Electronic instrument for environment monitoring during plants growing

Hlavním cílem této práce je vytvoření elektronického zařízení provádějícího monitoring fyzikálních vlastností okolního prostředí, jenž ovlivňují růst a vývoj rostlin. Nové zařízení má nahradit stávající mechanický zapisovač hodnot teploty a vlhkosti na Mendelově zemědělské a lesnické univerzitě v Brně. Nové zařízení je navíc rozšířeno o měření atmosférického tlaku, osvětlení a koncentrace CO2. Hlavním přínosem této nové koncepce zařízení bude přesnější měření veličin a taktéž přehlednější zobrazování získaných hodnot a jejich srovnávání s dřívějšími výsledky uloženými v počítači, než tomu bylo doposud na získaných papírových grafech.The main goal of this project is to make electronic instrument for monitoring environment during plants growing for Mendel University of Agriculture and Forestry in Brno. The new device will replace current analog recorder of temperature and humidity. New device will be extended by measuring atmospheric pressure, illumination and CO2 concentration. Main advantage of electronic measuring is better lucidity of gained values. New concept allows easier comparison new values with earlier measured data.

The Sensor Systems Design and Optimization for Energy Harvesting Applications

Disertační práce se zabývá problematikou zpracování energie z alternativních zdrojů pomocí tzv. "Energy harvestingu". Řeší aktuální problém s napájením autonomních senzorických sítí, kdy u těžko dostupných zařízení nelze provádět výměnu primárního napájecího zdroje. V takových případech je třeba získávat energii z vnějších zdrojů, např. tepla, světla, pohybu apod. Navrhované řešení nachází uplatnění především v oblasti medicínských aplikací, zvláště u implantovaných zařízení (kochleární implantáty, kardiostimulátory, inzulinové pumpy atd.), ale také u systémů pro dlouhodobé monitorování zdravotního stavu pacienta. V práci byl zpracován aktuální stav problematiky nízkopříkonových senzorických systémů a přehled aktuálních možností alternativního napájení v souvislosti s těmito systémy. Z rešerše vyplynulo, že současné senzorické systémy jsou téměř připraveny pro implementaci malovýkonových zdrojů čerpajících energii z okolního prostředí ("Energy harvesting" zdrojů). Ty jsou vyvíjeny mnoha zahraničními vědeckými týmy, avšak existuje pouze několik variant zapojení následných obvodů pro efektivní čerpání, uchování a zpracování energie z těchto zdrojů, což nabízí široký prostor pro další možný výzkum. Problematika redistribuce energie z malovýkonových generátorů je v práci řešena na komplexní úrovni. Pro tyto účely byl vypracován a diskutován nový simulační model vybraného rozsáhlého senzorického systému (plně implantovatelné umělé kochley) v prostředí SPICE. S jeho využitím bylo navrženo několik nových přístupů pro řešení napájení (především technika protlačení náboje, tzv. "Charge Push Through"), které jsou aplikovatelné na většinu obecných typů senzorických systémů. Díky tomu bude v budoucnu umožněna praktická realizace senzorických systémů využívajících energii čerpanou z okolního prostředí.Dissertation thesis is focused on using alternative energy sources called energy harvesting. This thesis offers a solution to problems with autonomous powering of sensor networks if primary power source recovery is impossible. In these cases, energy of the external power (e.g. temperature, light, motion) should be used. Proposed solution should be especially used in the field of medical applications (e.g. cochlear implants, pacemakers, insulin pumps). Long time monitoring of the personal health status is also possible when employing automated sensor systems. In this work, there is state of art review relating to the low power energy sources for an alternative powering of sensor systems. It was observed that existing systems are almost prepared for the implementation of energy harvesting power sources. The energy harvesting power sources have been developed by numerous researcher teams around the world, but there are only a few variants of power management circuits for effective energy gaining, storing and using. This area has a huge potential for the next research. The issues regarding to the distribution of gained energy are solved on the complex level in the thesis. For these purposes, a new simulation model of the whole system (fully implantable artificial cochlea) including its subcircuits was developed in the SPICE environment. It connects independent subcircuits into a single comprehensive model. Using this model, a few novel principles for energy distribution (e.g. Charge Push Through technique) was developed. In the near future, these techniques are also applicable to the design of versatile sensor systems.

