторного поля, межа якого визначається зоною в межах видимості приладів і досяжності органів керування.

Перевагу слід віддавати модульним розмірам столу, на основі яких розраховуються конструктивні розміри; ширину слід вважати: 600, 800, 1000, 1200, 1400; глибину - 800, 1000 мм, при нерегульованій його висоті - 725 мм.

Поверхня столу має бути матовою з малим відбиттям та теплоізолюючою.

Робочий стіл повинен мати простір для ніг висотою не менше як 600 мм, шириною не менше як 500 мм, глибиною на рівні колін не менше, як 450 мм та на рівні витягнутої ноги - не менше як 650 мм.

Крісло повинно забезпечувати підтримування раціональної робочої пози під час виконання основних виробничих операцій, створювати умови для зміни пози.

З метою попередження втоми крісло повинно забезпечувати зниження статичного напруження м'язів шийно-плечової ділянки та спини.

Тип робочого крісла повинен обиратися залежно від характеру та тривалості роботи.

Воно має бути підйомно-поворотним і регулюватися по висоті та кутах нахилу сидіння і спинки, а також відстані спинки від переднього краю сидіння.

Регулювання кожного параметра має бути незалежним і мати надійну фіксацію.

Всі важелі та ручки пристосування (для регулювання) мають бути зручними в управлінні.

Висота поверхні сидіння повинна регулюватись у межах 400-550 мм.

Ширина та глибина його поверхні має бути не менше як 400 мм.

Поверхня сидіння має бути плоскою, передні краї - закругленими.

Сидіння та спинка крісла мають бути напівм'яким, такими, що не електризуються та з повітронепроникним покриттям, матеріал якого забезпечує можливість легкого очищення від забруднення.

Зміна кута нахилу поверхні сидіння повинна бути в межах від 15° уперед та 5° назад.

Опорна поверхня спинки крісла повинна мати висоту 280-300 мм, ширину - не менше як 380 мм та радіус кривизни горизонтальної площини - 400 мм.

Кут нахилу спинки у вертикальній площині повинен регулюватися у межах (-30°) -(+30°) від вертикального положення.

Відстань спинки від переднього краю сидіння повинна регулюватися у межах 260 - 400 мм.

Крісла повинні мати стаціонарні або знімні підлокітники довжиною не менше як 250 мм, шириною у межах 50-70 мм, що можуть регулюватися по висоті над сидінням у межах 200-260 мм та регулюватися по параметру внутрішньої відстані між підлокітниками у межах 350-500 мм.

Робоче місце має бути обладнане стійкою підставкою для ніг, параметри якої просто регулюються.

Підставка повинна мати ширину не менше як 300 мм, глибину не менше як 400 мм, з регулюванням, по висоті до 150 мм та по куту нахилу опорної поверхні підставки до 20°.

Поверхня підставки має бути рифленою, а по передньому краю мати бортик висотою 10 мм.

Робоче місце оператора (користувача) має бути обладнане легко переміщуваним пюпітром для розташування на ньому документів, розміщеним на одному рівні з екраном та віддалений від очей оператора (користувача) приблизно на таку ж відстань (припустима розбіжність цих відстаней не більше як 100 мм).

Пюпітр не повинен вібрувати, бути стійким.

Значення площини пюпітра має бути не меншою за розміри найбільшою з джерел інформації, що застосовується оператором (користувачем).

При необхідності перегортання оригіналу обидві його сторони повинні розташовуватися на підставці.

Рукопис повинен слабо прилипати до підставки або кріпитися за допомогою спеціальних затискачів. Поверхня пюпітра має бути матовою.

Пюпітр повинен мати лінійку, що легко пересувається по рядках, прозору та зручну для використання.

Раціональна поза оператора (користувача): розташування тіла при якому ступні працівника розташовані на площині підлоги або на підставці для ніг, стегна зорієнтовані у горизонтальній площині, верхні частини рук - вертикальні, кут ліктьового суглоба коливається у межах 70-90°, зап'ястя зігнуті під кутом не більше ніж 20°, нахил голови - у межах 15-20°, а також виключені часті її повороти.

