Смарт-часы для определения деятельности работника в течение смены Российский патент 2024 года по МПК G04G17/00 

Смарт-часы могут использоваться для ношения сотрудниками на предприятии/предприятиях строительных/производственных/промышленных и прочих подобных, чтобы определять для каждой профессии, что делает человек: работает, ходит или простаивает. Также смарт часы могут определять состояние неподвижности, падения, а также могут сигнализировать о нахождении в той или иной зоне (например, опасной зоне, запретной зоне или зоне отдыха/рабочей и т.д.).

Смарт-часы или по-другому smart watch, являются относительно «молодой» технологией, которая имеет уже в наши дни большую популярность среди потребителей. Сама технология возникла в результате слияния функционала воедино трех устройств: наручных часов, стационарного компьютера и измерительных приборов таких как пульсометр, фитнес-трекеров, шагомеров и других. Обычно смарт часы включают датчики для измерения параметров тела (измерение пульса, температуры тела, артериального давления, датчик сна и так далее), микроэлементы и внутренняя составляющая - процессоры, контроллеры, слот MICROSD, слоты памяти и SIM-карт (имеются не на всех устройствах), аккумуляторы или батарейки и корпус из различных материалов, оснащенный микрофоном, камерой, USB-портом, дисплеем (Метелица, Н. С. Современная технология - смарт-часы / материалы студенческой научно-технической конференции, проводимой в рамках международного молодежного форума «Креатив и инновации 2022», 19-26 апреля 2022 г. / редкол.: А. В. Данильченко [и др.]. - Минск: БНТУ, 2022).

На предприятиях с несколькими производственными цехами и подсобными помещениями возникают проблемы в коммуникациях между работниками. Эта проблема проявляется особенно остро, когда задачи нужно ставить на несколько смен вперед. Мастера на производстве просто не успевают следить за исполнением задач.

В результате теряется время, отсутствует своевременная и точная информация о ходе исполнения и результатах работ, подчиненные зачастую могут и не знать о существовании задачи. Также отсутствует единая база, в которой можно было бы отслеживать историю обработки распоряжений. Для решения этих проблем применяют смарт-часы (Грива Е. В., Буторин И. Н., Валиев Л. Р. Информационная система для формирования распоряжений и контроля их исполнения персоналом // Инноватика-2022. - 2022. - С. 396-399).

Также смарт часы считаются лучшими средством для определения деятельности работника (Маклецова А. А. Цифровые системы мониторинга рабочих на строительной площадке // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. ВГ Шухова, посвященная 170-летию со дня рождения ВГ Шухова. - 2023. - С. 182-187).

Известны системы и методы для сбора информации и реагирования на активность рабочих электронных устройств из US 20160224925 A1 (04.08.2016) в которых используют смарт-часы для передачи данных о деятельности работника на сервер. Также известно устройство отслеживание активности сотрудников из US 20160260046 A1 (08.09.2016) в котором смарт часы могут включать в себя пользовательский интерфейс, сенсорный модуль и устройство для ввода данных пользователя.

При этом в известных заявках US 20160224925 A1 (04.08.2016) и US 20160260046 A1 (08.09.2016) не рассматривается техническое выполнение смарт-часов, которое бы позволило оптимальным образом осуществлять определение деятельности работника.

Наиболее близкими к заявленному изобретению являются смарт-часы Exon Watch для объективного контроля за сотрудниками на рабочих местах. Часы распознают сотрудников по биометрическим данным, передают информацию об их точном местонахождении на объекте и обеспечивают безопасность, оперативно отправляя сигналы тревоги (https://files.sk.ru/navigator/company_files/1122609/1606391894_Exon_smart-watch.pdf).

Недостатками Exon Watch являются отсутствие функций распознавания активности по типам и подтипам, а также отсутствие энергосберегающего процессора и радиоканала связи LoraWAN низкого энергопотребления и дальнего радиуса действия. Также у Exon Watch отсутствуют такие экстренные функции, как детекция неподвижности и падения с высоты, что очень важно для обеспечения безопасности работ. Также дисплей часов Exon Watch не утоплен в корпус, что повышает риск повреждения защитного стекла и самого дисплея часов.

Таким образом, задачами настоящей группы изобретений являются разработка смарт-часов и системы с ними взаимодействующей, которые способны автономно работать от литий-полимерного аккумулятора в течение всей рабочей смены, в интервале до 24 часов непрерывной работы; заряжаться через магнитные контакты от 5В, 300мА; работать с NFC картами/метками, чтобы запускать рабочую смену; останавливать рабочую смену при постановке на зарядку; обмениваться данными с сервером; записывать данные с датчиков на флеш-память; определять данные в виде неподвижности/падения работника и отправлять определенные данные на сервер; по комбинации кнопок отравлять тревожный сигнал на сервер; сканировать BLE-метки и анализировать, к какой метке часы находятся ближе; отправлять экстренный данные, а также для анализировать деятельность работника в течение рабочей смены, выявлять экстренные ситуации, определять нахождение работника в течение рабочей смены.