Multichannel instrumentation for electrochemical measurement from sensor array

Práce se zabývá vývojem n kanálového systému, který umožní provádět hromadnou analýzu několika vzorků pomocí elektrochemických měřicích metod. Senzorové pole obsahující 8x12 standardních tříelektrodových senzorů vytvořených na DPS může být použito pro detekci těžkých kovů, toxických látek a jiných sloučenin. Senzorový multiplexor připojuje jednotlivé senzory pole k osmikanálovému přesnému potenciostatu navrženému pro elektrochemickou analýzu s limitem detekce pod 10 pA. Senzorový multiplexor lze automaticky ovládat potenciostatem. Vyvinutý systém je schopný měřit až osmi kanály najednou a lze jej snadno upravit pro měření jiných (nechemických) veličin. Data jsou zasílána do obslužné aplikace v počítači, kde je lze posléze zpracovávat a vyhodnocovat.The work deals with n-channel system enabling many sample analysis at sort time from sensor array using electrochemical methods. The 8x12 sensor arrays are formed from 3 electrodes system created on PCB which can be used for heavy metal analysis and toxic substances determination. The control unit switches each 3 electrode sensor to 8 channel precise potentiostat which was designed for electrochemical analysis with current sensitivity below 10 pA. The potentiostat can synchronize with control unit. Developed system is able to measure up to eight single inputs and may be simply converted to measure other nonchemical values. Measured data will be sent to user-friendly application in computer and analyzed or saved consequently.

Concept of software interface for BCI systems

Brain Computer Interface (BCI) technology is intended to control external system by brain activity. One of main part of such system is software interface, which carries about clear communication between brain and either computer or additional devices connected to computer. This paper is organized as follows. Firstly, current knowledge about human brain is briefly summarized to points out its complexity. Secondly, there is described a concept of BCI system, which is then used to build an architecture of proposed software interface. Finally, there are mentioned disadvantages of sensing technology discovered during sensing part of our research. © 2016 Author(s)

Concept of software interface for BCI systems

Brain Computer Interface (BCI) technology is intended to control external system by brain activity. One of main part of such system is software interface, which carries about clear communication between brain and either computer or additional devices connected to computer. This paper is organized as follows. Firstly, current knowledge about human brain is briefly summarized to points out its complexity. Secondly, there is described a concept of BCI system, which is then used to build an architecture of proposed software interface. Finally, there are mentioned disadvantages of sensing technology discovered during sensing part of our research. © 2016 Author(s)

Proceedings of the 12th International Conference on Kinanthropology

Proceedings of the 12th Conference of Sport and Quality of Life 2019 gatheres submissions of participants of the conference. Every submission is the result of positive evaluation by reviewers from the corresponding field. Conference is divided into sections – Analysis of human movement; Sport training, nutrition and regeneration; Sport and social sciences; Active ageing and sarcopenia; Strength and conditioning training; section for PhD students