Для забезпечення оптимальної робочої пози оператора (користувача) необхідно:

Засоби праці, з якими оператор (користувач) має тривалий або найбільш частий зоровий контакт, повинні розташовуватися у центрі зони зорового спостереження та моторного поля.

Забезпечити відстань між найважливішими засобами праці, з якими оператор (користувач) працює найбільш часто близько до 500 мм.

Виробничі завдання операторів (користувачів) розробляти з урахуванням мінімізації перепадів яскравості між найбільш важливими об'єктами зорового спостереження.

Під час розташування екрана ВДТ на технологічному обладнанні, необхідно передбачити зручність зорового нагляду в вертикальній площині під кутом ±30° від нормальної лінії погляду оператора (користувача) ПЕОМ, відстань від екрана до ока працівника повинна складати 500-900 мм в залежності від розміру екрана.

Для нейтралізації зарядів статичної електрики в приміщенні, де виконуються роботи на ПЕОМ, рекомендується збільшувати вологість повітря за допомогою кімнатних зволожувачів.

Крім даної інструкції оператор (користувач) повинен виконувати інструкцію з безпечної експлуатації ПЕОМ заводу-виробника.



8. ЕКОНОМІЧНА ЧАСТИНА

В дипломному проекті розроблено автоматизовану систему автономної реєстрації ритму серцевих скорочень.

Система призначена для добової реєстрації ритму серцевої діяльності людини. Записана ритмограма передається в персональний комп'ютер для візуалізації і математичної обробки.

Реєстратор має автономне живлення, що забезпечує його безперервну роботу протягом тривалого часу (не менше доби). Він має малі масу і габарити, простий в управлінні та обслуговуванні. Однією з важливих переваг, які має реєстратор - безпека його використання в сенсі ураження обстежуваного електричним струмом. Крім того, прилад надійний в експлуатації. Пристрій виконаний на сучасних мікроелектронних компонентах, що мають малий споживаний струм.

В якості базової системи використовується система «Миокард-холтер», яка здійснює реєстрацію в 3-х канальному режимі, має датчик руху і положення.

8.1 Планування розробки з використанням стрічкового графіку

Однією з основних цілей планування НДДКР є визначення загальної тривалості її проведення.

Найбільш простішим, зручним та наглядним є стрічковий графік проведення НДДКР. Він представляє собою таблицю, де перераховані назви видів робіт, посадові виконавці, трудомісткість, кількість виконавців та тривалість виконання кожного виду робіт. Продовженням таблиці є графік, який відображає тривалість кожного виду роботи у вигляді відрізків часу (табл.8.1).

Тривалість кожної роботи визначається за формулою:

де - трудомісткість робіт, люд.-дн.; - кількість виконавців, чол.

Календарний графік побудуємо по п'ятиднівкам (робочий тиждень складає 5 днів). Період дипломного проектування становить 4 місяці. Це приблизно 16 п'ятиднівок, тобто тривалість виконання НДДКР становить 80 днів.

Загальна календарна тривалість НДДКР визначається по формулі:

(8.1)

Де - тривалість виконання плануємої НДДКР; - час відпусток; тривалість невиходів на роботу в зв'язку з хворобою; - час невиходу на роботу в зв'язку з виконанням державних обов'язків.

Виконання НДДКР складає = 80 днів. Тривалість відпустки розраховується по формулі:

=днів (8.2)

Де = 24 дні - тривалість річної відпустки;

= 21 день - середня кількість робочих днів в місяці.

Тривалість невиходів на роботу в зв'язку з хворобою і в зв'язку з виконанням державних обов'язків приймається як 1.5...2 % . Рахуємо, що = 1,5%, = 1,5%, тоді загальна календарна тривалість НДДКР дорівнює = 7*16 + 8 + 2 + 2 = 124 дні = 124/30 = 4,1 місяця.

8.2 Розрахунок кошторисної вартості

Розрахунок кошторисної вартості будемо виконувати згідно статей витрат.

8.2.1 Стаття витрат «Заробітна плата науково-виробничого персоналу з відрахуваннями на соціальні потреби»

До цієї статті відноситься основна заробітна плата робітників, а також премії, що входять у фонд зарплати. Фонд основної заробітної плати розраховується виходячи з місячного фонду і тривалості виконання запланованої НДДКР. При розрахунку заробітної плати враховуються посадові оклади і тарифні ставки фірми "Інженерний сервіс" за 2013 р. Розрахунок основної заробітної плати приведений в таблиці 8.1.

