IoT System for Monitoring of Workers at Height
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Damián Camilo Martínez-Martínez [1] ; María Catalina Riaño-Jaramillo [1] ; Diego Mendez-Chaves [2] ; Alejandra González-Correal [2] ; Margarita Narducci-Marín [3]
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[1] University of Delaware
University of Delaware
Estados Unidos
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[2] Pontífica Universidad Javeriana
Pontífica Universidad Javeriana
Colombia
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[3] Universidad del Norte
Universidad del Norte
Colombia
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- Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 27, Nº 0, 2023
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Sistema IoT para el Monitoreo de Trabajadores en Alturas
- Enlaces
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Resumen
- español
El trabajo en alturas es considerado como una labor de alto riesgo debido a la exposición del personal a factores no cotidianos o naturales para el ser humano, como lo son cambios de temperatura, de posición y un desplazamiento limitado, lo que puede afectar el metabolismo de la persona. En Colombia, a través de los años, esta labor ha representado un número significativo de accidentes y muertes. Con el fin de poder monitorear y detectar una posible eventualidad o posible riesgo en el trabajador en alturas, en este proyecto se propuso y desarrolló un sistema prototipo IoT de monitoreo de variables biológicas, como lo son el ritmo cardiaco y nivel de oxígeno en la sangre, y variables de protección en el trabajador como el aseguramiento del mosquetón sobre la línea de vida y la altura a la que se encuentra el trabajador. En la sección de materiales y métodos, se explica la arquitectura del sistema y sus conexiones. Para la medida del ritmo cardiaco y el nivel de oxígeno en sangre se selecciona la técnica de pletismografía, para la medida de la altura del trabajador se selecciona un barómetro de alta resolución y para la medida del aseguramiento del mosquetón se selecciona un sensor de presión. En esta sección se explica el desarrollo de la instrumentación electrónica y la conexión de los diferentes módulos para garantizar la adquisición de la información y su envío a la nube. Los resultados de la caracterización del prototipo indicaron errores de 3.56% para el ritmo cardiaco, 1.1% para el nivel de oxígeno en la sangre y 10% para la medida del aseguramiento del mosquetón. Como conclusión se diseñó, implementó y verificó el sistema IoT para las variables propuestas. El sistema permite mediciones en tiempo real y conectividad entre variables físicas y la nube.
- English
Work at height is considered a high-risk task due to the exposure of personnel to non-daily or natural factors for the human being, such as changes in temperature, position and limited displacement, which might affect the person’s metabolism. In Colombia, over the years, this activity has represented a significant number of accidents and deaths. In order to be able to detect a possible eventuality or issue with the worker at height, this project proposed and developed an IoT prototype system to monitor biological variables, such as, heart rate and blood oxygen level, and variables of protection for the worker, such as the securing of the carabiner on the line of life and the height at which the worker is positioned. In the materials and methods section, the system architecture and its connections are explained. To measure heart rate and blood oxygen level, the plethysmography technique is selected, a high-resolution barometer is selected to measure the worker's height, and a pressure sensor is selected to measure carabiner securing. This section also explains the development of electronic instrumentation and the connection of the different modules to guarantee the acquisition of information and its sending to the cloud. The results of the characterization of the prototype indicated errors of 3.56% for the heart rate, 1.1% for the blood oxygen level and 10% for the carabiner securing measurement. As a conclusion the IoT system was designed, implemented and verified for the proposed variables. The system allows real-time measurements and connectivity between physical variables and the cloud.
- español
