Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/36844
Назва: Розробка інформаційної системи для збору та аналізу показників лічильника електроенергії з використанням Arduino
Інші назви: Development of an information system for the collection and analysis of electricity meters using the Arduino
Автори: Волощак, Роман Іванович
Voloshchak, Roman Ivanovych
Приналежність: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Бібліографічний опис: Волощак Р. І. Розробка інформаційної системи для збору та аналізу показників лічильника електроенергії з використанням Arduino : кваліфікаційна робота освітнього рівня „Магістр“ „122 – комп’ютерні науки“ / Р. І. Волощак. – Тернопіль : ТНТУ, 2021. – 68 с.
Дата публікації: 20-гру-2021
Дата подання: 6-гру-2021
Дата внесення: 26-гру-2021
Країна (код): UA
Місце видання, проведення: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Науковий керівник: Литвиненко, Ярослав Володимирович
Члени комітету: Осухівська, Галина Михайлівна
УДК: 004.67
Теми: cервер
server
інтернет речі
internet of things
база даних
database
Короткий огляд (реферат): Дипломна робота присв’ячена розробці інформаційної системи для збору та аналізу показників лічильника електроенергії з використанням Arduino. В першому розділі дипломної роботи описана актуальність систем для автоматичної подачі показників лічильника.Проаналазовано публікацій в предметній області. В другому розділі дипломної роботи аналіз методів, систем та проектування системи для збору та аналізу показників. В третьому розділі дипломної роботи описано програмне забезпечення інформаційної системи. наведена архітектура розробленої інформаційної системи.Thesis is devoted to the development of an information system for the collection and analysis of electricity meters using the Arduino. The first section of the thesis describes the relevance of systems for automatic submission of meter readings. Analyzed publications in the subject area. In the second section of the thesis analysis methods, systems and system design for the collection and analysis of indicators. The third section of the thesis describes the software of the information system. the architecture of the developed information system is given.
Зміст: ВСТУП 7 1 АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ 8 1.1. Актуальність систем для автоматичної подачі показників лічильника 8 1.2. Аналіз тенденції інтернет речей у сучасному світі 10 1.3. Аналіз тенденції в області розумних будинків 13 1.4. Аналіз публікацій в предметній області 14 1.5. Висновок до першого розділу 19 2 АНАЛІЗ МЕТОДІВ, СИСТЕМ ТА ПРОЄКТУВАННЯ СИСТЕМИ ДЛЯ ЗБОРУ ТА АНАЛІЗУ ПОКАЗНИКІВ ЛІЧИЛЬНИКА 20 2.1. Середовище Node.js 20 2.2. NPM: фреймворк Express та менеджер пакетів Node 22 2.3. Framework для JavaScript React 23 2.4. База даних MongoDB 25 2.5. Arduino 27 2.6. Internet of things 28 2.7. JSON Web Token 29 2.8. Mqtt протокол 30 2.9. Висновок до другого розділу 32 3 ОПИС ПРОГРАМНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ 33 3.1. Проектування системи 33 3.2. Розробка серверної частини 33 3.3. Робота з базою даних 35 3.4. Розробка клієтської частини 37 3.5. Робота з Mqtt 39 3.6. Прошивка плати Arduino 40 3.7. Висновок до третього розділу 41 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 42 4.1. Небезпечні та шкідливі фактори при виконанні робіт за комп'ютером 42 4.2. Комп'ютерне моделювання безпеки радіоелектроніки 45 виробництво в аварійній ситуації 45 ВИСНОВКИ 51 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 52 ДОДАТКИ
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/36844