Розрахунок місячного фонду зарплати Таблиця 8.1

Найменування посади	Кількість чоловік	Місячний посадовий оклад,грн.	Місячний фонд ЗП, грн.	Коеф. зайнятості	Сума, грн.
1. Начальник відділу	1	1900	1900	0,11	209
2. Провідний конструктор	1	1800	1800	0,18	324
3. Інженер - конструктор (1 категорії)	1	1700	1700	0,31	527
4. Інженер - конструктор (2 категорії)	1	1600	1600	0,63	1008
5. Наладчик	1	1700	1700	0,1	170
ВСЬОГО:	5				2238

Щомісячна заробітна плата посадової особи визначається як добуток коефіцієнта зайнятості на величину місячного фонду.

Місячний фонд основної заробітної плати науково-виробничого персоналу при виконанні НДДКР дорівнює сумі заробітних плат всього персоналу, тоді

, грн. (8.3)

Додаткова заробітна плата складає 10% від основної, тобто

грн. (8.4)

Величина відрахування визначається у відсотковому співвідношенні від суми фондів основної і додаткової заробітної плати відповідно до закону України «Про оподатковування в Україні». Усі відрахування складають 38,5%:

грн. (8.5.)

8.2.2 Стаття витрат «Витрати на відрядження»

До цієї статті калькуляції відносять всі витрати на відрядження (добові, квартирні, вартість проїзду усіма видами тарифного транспорту), зв'язані з проведенням робіт по калькулюємій темі.

При плануванні даної НДДКР приймемо орієнтовно витрати на відрядження в розмірі 6% (що не перевищує нормативів) фонду основної заробітної плати науково-виробничого персоналу, зайнятого виконанням даної теми:

грн. (8.6)

8.2.3 Стаття витрат «Накладні витрати»

До накладних витрат відносяться: заробітна плата (з нарахуваннями) адміністративно-господарського персоналу, витрати по охороні праці і техніку безпеки, витрати на транспорт, витрати на ремонт, освітлення, опалення та інші витрати, що відносяться в однаковій мірі до всіх розроблених тем. Приймемо суму накладних витрат у розмірі 120% від основної заробітної плати основних робітників:

грн. (8.7)

Після виконання всіх розрахунків приступають до складання кошторису витрат на виконання НДДКР (таблиця 8.2), що є основним документом економічного розрахунку.

Кошторис витрат на виконання НДДКР Таблиця 8.2

Найменування статей витрат	Нарахування	Сума, грн.	В% до підсумку
1.ЗП основна		9175,8	35,86
2. ЗП додаткова	10% ст.1	917,6	3,59
3. Фонд відрахувань	38,5% (ст.1+ст.2)	3886,0	15,21
4. Витрати на відрядження	6% ст.1	550,55	2,16
Всього прямих витрат	(ст.1-ст.4)	14529,95	56,89
5. Накладні витрати	120% ст.1	11010,96	43,11
Кошторисна вартість	(ст.1-ст.5)	25540,91	100

Проекти автоматизованих систем підприємств є індивідуальними, тому на етапі НДДКР звичайно виконується реалізація системи для перевірки її працездатності і налагодження. По закінченні НДДКР система вважається працездатною і подальших витрат на її створення не передбачається.



8.3 Визначення собівартості виготовлення системи

8.3.1 Стаття витрат «Матеріали, напівфабрикати, покупні вироби»

До цієї статті відносять вартість усіх матеріалів (основні матеріали, що комплектують вироби, напівфабрикати та інше, що необхідно для виготовлення виробів), включаючи витрати на придбання і доставку їх на склад. Вартість матеріалів визначаємо по діючим оптовим цінам. Транспортно-заготівельні витрати складають 5% розрахункової вартості матеріалів.

В системі використовується обладнання, що випускається фірмою Texas Instruments.

Сума витрат на комплектуючі вироби визначається на підставі їхньої кількості і відповідних цін. Дані представлені в таблиці 8.3.