Техническим результатом заявленной группы изобретений является разработка смарт-часов для определения деятельности работника, которые позволят получать более точную информацию о деятельности работника в течение смены.

Также техническим результатом является разработка серверного программного обеспечения, используемого для обеспечения взаимодействия с разработанными смарт-часами, для анализа видов деятельности работников в течение рабочих смен, выявления экстренных ситуаций, определения точного нахождения работников в течение рабочих смен.

Технический результат достигается тем, что смарт-часы для определения деятельности работника в течение смены, состоящие из корпуса с ремешками, оптического датчика, механических кнопок, аккумулятора, акселерометра, гироскопа, цветного дисплея и защитного стекла содержат корпус выполненный из соединенных между собой винтами пластиковых верхней и нижней частей и алюминиевой средней части, нижняя часть корпуса содержит магниты для зарядки аккумулятора и пружинные контакты для обеспечения контакта с центральной платой, а также для контакта часов с зарядной станцией, в нижней части корпуса выполнены прозрачные стекла для оптического датчика, выполненного с возможностью записи отраженного от кожи человека сигнала светодиодов оптического датчика, напротив прозрачных стекол для оптического датчика приклеена плата оптического датчика с разъемом, для подключения к центральной плате, средняя часть корпуса содержит гибкую плату с тремя механическими кнопками, подведенными к кнопкам на гибкой плате, установленной на пластиковый держатель для аккумулятора, и разъемом для подключения к центральной плате для передачи информации о нажатии на механические кнопки на процессор, пластиковый держатель для аккумулятора, аккумулятор со шлейфом для подключения к центральной плате и твердую центральную плату, содержащую чип включающий Wi-Fi модуль для передачи данных о состоянии смарт-часов за всю рабочую смену на сервер и получения данных от сервера, Bluetooth модуль для осуществления контроля данных, получаемых с окружающих смарт часы других Bluetooth устройств. Процессор, используемый для сбора данных, осуществления обмена данными с сопроцессором, а также формирования графической информации, передающейся для отображения на цветной дисплей, управления звуковой индикацией через пьезоизлучатель и виброиндикацией через вибромотор, а также содержащую акселерометр и гироскоп, для распознавания типов активности работника, сопроцессор для анализа данных полученных акселерометром и гироскопом, NFC модуль для валидации работника, записи и чтения информации для настройки смарт-часов, сканирования NFC-пассивных меток и активных устройств для обмена данными между ними, LoraWAN модуль для отправки экстренных данных о деятельности работника и сигнала тревоги на сервер, флэш-память, для записи данных акселерометра, гироскопа и оптического датчика, микросхему управления питанием, которая содержит модуль зарядки литиевых аккумуляторов и стабилизаторы напряжения, для обеспечения бесперебойного питания схем смарт-часов, вибромотор для виброиндикации и пьезоизлучатель для звуковой индикации, разъемы для подключения гибкой платы с тремя механическими кнопками, платы оптического датчика, платы с комбинированной антенной, верхняя часть корпуса содержит плату с комбинированной антенной для передачи данных с помощью Wi-Fi, LoraWAN и NFC, цветной дисплей, для индикации статусов работы смарт-часов и визуальным управлением настройками смарт-часов, со шлейфом для подключения к центральной плате, установленный на плату с комбинированной антенной, защитное стекло, установленное на цветной дисплей, соединенное с верхней пластиковой деталью крышки часов, накладное пластиковое кольцо, для визуальной идентификации смарт-часов без их включения.

Также технический результат достигается посредством системы для определения деятельности работника включающая сервер, выполненный с возможностью получения данных от смарт-часов по любому описанном ниже из вариантов, для анализа деятельности работника в течение рабочей смены, выявления экстренных ситуаций и определения местоположения работника в течение рабочей смены.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором определение деятельности работника включает определение работает, ходит или стоит работник.

Возможен вариант выполнения, в котором смарт-часы выполнены с возможностью определять состояние падения работника.

Возможен вариант выполнения, в котором смарт-часы выполнены с возможностью сигнализировать о местоположении работника.

Возможен вариант выполнения, в котором смарт-часы выполнены с возможность отправки сигнала тревоги.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором между частями корпуса расположены силиконовые прокладки для герметизации корпуса.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором корпус выполнен пыленепроницаемым и с возможностью погружения на глубину под воду до 1 м.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором NFC модуль для валидации работника выполнен с возможностью считывания NFC-карты работника или NFC-метки работника.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором экстренные данные включают данные показывающие, что в течение рабочей смены работник находился в неподвижности или упал.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором экстренные данные включают данные показывающие, что работник заходил в рабочую запретную или опасную зону.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором определение деятельности работника включает определение подтипов деятельности в виде переноски, курения, питья, использования смартфона, перемещения по вертикальным лестницам, жестикулирование руками.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором аккумулятор выполнен призматическим, литий полимерным, с емкостью 320мА*ч.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором в качестве активных устройств для обмена данными между ними используются смартфоны и иные портативные устройства, которые поддерживают технологию обмена данными по стандартам NFC.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором в качестве окружающих смарт-часы устройств (например BLE метки, передающие данные на Bluetooth модуль), расположенных в различных географических областях рабочих зон, могут быть использованы для определения географического положения смарт-часов.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором цветной дисплей выполнен в виде AMOLED дисплея диагональю 3.302 см.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором данные передаваемых с окружающих устройств Bluetooth модулем включают рекламные пакеты протокола BLE.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором информация, полученная NFC для настройки смарт-часов, включает информацию о точке доступа Wi-Fi и URL адресе сервера.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором настройки смарт часов полученные по NFC включают назначение и выбор бригадира, обновления настроек, включающие настройку типа рабочей специальности, для точной настройки поведения смарт-часов во время рабочей смены.