Власник авторського права: © Волощак Роман Іванович, 2021
Перелік літератури: 1. Performance analysis of smart metering for smart grid: An overview. K. Sharma, L. Saini // Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol 49, Sept 2015, pp. 720-735 URL: doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.170 (circulation date: 15.07.2017). 2. Smart grid technologies and applications, R.Bayndir, I.Colak, G.Fulli. // Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol 66, Dec 2016, pp. 499-516. URL: doi.org/10.1016/j.rser.2016.08.002 (circulation date: 15.07.2017). 3. Scoping the potential of monitoring and control technologies to reduce energy use in homes. R.J.Mayers, E.Williams, S.Matthews // Energy and Buildings, Vol 42. pp. 563–569. URL: doi:10.1016/j.enbuild.2009.10.026 (circulation date: 15.07.2017). 4. A survey on behind the meter energy management systems in smart grid. I. Bayram, T. Ustun // Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol 72, May 2017, pp. 1208-1232. URL: doi.org/10.1016/j.rser.2016.10.034 (circulation date: 15.07.2017). 5. Smart meters for power grid: Challenges, issues, advantages and status. S. Depuru, L. Wang. // Power Systems Conference and Exposition (PSCE), 2011 IEEE/PES, doi: 10.1109/PSCE.2011.5772451 (circulation date: 15.07.2017). 6. Detection of energy theft and defective smart meters in smart grids using linear regression. S. Yip, K. Wong. // International Journal of Electrical Power &Energy Systems, Vol 91, pp. 230-240. doi:10.1016/j.ijepes.2017.04.005 (circulation date: 15.07.2017). 7. Discovering residential electricity consumption patterns through smartmeter data mining: A case study from China. K. Zhou, C. Yang. // Utilities Policy Vol 44, Feb 2017, pp. 73-84. URL: doi.org/10.1016/j.jup.2017.01.004 (circulation date: 15.07.2017). 8. EC, 2009a. Directive 2009/72/EC of the European Parliament and of the Council of 13 July 2009 concerning common rules for the internal market in electricity and repealing Directive 2003/54/EC (circulation date: 15.07.2017). 9. An assessment of the Italian smart gas-metering program. M. Castelnuovo, E. Fumagali. Energy Policy Vol 60, Sept 2013, pp. 714-721. URL:doi.org/10.1016/j.enpol.2013.05.008 (circulation date: 15.07.2017). 10. Smart meterrollout for the domestic sector. Impact assessment DECC 0009.DECC and Ofgem (Office of the Gas and Electricity Markets), 2011 (circulation date: 15.07.2017). 11. Study on a cost/benefit analysis regarding the introduction of smart metering throughout Austria. PwC, 2010 (circulation date: 15.07.2017). 12. The impact of informational feedback on energy consumption—a survey of the experimental evidence.Faruqui, A., Sergici, S., Sharif, A., 2010. Energy Vol 35, pp. 1598–1608. URL: doi.org/10.1016/j.energy.2009.07.042 (circulation date: 20.07.2017). 13. Smart meters in the Netherlands – revised financial analysis and policy advice – By order of the Ministry of Economic Affairs. KEMA, 2010 (circulation date: 20.07.2017). 14. Ranking appliance energy efficiency in households: Utilizing smart meter data and energy efficiency frontiers to estimate and identify the determinants of appliance energy efficiency in residential buildings. A. Kavousian, R.Rajogopal. // Energy and Buildings.Vol 99, 15 Jul 2015, pp. 220-230. URL: doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.03.052 (circulation date: 25.07.2017). 