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Android端末を用いた熱中症警報システムの開発
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Shinya Nakagawa
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舞鶴高専4年電気情報工学科の工学基礎研究で発表したスライドです
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Android端末を用いた熱中症警報システムの開発
1.
Android端末を用いた 熱中症警報システムの開発 中川研究室 28番 中川慎哉
2.
はじめに 熱中症とは? 体温が高い状態が長時間続くと発症
めまい、吐き気、失神など 最悪の場合、死に至る 気温・湿度が高い環境下で発症しやすい 8月が熱中症のピーク 予防することができる 水分補給、休憩をこまめに取る等
3.
はじめに 本研究の目的 熱中症の予防
熱中症警戒レベルの可視化 ヒートインデックスを使用 ヒートインデックス 体感温度を表す アメリカ国立気象局が使用 気温と湿度から算出 熱中症警戒レベルの可視化には 気温・湿度を計測するデバイスが必要
4.
システム構成 構成図 温度センサ
レベル変換基板 増幅器 Bluetooth モジュール 温度計測部 Arduino UNO データ送信部 湿度センサ Bluetooth 増幅器 Android 湿度計測部 アプリケーション 計測デバイス
5.
システム構成 計測デバイス|計測部 温度計測部
温度センサ「LM35」を使用 出力特性10mV/℃ 増幅器で10倍増幅 →0~50℃の範囲を0~5Vで出力 湿度計測部 湿度センサ「CHS-UPS」を使用 出力特性5mV/% 増幅器で5倍増幅 →0~100%の範囲を0~5Vで出力
6.
システム構成 計測デバイス|Arduino UNO Arduino
UNOとは AVRマイコンと入出力ポートを 備えた基板 A/D変換やシリアル通信が可能 プログラミングが容易 動作 1. 2つの計測値を取得 2. 計測値をA/D変換 繰り返す 3. データ送信部へ計測値を送信 4. 10秒スリープ
7.
システム構成 計測デバイス|データ送信部 Bluetoothモジュール「RBT-001」
仮想的なシリアル通信が可能 3V動作 →Arduinoの出力(5V)によって壊れる レベル変換基板「80FG990」を仲介 3V ↔ 5V
8.
システム構成 Androidアプリケーション
気温・湿度 熱中症警戒レベル 予防策の提示
9.
システム構成 Androidアプリケーション
予防策は環境省の資料を引用
10.
システム評価 気温・湿度の計測精度 各計測部の出力電圧計測 気温・湿度算出
算出値と真値との比較 真値は日置社製の温湿度ロガーを使用 Android端末表示値と真値との比較 ヒートインデックス計算に使用されるのは表示値
11.
システム評価 気温・湿度の計測精度
気温[℃] 算出値 表示値 真値 計測値 絶対誤差 計測値 絶対誤差 24.8 24.2 0.6 23.9 0.9 22.2 22.5 0.3 22.0 0.2 湿度[%] 算出値 表示値 真値 計測値 絶対誤差 計測値 絶対誤差 33.2 32.6 0.6 32.8 0.4 41.0 40.2 0.8 40.8 0.2
12.
おわりに 本研究のまとめ 気温・湿度を計測するデバイスの開発
+ 熱中症警戒レベルを表示する Androidアプリケーションの開発 ユーザに熱中症予防を促す
13.
おわりに 今後の展望 計測デバイスの小型化
携帯可能になれば場所に限られず使用可能 Android端末を更に利用 位置情報と警戒レベルをサーバに集約 →熱中症警戒レベルの地図を生成 計測デバイスを応用 インフルエンザ警報システム
14.
↑ここまで発表用スライド ↓ここから質疑応答用スライド
+没スライド
15.
目次 1.
はじめに 熱中症とは? 本研究の目的 2. システム構成 計測デバイス Androidアプケーション 3. システム評価 計測精度の検証 4. おわりに まとめ 今後の展望
16.
計測デバイスの回路図 ■共通
5V 42.3kΩ ■温度計測部 5V 18.8kΩ ■湿度計測部 - LM35 + CHS-UPS 4.7kΩ 出力
17.
製作した計測デバイス
18.
ヒートインデックスの導出式
2 Hi = -12.8 +1.61t +2.34r -0.0123t 2 2 -0.146tr -0.0153r +0.00221t r 2 2 2 +0.000725tr -0.00000358t r Hi : ヒートインデックス[℃] t : 気温[℃] r : 湿度[%]
19.
熱中症警戒レベル
熱中症警戒レベルの段階 ヒートインデックス[℃] 熱中症警戒レベル 27未満 安全 27~32未満 注意 32~41未満 極度な注意 41~54未満 危険 54以上 非常に危険 (日本体育協会が定めた基準を使用)
20.
誤差による熱中症警戒レベルの変化
気温・湿度に誤差が生じた時の熱中症警戒レベルの変化 (緑色の箇所が誤差によって警戒レベルが変化) 気温[℃] 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 0 5 10 15 20 25 30 湿度[%] 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
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