Возможен вариант выполнения смарт-часов, в котором индикация статусов работы смарт часов включает вывод данных об уровне заряда аккумулятора, статусе зарядка аккумулятора, текущем времени, данных о состоянии передачи данных, данных о статусе работы смарт-часов и выгрузке данных на сервер, а также информация о простое, о технических неполадках.

Повышение точности информации о деятельности работника в течение смены обусловлено разработанным заявляемым расположением выбранных элементов в корпусе смарт-часов, размещенных в одном корпусе, с возможностью взаимодействия друг с другом заявляемым образом. Выполнение центральной платы с процессором и сопроцессором обеспечивает низкое энергопотребление устройства и быстрый анализ данных, а также сохранение результатов анализа во флеш-память смарт-часов, что обеспечивает актуальную передачу информации на сервер в течение смены и сохранение заряда аккумулятора на всю смену, в течение периода до 24 часов, повышая тем самым точность определения деятельности работника в течение смены. Выполнение же твердой центральной платы с модулями, Wi-Fi, Bluetooth, NFC, LoraWAN обеспечивает компактное использование места, на плате позволяя разместить все элементы в часах, при этом сохраняя их защитные свойства, и делая смарт-часы комфортными для выполнения работ при их ношении. Распределение заявленных функций между модулями Wi-Fi, Bluetooth, NFC, LoraWAN обеспечивает оптимизацию времени расчета и уменьшения объема и времени передаваемых на сервер данных, а также на потребление используемой электроэнергии представленной зарядом аккумулятора, что обеспечивает актуальную передачу информации на сервер в течение смены и сохранение заряда аккумулятора на всю смену, повышая тем самым точность определения деятельности работника в течение смены.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображены в изометрии смарт-часы в сборе, обращенные дисплеем вверх.

На фиг.2 изображены в изометрии смарт-часы в сборе, обращенные дисплеем вниз.

Сущность проверяемого решения дополнительно поясняется фиг.3, на которой отдельными позициями обозначено следующее:

1 - чип, включающий WiFi модуль, Bluetooth модуль и процессор;

2 - сопроцессор;

3 - NFC;

4 - LoraWAN модуль;

5 - флеш-память;

6 - акселерометр и гироскоп;

7 - микросхема управления питанием;

8 - вибромотор;

9 - пьезоизлучатель;

10 - AMOLED цветной дисплей, 1.3 дюйма;

11 - аккумулятор 320 мА*ч;

12 - комбинированная антенна антенной для передачи данных с помощью WiFi, LoraWAN и NFC;

13 - механические кнопки, 3шт;

14 - защитное стекло;

15 - магниты для зарядки;

16 - пружинные контакты;

17 - плата оптического датчика;

18 - прозрачные стекла для оптического датчика;

19 - алюминиевая средняя часть корпуса;

20 - пластиковый держатель для аккумулятора;

21 - нижняя пластиковая часть корпуса;

22 - верхняя пластиковая часть корпуса;

23 - накладное пластиковое кольцо;

24 - винты;

25 - гибкая плата с тремя механическими кнопками;

26 - центральная плата;

27 - силиконовые прокладки.

Осуществление изобретения

Смарт-часы для определения деятельности работника, состоят из корпуса с механическими кнопками и ремешками, оптического датчика, механических кнопок, аккумулятора, акселерометр, гироскопа, цветного дисплея и защитного стекла.

Под определением деятельности работника подразумевается определение типа активности, а именно работает ли, ходит или стоит человек. Также возможно определение подтипов активности, таких как перенос грузов, движение по вертикальным лестницам, работа с веревкой, курение, использование телефона, питье, активное жестикулирование руками и другое. Для этого используется распознавание данных с инерциальных датчиков в виде акселерометра и гироскопа, которое позволяет с использованием методов машинного обучения различать как приведенные выше виды активности, так и множество дополнительных видов, в зависимости от типов рабочих и инженерных специальностей. Данные собираются сопроцессором с микросхемы, акселерометра и гироскопа, предварительно обрабатываются на сопроцессоре, для оптимизации времени расчета и уменьшения объема и времени передаваемых на сервер данных. Далее данные передаются на сервер по беспроводному каналу связи Wi-Fi. На сервере первично обработанные данные дополнительно обрабатываются методами машинного обучения и трактуются в конкретные временные интервалы с указанными активностями.