15. Smart meter deployment in Europe: A comparative case study on the impacts of national policy schemes. S. Zhou, M. Brown. // Journal of Cleaner ProductionVol 144, 15 Feb 2017, pp. 22-32. URL: doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.031 (circulation date: 20.07.2017). 16. Relazionetecnica - Direttive per la messa in serviziodeigruppi di misura del gas, caratterizzati da requisitifunzionaliminimi e con funzioni di telelettura e telegestione, per ipunti di riconsegnadellereti di distribuzione del gas naturale. Regulatory decision ARG/gas 155/08 (only in Italian) (circulation date: 12.08.2017). 17. An assessment of the Italian smart gas metering program. M. Castelnuovo, E. Fumagali. Energy Policy Vol 60, Sept 2013, pp. 714-721. URL: doi.org/10.1016/j.enpol.2013.05.008 (circulation date: 10.08.2017). 18. Е.С.Семенистая, Н.С. Линник, А.А.Горбунов Обзор существующих схем деления систем учета расхода энергоресурсов и воды и разработка схемы деления нового типа // Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3860. 19. Е.С. Семенистая, И.Г. Анацкий, Ю.А. Бойко Разработка программного обеспечения автоматизированной системы контроля и учета энергоресурсов и воды // Инженерный вестник Дона, 2016, №4 URL:ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2016/3897. 20. Документація Node.Js [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://nodejs.org/uk/docs/. 21. Литвиненко Я. В. Моделювання та методи визначення зонної часової структури електрокардіосигналу в автоматизованих діагностичних системах / Литвиненко Я.В. . — Тернопіль , 2005 — 207 с. 22. Литвиненко Я. В. Моделювання та методи визначення зонної часової структури електрокардіосигналу в автоматизованих діагностичних системах / Литвиненко Я.В. . — Тернопіль , 2005 — 20 с. 23. DTEK, "DTEK kyivski electromereji [DTEK Kyiv Power Grids]," [Online]. Available: https://dtek-kem.com.ua/eecompany/sistemi_luzodaskoe [Accessed 26, Nov. 2018]. 24. Technotronics, "Uchet energoresursov [Accounting of energy resources]," [Online]. Available: http://ttronics.ru/?menu=calculation. [Accessed 26, Nov.2018]. 25. Z. Cai, C. Wei and Y. Yuan, "An Efficient Method for Electric Meter Readings Automatic Location and Recognition," Procedia Engineering, vol. 23, pp. 565-571, 2011. DOI: 10.1016/j.proeng.2011.11.2548. 26. M. Cerman, G. Shalunts and D. Albertini, "A Mobile Recognition System for Analog Energy Meter Scanning," Bebis G. et al. (eds) Advances in Visual Computing. ISVC 2016. Lecture Notes in Computer Science, vol. 10072, pp. 247-256, 2016. DOI: 10.1007/978-3-319-50835-123. 27. W. Qi, B. Xue and Y. Lui, "Research on reading recognition technology of gas meter based on key feature matching," in Lecture Notes in Electrical Engineering. Advanced Graphic Communications and Media Technologies, vol. 417, Springer, Singapore, 2017, pp. 317-324. ISBN: 978-981-10- 3530-2. 28. M. Rodriguez, G. Berdugo, D. Jabba, M. Calle and M. Jimeno, "HD_MR: a new algorithm for number recognition in electrical meters," Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, vol. 22, pp. 87-96, 2014. DOI: 10.3906/elk-1202-34. 29. M. Kompf, "OpenCV practice: OCR for the electricity meter," [Online]. Available: https://www.mkompf.com/cplus/emeocv.html [Accessed 25, Dec. 2018]. 30. "Syomka pokazaniy schetchika ns telefon sposleduyushim raspoznavaniem [Filming of meter values using phone with further recognition]," [Online]. Available: https://habr.com/post/220869/ [Accessed 25, Dec. 2018]. 