ISSN 2073-7394 Системи управління, навігації та зв'язку. 2022. № 4 57 УДК 681.518.3 doi: 10.26906/SUNZ.2022.4.057 К. О. Вадурін, А. Л. Перекрест, М. І. Гученко Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського, Кременчук, Україна ПРОТОТИП КІБЕРФІЗИЧНОЇ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ ФІЗИЧНОГО СТАНУ ОПЕРАТОРА ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА Анотація . Телефони, персональні комп’ютери, машини, потяги, літаки у всіх цих пристроях є величезна кіль- кість датчиків, що дозволяють визначити поточний стан майже кожної системи апарату. Але зовсім не досліджу- ють психоемоційний та фізичний стан операторів під час керування такою комплексною технікою. За статистикою, більше половини авіакатастроф стається через людський фактор. Щоб зменшити кількість авіакатастроф пов’язаних з погіршенням стану оператора літального апарату пропонується використовувати мобільний біомеди- чний комплекс з програмною та апаратною частинами. Розроблюваний комплекс має знімати основні біологічні показники оператора у реальному часі, зберігати та оброблювати їх, щоб за цими даними було можна давати пора- ди операторові задля покращення його стану. Апаратна частина включає наступні блоки обробки даних з датчиків: кардіограф; чотири міографи; пульсоксиметр; температури та вологості; визначення опору шкіри. Дані від блоків обробників даних збираються мікроконтролером-обробником, який може додатково перетворювати дані у адеква- тні фізичні величини. Мікроконтролер-обробник обмінюється даними з мікроконтролером-сервером, що призна- чений для буферизації та виведення даних на пристрій користувача чи у хмарні WEB-сервіси. Програмна частина включає програми нижнього рівня для збирання даних вимірів, їх обробку, формування у пакети, обмін пакетами між мікроконтролерами та вивід даних на WEB-сервіси, а також Backend WEB-сторінок користувацького інтер- фейсу. Програмування верхнього рівня включає розробку WEB-сторінок де відображається поточна інформація про стан досліджуваного користувача. На даний момент створена модель біомедичного комплексу на базі плат- форм Arduino UNO та NodeMCU, яка може вимірювати опір шкіри, вологість та температуру дихання, а також пе- редавати їх клієнтам що знаходяться в локальній мережі. У майбутньому планується: розробка системи збереження даних та їх надсилання під’єднаним користувачам; удосконалення користувацького інтерфейсу та реалізація функ- ціоналу швидкого переналаштування моніторингових функцій комплексу; створення системи обробки даних на основі інформаційно-аналітичних інструментів підтримки прийняття рішень, щоб формувати індивідуальні реко- мендації щодо покращення фізичного стану оператора. Ключові слова: біомедичний комплекс, WEB-сервер, IoT пристрій, кібернетична система, Arduino, ESP, про- грамне рішення, апаратне рішення. Вступ Постановка проблеми. Наразі у світі наявна велетенська кількість апаратів керування якими здійснюється людьми-операторами. Розробники таких апаратів передбачають різноманітні стани, в яких можуть знаходитися їх творіння, встановлю- ють найрізноманітніші датчики для моніторингу стану критичних систем та положення апарату у просторі. Фізичний стан операторів таких складних апаратів вимірювати, на жаль, не прийнято. За ста- тистикою більше 50 % авіакатастроф трапляються через людський фактор. Інженери постійно намагаються зменшити вплив людського фактору удосконалюючи керуючі та безпекові вузли літальних апаратів. Ми ж пропонуємо здійснювати моніторинг та чинити вплив на джерело людського фактору – опе- ратора літального апарата. Щоб спробувати скоригувати вплив фізичного стану оператора літального апарату на вчинення ним помилок доцільно створити біомедичний ком- плекс для зняття поточних біологічних параметрів оператора та формування рекомендацій для його покращення, якщо є необхідність. Мета та задачі досліджень. Метою цієї роботи є створення цілісної IoT-базованої інформаційної технології, що дозволяє знімати, акумулювати, об- роблювати фізичні показники оператора літального апарата та у реальному часі формувати рекомендації для їх покращення. Для досягнення поставленої мети необхідно виріши наступні задачі: • провести аналіз існуючих програмно- апаратних рішень для моніторингу стану оператора літального апарату; • розробити структуру апаратної частини для реалізації біомедичного комплексу; • створити прототип біомедичного комплексу, достатній для реалізації програмної частини ком- плексу; • розробити програми для роботи апаратної ча- стини та візуалізації даних. Об’єкт та предмет досліджень. Об’єктом дос- лідження є процес зняття, обробки та акумулювання біологічних показників стану оператора літального апарата. Предметом дослідження є інформаційна техно- логія моніторингу стану оператора, що керує літа- льним апаратом. Методи дослідження. Теоретичні: досліджено можливості обміну даними між двома мікроконтро- лерами, що знаходяться в одній системі та зовніш- німи приймаючими пристроями. Експериментальні дослідження полягають у то- му що: розроблена структурна схема біомедичного комплексу для моніторингу стану оператора літаль- ного апарата; створено прототип, що володіє основ- ним функціоналом запропонованої структури; реалі- зована програмна частина розробки для базової обро- бки та візуалізації даних на пристрої користувача; опротестовано прототип біомедичного комплексу з © Вадурін К. О., Перекрест А. Л., Гученко М. І., 2022