Также смарт часы могут определить состояние падения работника, на основании данных с акселерометра по длительности и значению перегрузок, которые возникают в процессе свободного падения.

Возможен вариант выполнения, в котором смарт-часы выполнены с возможностью сигнализировать о нахождении работника в различных географически распределенных зонах, например, различных рабочих зонах, административных помещениях, цехах, проходных, столовых, курилках, рядом с различными объектами на открытой и закрытой территориях, на основании данных с BLE-меток (в радиусе действия которых находятся смарт-часы). Процессор смарт-часов использует встроенный модуль BLE. В режиме сканирования модуль BLE собирает данные по меткам, которые были обнаружены в радиусе действия часов и с помощью алгоритмов определяется BLE-метка, которая находится ближе всего к смарт-часам.

Возможен вариант выполнения, в котором смарт-часы выполнены с возможностью отправки сигнала тревоги, для этого есть несколько вариантов, например, пользователь должен нажать специальную комбинацию кнопок на смарт-часах после чего процессор инициирует подключение к серверу по одному из беспроводных каналов Wi-Fi или LoraWAN и отправляет сигнал тревоги на сервер. Также процессор дополнительно сохраняет данное событие себе в память для дальнейшей передачи на сервер. Кроме того, возможна отправка сигнала тревоги при выполнении предварительно настроенных условий, например, детекции падения человека, отсутствия пульса и других состояний.

При этом корпус выполнен из соединенных между собой винтами пластиковых деталей верхней и нижней частей и алюминиевой средней части. Указанное выполнение обеспечивает удобство при сборке корпуса, алюминиевая часть обеспечивает повышенную прочность конструкции.

Нижняя часть корпуса содержит магниты для удобного крепления к зарядке аккумулятора и пружинные контакты для обеспечения подключения магнитной зарядки. Магниты обеспечивают плотное прилегание смарт-часов к контактам зарядной станции, а погопины (пружинные контакты) обеспечивает надежную герметизацию всего устройства.

В нижней части корпуса используются прозрачные стекла для оптического датчика, напротив прозрачных стекол для оптического датчика закреплена плата оптического датчика с разъемом для подключения к центральной плате. Данное исполнение обеспечивает получение отраженного сигнала от поверхности кожи человека для проведения дальнейшего анализа собираемых данных, таких как частота сердечных сокращений, вариабельность сердечных сокращений, частота дыхания, давление, уровень оксигенации крови и других данных, которые могут быть получены в результате анализа данных.

Средняя часть корпуса содержит гибкую плату с тремя механическими кнопками, подведенными к кнопкам на гибкой плате, для передачи информации о нажатии на механическую кнопку на процессор и разъемом для подключения к центральной плате. Данное выполнение обеспечивает прилегание изогнутой платы кнопок к поверхности алюминиевого корпуса и обеспечивает корректное прилегание электрических кнопок на гибком шлейфе к механическим кнопкам на алюминиевой детали часов. Чтобы обеспечить такие функции как: включение/выключение смарт-часов, навигацию по меню вверх/вниз, а также иные варианты для управления интерфейсом смарт-часов. Для основных действий используются 3 кнопки. Средняя часть корпуса содержит пластиковый держатель для аккумулятора и аккумулятор со шлейфом для подключения к центральной плате.

Возможны варианты, в которых аккумулятор выполнен призматическим, литий полимерным, с емкостью 320 мА*ч.

Средняя часть корпуса содержит твердую центральную плату, содержащую чип процессора со встроенным Wi-Fi и Bluetooth модулями. Использование такого высоко интегрированного чипа обеспечивает более компактное использование места на плате, а также предоставляет быстрый доступ к управлению встроенными в чип модулями Wi-Fi и Bluetooth.

Средняя часть корпуса содержит акселерометр и гироскоп для распознавания типов активности работника. Данное выполнение обеспечивает центрирование координат для акселерометра и гироскопа, совмещая оси вращения смарт-часов с осями вращения акселерометра и гироскопа, для более точного определения различных движений часов. Также данное выполнение экономит свободное место на центральной плате.

Типы активности работника классифицируются на три основных типа активности, такие как работа, простой и перемещение. Типы активности являются настраиваемыми, они могут включать различные подтипы активностей. Например, такие подтипы, как ходьба, перемещение по вертикальным лестницам, перенос вещей, курение, питье, использование смартфона, активное жестикулирование руками и другие подтипы. Подтипы могут быть добавлены или изменены для различных типов рабочих или инженерных специальностей и в дальнейшем объединены в типы активности. Подтипы активности определяются с помощью методов машинного обучения, которые используют большой объем предварительно записанных данных с акселерометра и гироскопа, которые были сгруппированы по подтипам. По итогам завершения процесса обучения модели машинного обучения получается обученная система машинного обучения, которая на основе полученных данных с акселерометра и гироскопа и информации, полученной в результате обучения, позволяет определять к какому подтипу активности соответствуют получаемые данные. После определения подтипа активности определяется тип активности. В результате система может определять тип активности работника. Активности могут быть добавлены в систему машинного обучения посредством обновления, дообучения системы на основе новых, предварительно записанных, данных с акселерометра и гироскопа.