31. D. M. Svaha and A. Y. Varfolomieiev, "Systema avtomatychnogo visual'nogo znyattya pokazan' lichilnyka [The system for automatic visual meter reading]," in XІ International Scientific and Technical Conference of Young Scientists "Electronics-2018", Kyiv, 2018. URL: http://elconf.kpi.ua/wpcontent/uploads/2018/06/%D0%B7%D0%B1%D1%96%D 1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA-26_06_2018.pdf [Accessed 19, Nov. 2018]. 32. R. C. Gonzalez та R. E. Woods, Digital Image Processing (3rd Edition), New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 2008. ISBN: 978-0131687288, p. 954. 33. D. A. Forsyth та J. Ponce, Computer vision. A modern Approach, New Jersey: Prentice Hall Inc., 2003. ISBN: 0-13-085198-1. 34. C. R. Jung and R. Schramm, "Rectangle Detection based on a Windowed Hough Transform," in Proceedings of 17th Brazilian Symposium on Computer Graphics and Image Processing, Curitiba, 2004. DOI: 10.1109/SIBGRA.2004.1352951. 35. N. Otsu, "A Threshold Selection Method from Gray-Level Histograms," IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, vol. 9, no. 1, pp. 62-66, 1979. DOI: 10.1109/TSMC.1979.4310076. 36. Y. LeCun, L. Bottou, Y. Bengio and P. Haffner, "Gradient Based Learning Applied to Document Recognition," Proceedings of the IEEE, vol. 86, no. 11, p. 2278–2324, 1998. DOI: 10.1109/5.726791. 37. I. Goodfellow, Y. Bengio and A. Courville, Deep Learning, Massachusetts: MIT Press, 2016. ISBN: 978-0262035613. 38. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектноориентированного проектирования. Паттерны проектирования. — СПб: Питер, 2001. — 368 с.: ил. (Серия «Библиотека программиста») ISBN 5- 272-00355-1. 39. JavaScript [Електронна адреса] https://developer.mozilla.org/ru/docs/Learn/Getting_started_with_the_web/J avaScript_basics. 40. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения. – М.: Инфра-М, 2006. – 481 с. 41. Автоматизована система збору даних з приладів обліку (вимірювання) енергоресурсів (АСЗД) для побутових споживачів [Електронна адреса]: http://aim-ltd.kiev.ua/ua/K/id/180713-15764. 42. Литвиненко Я. В. Основи методології сегментації циклічних сигналів / Ярослав Литвиненко // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції „Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій“ до 100 річчя з дня заснування НАН України та на вшанування пам’яті Івана Пулюя (100 річчя з дня смерті), 22-24 травня 2018. — Т. : ТНТУ, 2018. — С. 211–212. — (Компютерно-інформаційні технології та системи звязку). 43. Ониськів П. А. Live дистрибутив, як допоміжний інструмент у роботі з комп'ютерами / П. А. Ониськів, Я. В. Литвиненко // Збірник тез доповідей Ⅶ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 28-29 листопада 2018 року. — Т. : ТНТУ, 2018. — Том 2. — С. 137. — (Комп’ютерно-інформаційні технології та системи зв’язку). 44. Борисюк Н. І. Застосування інтернет речей в логістиці / Н. І. Борисюк, Я. В. Литвиненко // Збірник тез доповідей Ⅶ Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій“, 28-29 листопада 2018 року. — Т. : ТНТУ, 2018. — Том 1. — С. 192. — (Сучасні технології в будівництві, машино- та приладобудуванні). 45. Дубовий В. Методи та засоби аналізу профілів соціальних мереж у процесі побудови рекламної кампанії / В. Дубовий, Д. Дмитрів, Я. Литвиненко // Матеріали Ⅵ науково-технічної конференції „Інформаційні моделі, системи та технології“, 12-13 грудня 2018 року. — Т. : ТНТУ, 2018. — С. 27. — (Інформаційні системи та технології). 46. Литвиненко Я. В. Застосування адитивної математичної моделі циклічного випадкового процесу і детермінованої функції тренду для аналізу руйнування газопроводу / Литвиненко Я.В., Марущак П.