Розрахунок суми витрат на покупку комплектуючих виробів Таблиця 8.3

Назва виробу	Один. Виміру	Кіль-кість	*Ціна, грн.	Сума, грн.
1. Кардіопідсилювач AD620AN	Шт.	1	63,52	63,52
2. Джерело живлення MAX738	Шт.	1	40,55	40,55
3. Інтерфейс MAX232	Шт.		8,64	8,54
4. 12-розрядний АЦП MAX187	Шт.	1	250,40	250,40
5. Мікро ЕОМ AT89C51	Шт.	1	21,52	21,52
6. ОЗП AT29C512	Шт.	1	160,00	160,00
6. Кабель	Метр	5	2,00	10
РАЗОМ:				544,53
15. Транспортно-заготівельні роботи (5%)				27,23
Всього по статті:	571,76

* Ціни визначені за прайс - листами фірми “DIGIKEY” за квітень 2013 року



8.3.2 Витрати на розробку програмного продукту

Кошторис витрат на розробку програмного продукту включає розрахунок таких основних статей витрат:

Основна заробітна плата розробників

, грн. (8.8)

де М - місячний посадовий оклад розробника, грн. Оклад розробника складає 2000 грн. На розробку програми потрібно 1 програміст.

Тр - число робочих днів в місяці. Тр = 21.

t - число днів роботи трьох місяців, тобто 63 робочих дні.

З0=2000/21*63=6000 грн.

Додаткова заробітна плата розробників. Вона розраховується як 10% від основної заробітної плати розробників, тобто

Зд = Зо 0,1 грн. (8.9)

Зд = 6000 0,1 = 600 грн.

Нарахування на заробітну плату розробників

На 2013 рік нарахування на заробітну плату складають 38,5 % від суми основної та додаткової заробітної плати.

Нз = (Зо + Зд) 0,385 грн. (8.10)

Отже це складатиме: Нз = (6000 +600) 0,385 = 2541 грн.

Амортизація персональних комп'ютерів

Амортизаційні відрахування розраховуються за формулою



, грн. (8.11)

де Ц - балансова вартість персонального комп'ютера, грн., Ц = 5000

На - норма амортизації, % за рік. На = 15 %.

Т термін використання комп'ютера , цілі місяці. Т = 3.

К - кількість комп'ютерів.

грн.

Витрати на матеріали

Для розробки алгоритму і написання програми використовувались допоміжні матеріали, витрати які наведено в таблиці 8.4. Ціни на ці матеріали (з врахуванням ПДВ) взяті з періодичного видання “Бізнес” за 2013 рік.

Витрати на допоміжні матеріали Таблиця 8.4

Найменування матеріалу	Ціна, грн.	Витрачено, шт.	Сума, грн.
Папір	18,0	2	36,0
Флеш - пам'ять	2,0	8	16,0
Ручка	1,30	8	10,4
Олівець	0,65	4	2,6
Всього 65,0

Витрати на силову електроенергію

Розраховуються за формулою

Ве = В П Ф , грн. (8.12)

де В - вартість 1 кВт-години електроенергії, В = 0,84 грн/кВт; П - установлена потужність комп'ютерів та інших пристроїв, П = 0,350 кВт; Ф - фактична кількість годин роботи комп'ютерів та інших пристроїв при створенні програмного продукту, годин. Тривалість робочого дня 8 годин. За 63 робочих дні це складе: Ф = 8 63 = 504 годин. Отже

Ве = 0,84 0,350 504 = 148,2 грн.

Накладні витрати

Приймаються як 60% від основної заробітної плати Зо.

Він = 6000 0,6 = 3600 грн.

Загальні витрати на розробку програмного продукту

Сума всіх попередніх витрат дає загальні витрати на розробку програмного продукту.

В = Зо + Зд + Нз + А + Вм + Ве + Ві, грн. (8.13)

Отже В = 6000 +600 + 2541 + 187,5 + 65 + 148,2 +3600 = 13141,7 грн.

9.3.2 Визначення калькуляції собівартості монтажу системи

Визначимо фонд основної заробітної плати на основі даних про трудомісткість виготовлення обладнання і середніх тарифних ставок. Результат розрахунку фонду основної заробітної плати представлений в таблицях 8.5 і 8.6.