Средняя часть корпуса содержит сопроцессор для анализа данных, полученных акселерометром и гироскопом. Данное выполнение обеспечивает низкое энергопотребление устройства и быстрый анализ данных, а также сохранение результатов анализа во флеш-память смарт-часов.

Средняя часть корпуса содержит NFC модуль для валидации работника, LoraWAN модуль для отправки экстренных данных о деятельности работника и сигнала тревоги на сервер, а также флэш-память для записи данных акселерометра, гироскопа и оптического датчика и микросхему управления питанием. Микросхема управления питанием содержит модуль зарядки литиевых аккумуляторов, а также стабилизатор напряжения, которые питают микросхемы смарт-часов. Микросхема управления питанием является программируемой микросхемой, что позволяет настраивать значения рабочих напряжений и работать с разными видами напряжений литиевых аккумуляторов.

Экстренные данные могут включать данные показывающие, что в течение рабочей смены работник находился в неподвижности или упал. Вывод о том, что работник находился в неподвижности или упал, смарт-часы делают на основании данных с акселерометра и гироскопа и с помощью алгоритмов, реализованных в сопроцессоре.

Экстренные данные могут включать данные показывающие, что работник заходил в рабочую запретную (для данного работника) или опасную (представляющую опасность для жизни и здоровья данного работника) зону. Вывод о том, что работник заходил в рабочую, запретную, опасную или любую другую предварительно настроенную зону делают на основании передаваемых посредством BLE-меток данных, которые принимаются модулем BLE и обрабатываются процессором. Процессор считывает типы меток, которые передаются в рекламных пакетах BLE-меток или в других данных и может определить к какой зоне относится BLE-метка. Рекламные пакеты используются для обеспечения энергоэффективности, поскольку позволяют уменьшить время взаимодействия с BLE меткой, избегая отправки дополнительных запросов на метку со стороны смарт часов. Если BLE-метка относится к зоне, у которой настроено информирование о входе в эту зону, например, опасной или запретной зоне, то процессор включает один из двух радиоканалов Wi-Fi или LoraWAN и отправляет экстренное сообщение на сервер. Кроме того, процессор дополнительно сохраняет данное событие себе в память для дальнейшей передачи информации на сервер.

При этом модуль для валидации работника выполнен с возможностью считывания NFC-карты работника или NFC-метки работника.

Средняя часть корпуса содержит вибромотор для тактильного вида индикации в виде вибрации.

Средняя часть корпуса содержит пьезоизлучатель для звукового вида индикации.

Средняя часть корпуса содержит разъемы для подключения гибкой платы с тремя механическими кнопками, платы оптического датчика, платы с комбинированной антенной.

Верхняя часть корпуса содержит гибкую плату с комбинированной антенной для передачи данных с помощью Wi-Fi, LoraWAN и NFC. По Wi-Fi передаются данные о состоянии смарт-часов, например, о начале и окончании рабочей смены, также в зависимости от настроек системы могут передаваться данные о различных, включая экстренные, событиях. Также Wi-Fi используется для передачи данных об активности смарт-часов за всю рабочую смену. Кроме этого, по Wi-Fi осуществляется беспроводное обновление программного обеспечения смарт-часов. Через LoraWAN осуществляется передача данных об различных, включая экстренные, событиях. Посредством технологии NFC осуществляется запись и чтение различной информации для настройки смарт-часов, например, информация о точке доступа Wi-Fi, URL адреса сервера. Осуществляется сканирование NFC-пассивных меток и активных устройств для обмена данными между ними. Гибкая плата установлена на пластиковый держатель для аккумулятора и соединённую с центральной платой через разъем.

Верхняя часть корпуса содержит цветной дисплей для индикации статусов работы смарт-часов и визуального управления настройками смарт-часов. На дисплей выводятся данные об уровне заряда аккумулятора, статусе заряда аккумулятора, текущем времени, данные о состоянии передачи данных, данные о статусе работы часов и выгрузке данных на сервер и другая информация в зависимости от настроек системы. Дисплей имеет шлейф для подключения к центральной плате, установленный на плату с комбинированной антенной.

Возможны варианты, в которых цветной дисплей выполнен в виде AMOLED дисплея диагональю, 1.3 дюйма (3.302 см).

Верхняя часть корпуса содержит защитное стекло, установленное на цветной дисплей, соединенное с верхней пластиковой деталью крышки часов.

Верхняя часть корпуса содержит накладное пластиковое кольцо для возможности визуально различать (идентифицировать), например, одни лежащие на стойке со смарт часами смарт-часы, например, первые или первого типа, от других смарт часов, например, второго типа, без включения смарт-часов.

Возможен вариант выполнения смарт часов, в котором между верхней, средней и нижними частями корпуса расположены силиконовые прокладки для герметизации корпуса и корпус выполнен по стандарту IP67, т.е. выполнен пыленепроницаемым и с возможностью кратковременного погружения в воду на глубину до 1 м.