О. // Фізико-хімічна механіка матеріалів , 2018 — с.95-104 47. Інформаційна технологія прогнозування циклічних економічних процесів / Горкуненко А., Козак Р., Литвиненко Я. [та ін.] // Вісник ТНТУ. — 2012. — Том 65. — № 1. — С.143-153. — (приладобудування та іформаційно-вимірювальні технології). 48. Maruschak P.O.a Influence of deformation process in material at multiple cracking and fragmentation of nanocoating / Maruschak P.O.a, Panin S.V.b, Ignatovich S.R.c, Zakiev I.M.c, Konovalenko I.V.a, Lytvynenko I.V.a, Sergeev V.P.b // Theoretical and Applied Fracture Mechanics , 2012 — vol. 57, no. 1. — 43-48 — ISSN 01678442. 49. Maruschak P.O. Influence of deformation process in material at multiple cracking and fragmentation of nanocoating / P.O. Maruschak, S.V. Panin, S.R. Ignatovich, I.M. Zakiev, I.V. Konovalenko, I.V. Lytvynenko, V.P. Sergeev // Theoretical and Applied Fracture Mechanics.- 2012.- №57.- с.43-48 50. Lytvynenko I.V. Analysis of multiple cracking of nanocoating as a cyclic random process / Lytvynenko I.V., Lupenko S.A., Marushchak P.O. // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing , 2013 — vol. 49, no. 2. — 68-75 — ISSN 87566990. [51] I. Coudron, T. Goedemé, Rapid Urban 3D Modeling for Drone-Based Situational Awareness Assistance in Emergency Situations, in: Proceedings of RFMI 2017, Communications in Computer and Information Science 842 (2019). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-19816- 9_11. [52] A. Portero, R. Vavrik, S. Kuchar, M. Golasowski, V. Vondrak, S. Libutti, G. Massari, W. Fornaciari, Flood Prediction Model Simulation with Heterogeneous Trade-Offs In High Performance Computing Framework, in: Proceedings of ECMS (2015). Doi: 10.7148/2015-0115. [53] Sharad Sharma, Shanmukha Jerripothula, An indoor augmented reality mobile application for simulation of building evacuation", in: Proceedings of Proc. SPIE 9392, The Engineering Reality of Virtual Reality 939208 (2015). Doi: 10.1117/12.2086390. [54] E. Briano, С. Caballini, R. Mosca, R. Revetria, A. Testa, Study of an emergency situation using 2D and 3D simulation models, in: Proceedings of WSEAS Transactions on Systems 9(4) (2010) 338-347. [55] J. A. Capote, D. Alvear, O. V. Abreu, M. Lázaro, A. Cuesta, Evacuation computer modelling and simulation in complex buildings, in: Proceedings of Revista Internacional de Metodos Numericos para Calculo y Diseno en Ingenieria, 25(3) (2009) 227-245. [56] J. G. Doheny, J. L. Fraser,MOBEDIC - A decision modelling tool for emergency situations, in: Proceedings of Expert Systems with Applications, 10(1) (1996) 17-27. [57] A. D. Ionita, A. Olteanu, R. N. Pietraru, Knowledge and Decision Support for Hazard Awareness, in: Proceedings of the IC3K 2019, Communications in Computer and Information Science 1297 (2020). Springer, Cham. Doi: 10.1007/978-3-030-66196-0_16. [58] V. Y. Vilisov, Modelling the Risk Degree when Managing Emergency Situation Liquidation, in: Proceedings of the Eleventh International Conference "Management of large-scale system development" MLSD (2018) 1-3. Doi: 10.1109/MLSD.2018.8551903. [59] S. Verykokou, A. Doulamis, G. Athanasiou, C. Ioannidis, A. Amditis, UAV-based 3D modelling of disaster scenes for Urban Search and Rescue, in: Proceedings of the IEEE International Conference on Imaging Systems and Techniques (IST) (2016) 106-111. Doi: 10.1109/IST.2016.7738206.
Тип вмісту: Master Thesis
Розташовується у зібраннях:122 — комп’ютерні науки

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
mag2021_Voloshchak.R.I_SNm-61.pdf957,46 kBAdobe PDFПереглянути/відкрити


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.

Інструменти адміністратора