Vývoj přenosného systému pro neobtěžující monitoring pocení

Portable system for monitoring of excreted fluid through the skin during human activity has been developed and fabricated. The system consists of sensing element that is mounted close to the open skin surface and transmits information about relative humidity levels and temperature through wireless communication to coordinator unit and acquisition point which is equipped by analyzing software performing the calculation of excreted fluid through the skin surface. A special software utility is designed for data storage and user control of the main measured and stored parameters. Obtained information collected in time helps to determine the volume of fluid outgoing from the body by sweating. Basic communication with PC is realized by COM port, virtual port or Bluetooth COM port emulator. The volunteers' tests demonstrated perspective for using the system for athletes, active lifestyle people and elderly people.V rámci projektu byl vytvořen systém pro detekci množštví potu odváděného pokožkou sledovaného člověka během jeho aktivity. Systém je tvořen senzory relativní vlhkosti a teploty v okolí kůže a v okolním prostředí. Získaná data jsou předávána koordinátoru bezdrátové sítě a posléze sběrné jednotce, která data předává do online databáze. Komunikace se sběrnou jednotkou (např. PC) je realizována pomocí COM portu, virtuálního portu, nebo emulaci portu přes Bluetooth. Z naměřených dat je dopočítán celkový výdej vody při pocení. Získané informace pomohou stanovit metabolismus vody v lidském organismu. Systém byl testován na dobrovolnících z řad sportovců, důchodců a aktivních lidí

Senzorová platforma pro neinvazivní monitorování aktivity a dehydratace organizmu

A non-invasive solution for monitoring of the activity and dehydration of organisms is proposed in the work. For this purpose, a wireless standalone chemical sensor platform using two separate measurement techniques has been developed. The first approach for activity monitoring is based on humidity measurement. Our solution uses new humidity sensor based on a nanostructured TiO2 surface for sweat rate monitoring. The second technique is based on monitoring of potassium concentration in urine. High level of potassium concentration denotes clear occurrence of dehydration. Furthermore, a Wireless Body Area Network (WBAN) was developed for this sensor platform to manage data transfer among devices and the internet. The WBAN coordinator controls the sensor devices and collects and stores the measured data. The collected data is particular to individuals and can be shared with physicians, emergency systems or athletes' coaches. Long-time monitoring of activity and potassium concentration in urine can help maintain the appropriate water intake of elderly people or athletes and to send warning signals in the case of near dehydration. The created sensor system was calibrated and tested in laboratory and real conditions as well. The measurement results are discussed.Práce se zabývá realizací možného řešení systému pro automatickou detekci aktivity a dehydratace osob. Pro tyto účely byla vyvinuta bezdrátová senzorová platforma kombinující dva samostatné principy měření. První princip je založen na měření vlhkosti pokožky a okolí, z čehož lze dopočítat množství vyloučeného potu. Pro měření vlhkosti pokožky je využito nově vyvinutého senzoru vlhkosti na bázi nanostrukturované vrstvy TiO2. Druhá technika je založena na sledování koncentrace draslíku v moči. Ta je přímo závislá na míře zyvodnění organismu. Mimo samotné senzory byla vytvořena univerzální bezdrátová platforma pro integraci senzorů na těle, přenos dat mezi nimi a pro možnost připojení na internetovou databázi. Data mohou být tímto způsobem sdílena mezi uživatelem, lékařem, záchranným systémem, nebo například sportovním poradcem online. Vytvořený systém byl kalibrován v laboratorních i reálných podmínkách. Výsledky měření jsou v článku blíže diskutovány

Using brain - Computer interface for control robot movement

The basic idea of Brain - Computer Interface (BCI) is the connection of brain waves with an output device through some interface. Aim of this article is to clarify the potential utilization of complex EEG signal in BCI system. For this purpose, real application of BCI technology was designed and tested. This paper describes this real application in detail and discussed its qualities with respect to its further practical utilization.MOE, Ministry of Educatio

Complex analysis of EEG signal for biometrical classification purposes

Aim of this article is to clarify the potential utilization of complex EEG signal in modern information age. Brain Computer Interface (BCI) represents the connection of brain waves with output device through some interface. It was investigated whether the correlation analysis of the EEG signal may be used for finding appropriate classification parameters. EEG signal was measured in the idle state of mind of 3 subjects. Complex correlation analysis was performed for 16 samples of each obtained signal history. Moreover, the position of maximal correlation was also recorded. © Springer International Publishing Switzerland 201