Система для определения деятельности работника включает сервер, выполненный с возможностью получения данных от разработанных смарт-часов, для анализа деятельности работника в течение рабочей смены, выявления экстренных ситуаций, определения нахождения работника в течение рабочей смены.

Работают смарт-часы следующим образом.

Смарт-часы должны быть заряжены, прежде чем их начнут использовать. Для этого необходимо положить смарт-часы на зарядку, дождаться пока они будут показывать 100% на своем экране. После чего смарт-часы готовы к использованию. Также смарт-часы можно использовать и не полностью заряженными. Но время работы их будет соответственно ниже.

Далее работник снимает часы с зарядки, после чего смарт-часы автоматически подключаются к WiFi точке доступа, которая находится рядом со смарт-часами, включается NFC модуль в режим чтения.

После этого работник прикладывает к часам NFC-карту или метку, часы её считывают. Проверяют, что карта валидная и переходят в режим «На смене» и перезагружаются.

Далее часы одеваются работнику на его рабочую руку (например, ту, в которой он держит молоток, отвертку, пилу и т.п.), на запястье руки.

Далее работник носит часы всю рабочую смену.

Если в течение рабочей смены работник находился в неподвижности или упал, то устройство отправит экстренный сигнал тревоги. Если пользователь заходил в рабочую запретную/опасную зону, то часы это заметят и также отправят экстренный сигнал тревоги на сервер. Также пользователь может самостоятельно отправить сигнал тревоги - SOS.

Взаимодействие всех элементов, которые входят в состав смарт-часов, осуществляется следующим образом.

Аккумулятор 11, расположенный под центральной платой 26, находится в пластиковом держателе для аккумулятора 20 и подключен к центральной плате 26 через свой гибкий шлейф, который входит в состав аккумулятора 11.

Питание на аккумулятор 11 подаётся через пружинные контакты 16, а прилегание часов к зарядке обеспечивают магниты для зарядки 15, которые вклеиваются в нижнюю пластиковую часть корпуса 21.

Пружинные контакты 16 имеют контакт с центральной платой 26 и подключены через плату к микросхеме управления питанием 7.

Питание на центральную плату 26 с аккумулятора 11 приходит через шлейф аккумулятора. Сопряжение шлейфа аккумулятора 11 и центральной платы 26 осуществляется с использованием разъема.

На центральной плате 26 питание с аккумулятора 11 подводится к микросхеме управления питания 7, которая позволяет осуществлять зарядку аккумулятора 11, а также формирует выходы с питанием для всех микросхем, которые используются в часах.

Управление микросхемой питания 7 осуществляется с чипа 1, который может задавать необходимые рабочие напряжения и токи для выходов питания всех чипов, формировать токи и напряжения для зарядки аккумулятора 11, а также отдавать значения уровня заряда аккумулятора в цифровом виде.

Чип 1 осуществляет непосредственное управление LoraWAN-модулем 4, AMOLED цветным дисплеем 10, микросхемой управления питания 7, гибкой платой кнопок 25, встроенным в чип 1 модулем WiFi и Bluetooth, а также сопроцессором 2.

Сопроцессор 2 осуществляет непосредственное управление NFC 3, флеш-памятью 5, акселерометром и гироскопом 6, платой оптического датчика 17, пьезоизлучателем 9 и вибромотором 8.

Обмен данными между чипом 1 и сопроцессором 2 реализован по внутреннему протоколу. По данному протоколу осуществляет управление NFC 3, пьезоизлучателем 9 и вибромотором 8. Также осуществляет управление началом/окончанием записи данных с датчиков и обработка данных с акселерометра и гироскопа 6, платы оптического датчика 17, содержащего светодиоды, а также чтения/записи данных с флеш-памяти 5 через сопроцессор 2.

Модуль WiFi и модуль Bluetooth, которые входят в состав чипа 1, подключены к комбинированной антенне 12 и получают/отправляют через неё данные на сервер.

LoraWAN-модуль 4 подключен к комбинированной антенне 12, и под управлением чипа 1, получает/отправляет через неё данные на сервер.

NFC 3 подключен к комбинированной антенне 12, и под управлением сопроцессора 2, обменивается через неё данным с пассивной меткой или активным устройством.

Плата оптического датчика 17 приклеивается к нижней пластиковой части корпуса 21 и подключается к центральной плате 26 через разъём.

Силиконовая прокладка 27 устанавливается в алюминиевую среднюю часть корпуса 19 для обеспечения герметичности часов, в том числе от попадания в корпус воды и пыли.

Винты 24 прикручивают нижнюю пластиковую деталь 21 к алюминиевой средней части корпуса 19, фиксируют пластиковый держатель для аккумулятора 20 в алюминиевой средней части корпуса 19, а также фиксируют центральную плату 26 на пластиковом держателе для аккумулятора 20.

