توسعه دستبند عملیاتی

خلاصه پروژه: ما در حال توسعه یک دستگاه پوشیدنی (Wearable Device) برای پرسنل شاغل در محیط‌های آبی و ساحلی هستیم. این دستگاه در حال حاضر قابلیت‌های نظارتی اولیه را دارد. هدف از این پروژه، افزودن یک سیستم اضطراری کاملاً جدید است که در صورت وقوع حادثه سقوط کاربر به داخل آب (که منجر به قطع ارتباط ناگهانی دستگاه با ایستگاه مرکزی می‌شود)، بتواند موقعیت کاربر را به طور تقریبی گزارش دهد و عملیات نجات را تسهیل کند. شرح دقیق چالش و اهداف فنی: دستگاه پوشیدنی فعلی ما از طریق پروتکل ارتباطی LoRa با یک ایستگاه مرکزی در ارتباط است. چالش اصلی اینجاست که در پی غوطه‌وری ناخواسته دستگاه در آب، ارتباط LoRa و GPS به دلیل خواص فیزیکی آب به سرعت قطع شده و موقعیت کاربر ناپدید می‌شود. ماموریت فریلنسر در این پروژه، طراحی و توسعه یک سیستم مکانیکی-الکترونیکی مستقل و کوچک است که بتواند بر این چالش غلبه کند. این سیستم باید: 1. حادثه غوطه‌وری ناگهانی در آب را به طور خودکار و با قابلیت اطمینان بالا تشخیص دهد. o معیارهای تشخیص می‌تواند ترکیبی از این عوامل باشد: قطع ناگهانی و همزمان ارتباط LoRa، تغییر ناگهانی شتاب (سقوط)، و فعال شدن سنسور تماس با آب (Water Contact Sensor) برای کاهش خطای تشخیص. 2. پس از تشخیص، یک ماژول یا قطعه کمکی را فعال و به صورت فیزیکی از دستگاه اصلی رهاسازی (Release) کند. 3. ماژول جداشده باید بتواند آخرین موقعیت ثبت‌شده و یا موقعیت تقریبی حادثه را گزارش دهد. o راه‌حل پیشنهادی اول: ماژول مجهز به یک مکانیزم شناورسازی (Buoyancy) سریع و خودکار (مانند یک ایربگ یا محفظه بادشونده با گاز CO2) باشد تا بلافاصله پس از رهاسازی روی سطح آب شناور بماند. این ماژول باید بتواند آخرین مختصات GPS ثبت‌شده پیش از قطعی را بلافاصله via یک لینک ارتباطی (مانند LoRa با توان بالاتر) به ایستگاه مرکزی و دستگاه‌های اطراف ارسال کند. o راه‌حل پیشنهادی دوم: ماژول بتواند یک سیگنال آکوستیک (صوتی) با فرکانس مشخص زیر آب تولید کند که توسط هیدروفون‌های (Hydrophones) نصب‌شده روی پایگاه اصلی، قابل شناسایی و رهگیری باشد. مراحل کلیدی پروژه: 1. مطالعه و طراحی مفهومی: ارائه بهترین راه‌حل فنی بر اساس معیارهای اندازه، وزن، مصرف انرژی، مقاومت در برابر آب شور (Waterproofing) و قابلیت اطمینان. 2. طراحی سخت‌افزار و مکانیک: طراحی مدار الکترونیکی، انتخاب سنسورها (شتاب‌سنج، سنسور تماس با آب)، و طراحی مکانیزم جدایش و شناورسازی/تولید صدا. 3. توسعه فریم‌ور (Firmware): برنامه‌نویسی منطق تشخیص حادثه و کنترل ماژول. 4. ساخت نمونه اولیه (Prototype) و تست: تست عملکرد در شرایط شبیه‌سازی شده آبی. مهارت‌ها و تخصص‌های مورد نیاز: • تجربه قوی در طراحی سیستم‌های نهفته (Embedded Systems) و الکترونیک. • تسلط به برنامه‌نویسی میکروکنترلرها (C/C++). • آشنایی با سنسورها و الگوریتم‌های تشخیص وضعیت (Sensor Fusion برای تشخیص سقوط در آب). • تجربه در کار با پروتکل‌های ارتباطی بی‌سیم مانند LoRa. • مزیت بزرگ: تجربه قبلی در طراحی دستگاه‌های مقاوم در برابر آب (Water-resistant/Waterproof Design) یا پروژه‌های مرتبط با صنایع دریایی. • آشنایی با طراحی مکانیکی (CAD) برای محفظه و مکانیزم‌ها یک امتیاز مثبت است. نحوه ارسال پیشنهاد: لطفاً در پیشنهاد خود موارد زیر را ذکر کنید: • شرح درکی که از مسئله و راه‌حل‌های احتمالی دارید. • تجربیات مشابه گذشته، به ویژه پروژه‌هایی که با چالش‌های محیطی مانند آب درگیر بوده‌اند. • یک طرح اولیه (Rough Plan) برای انجام مراحل پروژه. • پیش‌فرض هزینه و زمانبندی تقریبی.