Розрахунок фонду основної заробітної плати за період виконання робіт по виготовленню та монтажу системи Таблиця 8.5

Вид робіт	Розряд	Годинна тарифна ставка грн.	Трудомісткість люд/год.	Заробітна плата, грн.
1. Підготовка обладнання	6	5,36	40,0	214,4
2. Свердління отворів	4	4,39	20,0	87,8
Всього				302,2

Фонд додаткової заробітної плати приймемо 10% фонду ОЗП, тоді:

грн. (8.14)

Обов'язкові відрахування складають 38,5% фонду оплати праці:

грн. (8.15)

грн. (8.16)

Приймемо витрати по утриманню та експлуатації регіональної мережі 40% фонду основної заробітної плати, загальногосподарські витрати -- 90% фонду основної заробітної плати. Невиробничі витрати приймемо 3% від суми виробничої собівартості; повну собівартість визначимо як суму заводської собівартості і невиробничих витрат. Приймемо рентабельність 25% і визначимо ціну приладу з урахуванням ПДВ (20%). Дані розрахунків приведені в таблиці 8.6.

Калькуляція собівартості монтажу системи Таблиця 8.6

Стаття витрат	Нарахування	Сума, грн
1. Комплектуючі і покупні вироби		571,76
2. Програмний продукт		13141,7
3. Основна заробітна плата		302,2
4. Додаткова заробітна плата	10% ст.3	30,22
5. Відрахування на соціальні потреби	38,5% ст.3+ст.4	124,13
6. Витрати на утримання і експлуатацію обладнання	40% ст.3	120,88
7. Загальногосподарські витрати	90% ст.3	271,98
8. Виробнича собівартість	(ст.1 - ст.7)	14562,87
9. Невиробничі витрати	3% ст.8	436,89
10. Повна собівартість	ст.8+ст.9	14999,76
11. Плановий прибуток	25% ст. 10	3749,94
12. ПДВ	20%(ст.10+ст.11)	3749,94
13. Ціна	(ст.10 - ст.12)	22499,64



8.4 Визначення експлуатаційних витрат нової системи

Витрати на електроенергію розраховуються по формулі

Ве = В П Ф Кп , грн/рік, (8.17)

де В - вартість 1 кВт-години електроенергії. В 2013 році В =0,84 грн/кВт;

П - встановлена потужність системи, П = 5 Вт;

Ф - фактична кількість годин роботи системи. Технологічний процес є безперервним, тому робота триває 24 години на добу.

Ф =24365= 8760 годин/рік;

Кп - коефіцієнт використання потужності, Кп = 0,97;

Ве = 0,84 0,005 8760 0,97 = 35,69 грн/рік.

Витрати на ремонт

Витрати на ремонт складають 5% від вартості системи.

Врем =22499,64 0,05 = 1125 грн/рік,

Сума витрат по всіх попередніх статтях дає розмір експлуатаційних витрат.

Е1 = Ве + Врем

Е1 = 35,69 + 1125 = 1160,69 грн/рік.

8.5 Визначення експлуатаційних витрат базової системи

Витрати на електроенергію. Розраховуються по формулі

Ве = В П Ф Кп , грн/рік, (8.18)

де В - вартість 1 кВт-години електроенергії. В 2013 році В = 0,84 грн/кВт;

П - встановлена потужність системи, П = 7 Вт;

Ф - фактична кількість годин роботи системи. Технологічний процес є безперервним, тому робота триває 24 годині на добу в 3 зміни по 8 годин кожна.

Ф =24365= 8760 годин/рік;

Кп - коефіцієнт використання потужності, Кп = 0,97;

Ве = 0,84 0,007 8760 0,97 = 49,96 грн/рік.

Витрати на ремонт

Витрати на ремонт складають 5% від вартості системи.

Врем = 45000 0,05 = 2250 грн/рік.,

Сума витрат по всіх попередніх статтях дає розмір експлуатаційних витрат.

Е2 = Ве + Врем = 49,96 + 2250 = 2299,96 грн/рік.