Защитное стекло 14 клеится на AMOLED цветной дисплей 10, и весь этот модуль сначала вклеивается в верхнюю пластиковую часть корпуса 22, а уже верхняя пластиковая часть корпуса 22 клеится на алюминиевую среднюю часть корпуса 19.

Накладное пластиковое кольцо 23 клеится на верхнюю пластиковую часть корпуса 22 и за счёт разного цвета этого пластикового кольца, позволяет быстро отличать одни часы от других смарт-фасов, например, такого же или схожего внешнего вида.

В конце рабочего дня, работник приходит сдать часы. Он снимает часы с запястья и кладет их на зарядку. Часы предлагают уйти со смены. После чего автоматически сами заканчивают смену. Часы после окончании смены, выгружают записанные данные в течение смены по WiFi на сервер.

Часы на зарядке перезагружаются и начинается их зарядка.

Испытания разработанных смарт-часов и системы с сервером, показали надежную работу заявленных часов на строительных объектах при выполнении рабочими различных видов деятельности. Смарт-часы/отдельные модули смарт-часов не ломались/не разряжались/ и не переставали выполнять свои функции по передачи информации о деятельности работника в течение смены. Получаемые сервером данные со смарт-часов о деятельности работников подтверждали полученные данные о той деятельности, которую проводили работники.

Определение деятельности работника включало определение работает, ходит или стоит работник, а также местоположение и падение работника. Также четко идентифицировались виды деятельности: переноска, курение, питье, использование смартфона, перемещение по вертикальным лестницам, жестикулирование руками. При испытаниях NFC модуль успешно валидировал в одних случаях NFC-карты работника, в других NFC-метки работника.

Также рабочие испытывающие прототипы заявленных смарт часов отметили удобство работы с ними при их ношении. Смарт-часы не мешали выполнять рабочим свою деятельность и не вызывали трудности при их ношении в течение всей смены.

Проведенные испытания подтвердили, что разработанные смарт-часы для определения деятельности работника позволяют получать более точную информацию о деятельности работника в течение всей смены, а также выявлять экстренные ситуации, определять точное нахождения работника в течение рабочей смены.

Использование: изобретение относится к компьютерной технике и может использоваться для ношения сотрудниками на предприятии/предприятиях строительных/производственных/промышленных и прочих подобных, чтобы определять для каждой профессии, что делает человек: работает, ходит или простаивает. Смарт-часы для определения деятельности работника в течение смены состоят из корпуса с ремешками, оптического датчика, механических кнопок, аккумулятора, акселерометра, гироскопа, цветного дисплея и защитного стекла. Верхняя часть корпуса содержит плату с комбинированной антенной для передачи данных с помощью Wi-Fi, LoraWAN и NFC, цветной дисплей для индикации статусов работы смарт-часов и визуального управления настройками смарт-часов со шлейфом для подключения к центральной плате, установленным на плату с комбинированной антенной, защитное стекло, установленное на цветной дисплей, соединенное с верхней частью накладное пластиковое кольцо для визуальной идентификации смарт-часов без их включения. Система для определения деятельности работника включает сервер, выполненный с возможностью получения данных от смарт-часов, для анализа деятельности работника в течение рабочей смены, выявления экстренных ситуаций и определения местоположения работника в течение рабочей смены. Технический результат: разработка смарт-часов для определения деятельности работника и системы для определения деятельности работника, которые позволят получать более точную информацию о деятельности работника в течение смены. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Смарт-часы для определения деятельности работника в течение смены, состоящие из корпуса с ремешками, оптического датчика, механических кнопок, аккумулятора, акселерометра, гироскопа, цветного дисплея и защитного стекла, отличающиеся тем, что корпус выполнен из соединенных между собой винтами пластиковых верхней и нижней частей и алюминиевой средней части, нижняя часть корпуса содержит магниты для зарядки аккумулятора и пружинные контакты для обеспечения контакта с центральной платой, а также для контакта часов с зарядной станцией, в нижней части корпуса выполнены прозрачные стекла для оптического датчика, выполненного с возможностью записи отраженного от кожи человека сигнала светодиодов оптического датчика, напротив прозрачных стекол для оптического датчика приклеена плата оптического датчика с разъемом для подключения к центральной плате, средняя часть корпуса содержит гибкую плату с тремя механическими кнопками, подведенными к кнопкам на гибкой плате, установленной на пластиковый держатель для аккумулятора, и разъемом для подключения к центральной плате для передачи информации о нажатии на механические кнопки на процессор, пластиковый держатель для аккумулятора, аккумулятор со шлейфом для подключения к центральной плате и твердую центральную плату, содержащую чип, включающий Wi-Fi модуль для передачи данных о состоянии смарт-часов за всю рабочую смену на сервер и получения данных от сервера, Bluetooth модуль для осуществления контроля данных, передаваемых с окружающих устройств, и процессор для сбора данных, осуществления обмена данными с сопроцессором, а также формирования графической информации, передающейся для отображения на цветной дисплей, управления звуковой индикацией через пьезоизлучатель и виброиндикацией через вибромотор, а также содержащую акселерометр и гироскоп для распознавания типов активности работника, сопроцессор для анализа данных, полученных акселерометром и гироскопом, NFC модуль для валидации работника, записи и чтения информации для настройки смарт-часов, сканирования NFC-пассивных меток и активных устройств для обмена данными между ними, LoraWAN модуль для отправки экстренных данных о деятельности работника и сигнала тревоги на сервер, флэш-память для записи данных акселерометра, гироскопа и оптического датчика, микросхему управления питанием, которая содержит модуль зарядки литиевых аккумуляторов и стабилизаторы напряжения, для обеспечения бесперебойного питания схем смарт-часов, вибромотор для виброиндикации и пьезоизлучатель для звуковой индикации, разъемы для подключения гибкой платы с тремя механическими кнопками, платы оптического датчика, платы с комбинированной антенной, верхняя часть корпуса содержит плату с комбинированной антенной для передачи данных с помощью Wi-Fi, LoraWAN и NFC, цветной дисплей для индикации статусов работы смарт-часов и визуального управления настройками смарт-часов, со шлейфом для подключения к центральной плате, установленным на плату с комбинированной антенной, защитное стекло, установленное на цветной дисплей, соединенное с верхней пластиковой деталью крышки часов накладное пластиковое кольцо, для визуальной идентификации смарт-часов без их включения.

2. Смарт-часы по п. 1, отличающиеся тем, что определение деятельности работника включает определение работает, ходит или стоит работник.

3. Смарт-часы по п. 1 или 2, отличающиеся тем, что выполнены с возможностью определять состояние падения работника.

4. Смарт-часы по любому из пп. 1-3, отличающиеся тем, что выполнены с возможностью сигнализировать о местоположении работника.

5. Смарт-часы по любому из пп. 1-4, отличающиеся тем, что выполнены с возможностью отправки сигнала тревоги.

6. Смарт-часы по любому из пп. 1-5, отличающиеся тем, что между частями корпуса расположены силиконовые прокладки для герметизации корпуса.

7. Смарт-часы по п. 6, отличающиеся тем, что корпус выполнен пыленепроницаемым и с возможностью погружения на глубину под воду до 1 м.

8. Смарт-часы по любому из пп. 1-7, отличающиеся тем, что NFC модуль для валидации работника выполнен с возможностью считывания NFC-карты работника или NFC-метки работника.

9. Смарт-часы по любому из пп. 1-8, отличающиеся тем, что экстренные данные включают данные, показывающие, что в течение рабочей смены работник находился в неподвижности или упал.

10. Смарт-часы по любому из пп. 1-9, отличающиеся тем, что экстренные данные включают данные, показывающие, что работник заходил в рабочую запретную или опасную зону.

11. Смарт-часы по п. 2, отличающиеся тем, что определение деятельности работника включает определение подтипов деятельности в виде переноски, курения, питья, использования смартфона, перемещения по вертикальным лестницам, жестикулирование руками.

12. Смарт-часы по любому из пп. 1-11, отличающиеся тем, что аккумулятор выполнен призматическим, литий полимерным, с емкостью 320мА*ч.

13. Смарт-часы по любому из пп. 1-12, отличающиеся тем, что в качестве активных устройств для обмена данными между ними используются смартфоны и иные портативные устройства, которые поддерживают технологию обмена данными по стандартам NFC.

14. Смарт-часы по любому из пп. 1-13, отличающиеся тем, что в качестве окружающих смарт-часы устройств, например BLE метки, передающие данные на Bluetooth модуль, расположенных в различных географических областях рабочих зон, могут быть использованы для определения географического положения смарт-часов.

15. Смарт-часы по любому из пп. 1-14, отличающиеся тем, что цветной дисплей выполнен в виде AMOLED дисплея диагональю 3.302 см.

16. Смарт-часы по любому из пп. 1-15, отличающиеся тем, что данные передаваемых с окружающих устройств Bluetooth модулем включают рекламные пакеты протокола BLE.

17. Смарт-часы по любому из пп. 1-16, отличающиеся тем, что информация, полученная NFC для настройки смарт-часов, включает информацию о точке доступа Wi-Fi и URL адресе сервера.

18. Смарт-часы по любому из пп. 1-17, отличающиеся тем, что настройки смарт-часов, полученные по NFC, включают назначение и выбор бригадира, обновления настроек, включающие настройку типа рабочей специальности для точной настройки поведения смарт-часов во время рабочей смены.

19. Смарт-часы по любому из пп. 1-18, отличающиеся тем, что индикация статусов работы смарт-часов включает вывод данных об уровне заряда аккумулятора, статусе зарядка аккумулятора, текущем времени, данных о состоянии передачи данных, данных о статусе работы смарт-часов и выгрузке данных на сервер, а также информации о простое, о технических неполадках.

20. Система для определения деятельности работника, включающая сервер, выполненный с возможностью получения данных от смарт-часов по любому из пп. 1-19, для анализа деятельности работника в течение рабочей смены, выявления экстренных ситуаций и определения местоположения работника в течение рабочей смены.