8.6 Розрахунок економічного ефекту від впровадження системи

Річний економічний ефект від експлуатації даної системи визначається зі співвідношенням:

грн. (8.19)

Е2 - експлуатаційні витрати при використанні аналога;

Е1 - експлуатаційні витрати при використанні нової системи.

Загальний ефект по приведеним витратам:

, Ен=0,15.

грн.

8.7 Термін окупності витрат

Розрахуємо термін окупності витрат за формулою

років.

В1 - витрати на виконання НДДКР;

В2 - собівартість монтажу системи;

В3 - вартість аналогічної системи;

Е - річний економічний ефект від експлуатації системи.

8.8 Техніко-економічні показники

Техніко - економічні показники розробленої системи наведено в таблиці 8.9.

Техніко-економічні показники Таблиця 8.9

Найменування показника	Показники
	Пристрій, який проектується	Аналог АСУ ТП	Відносний показник якості
Технічні показники
Напруга живлення, В	1210%	1210%
Режим роботи	Програмний	Програмний
Кількість дискретних сигналів	5	5	1
Споживана потужність, Вт	5	7	0,7
Показники надійності
Ймовірність безвідмовної роботи протягом 1000 годин	0,98	0,96	1,02
Середнє напрацювання на відмову, годин	73000	50000	1,46
Економічні показники
Витрати на НДДКР, грн.	25540	-	-
Повна собівартість, грн.	15000	-	-
Ціна системи, грн.	22500	45000	0,96
Експлуатаційні витрати для споживача за рік, грн.	1160	1550	0,75
Річний економічний ефект за експлуатаційними витратами, грн.	1139	-	-
Термін окупності, роки	0,7	-	-



ВИСНОВКИ

В дипломному проекті була розроблена автоматизована система автономної реєстрації ритму серцевих скорочень. Вона має високу ефективність розроблених технічних рішень і алгоритмів. Система має автономне живлення, що забезпечує її неперервну роботу на протязі тривалого часу. Вона має малі масу та габарити, проста в управлінні та обслуговуванні.

Реалізована система відповідає показникам, заданим в технічному завданні, відповідає вимогам надійності, має високі економічні показники.



ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

1. Анджей Дабровски, Барбара Добровски, Ричард Пиотрович. Суточное мониторирование ЭКГ. Техника исследований ЭКГ методом Холтера. - М.: Медпрактика, 2000 г.

2. Баевский Р.М., Балашов Ю.С. и др. Анализ вариабельности ритма сердца в системе контроля здоровья «Самоконтроль»//Cборник научных трудов «Впервые в медицине». -- С._Петербург, 1995. -- C. 15_16.

3. Иструментальные методы исследования сердечно-сосудистой системы (справочник).\под ред. Т.С. Виноградова. - М.: Медицина, 1986 г.

4. Нерода В.Я., Торбинский В.Э., Шлыков Е.Л. Однокристальные микроЭВМ MCS_51.-- М.: Диджитал Компонентс, 1995. -- 156 с.

5. Однокристальные микроЭВМ.-- М.: МИКАП, 1994. -- 400 с.

6. Рябыкина Г.В., Соболев А.В. Анализ вариабельности ритма сердца//Кардиология.-- 1996.-- №10. -- C. 87_97.



Додатки

Додаток 1

Структурна схема



Додаток 2

Функціональна схема



Додаток 3

Техніко-економічні показники

Найменування показника	Показники
	Пристрій, який проектується	Аналог АСУ ТП	Відносний показник якості
Технічні показники
Напруга живлення, В	1210%	1210%
Режим роботи	Програмний	Програмний
Кількість дискретних сигналів	5	5	1
Споживана потужність, Вт	5	7	0,7
Показники надійності
Ймовірність безвідмовної роботи протягом 1000 годин	0,98	0,96	1,02
Середнє напрацювання на відмову, годин	73000	50000	1,46
Економічні показники
Витрати на НДДКР, грн.	25540	-	-
Повна собівартість, грн.	15000	-	-
Ціна системи, грн.	22500	45000	0,96
Експлуатаційні витрати для споживача за рік, грн.	1160	1550	0,75
Річний економічний ефект за експлуатаційними витратами, грн.	1139	-	-
Термін окупності, роки	0,7	-	-

Размещено на Allbest.ru