Por favor use este identificador para citas ou ligazóns a este item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/45880
Título: Розробка системи спостереження параметрів електропостачання та навколишнього середовища засобами Інтернету речей
Outros títulos: System development for monitoring of power supply and the environment parameters by means of the Internet of things
Authors: Печіль, Олександр Олександрович
Pechil, Oleksandr
Affiliation: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Печіль О. О. Розробка системи спостереження параметрів електропостачання та навколишнього середовища засобами Інтернету речей : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра : спец. 122 - комп'ютерні науки / наук. кер. В. П. Марценюк. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2024. 73 с.
Data de edición: 30-Jun-2024
Submitted date: 17-Jun-2024
Date of entry: 5-Jul-2024
Country (code): UA
Place of the edition/event: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Supervisor: Марценюк, Василь Петрович
Committee members: Лечаченко, Тарас Анатолійович
UDC: 004.7
Palabras chave: MQTT
Arduino Nano
Raspberry Pi Zero 2 W
IoT
Telegram-bot
енергомоніторинг
energy monitoring
мікроконтролер
microcontroller
давачі
sensors
Resumo: Кваліфікаційна робота присвячена розробці системи спостереження параметрів електропостачання та навколишнього середовища, використовуючи засоби Інтернету речей. У першому розділі описано різні підходи до моніторингу, зокрема проаналізовано промислові системи та аматорські рішення на базі Arduino. Висвітлено роль протоколів зв'язку у передачі даних. Другий розділ присвячено розробці структури та опису елементів системи спостереження. Було продемонстровано взаємодію різних елементів, включаючи основний контролер Arduino Nano та мікрокомп’ютер Raspberry Pi Zero 2 W. Розглянуто можливості давачів для збору даних. Третій розділ зосереджено на розробці програмного забезпечення, необхідного для функціонування системи. Показано інтеграцію різних давачів через платформу Arduino, розроблено Telegram bot на мові програмування Python та налаштувано MQTT брокера Mosquitto. Проведено монтування та тестування системи в реальних умовах серверної кімнати. Показано, що система надійно виконує свої функції з спостереження параметрів електропостачання та навколишнього середовища. The qualification work is devoted to the development of a system for monitoring power supply and environmental parameters using the Internet of Things. The first chapter describes different approaches to monitoring, including an analysis of industrial systems and amateur solutions based on Arduino. The role of communication protocols in data transmission is also highlighted. The second section is devoted to the development of the structure and description of the elements of the monitoring system. The interaction of various elements, including the main Arduino Nano controller and the Raspberry Pi Zero 2 W microcomputer, is demonstrated. The capabilities of sensors for data collection are considered. The third section focuses on the development of the software required for the system to function. The integration of various sensors through the Arduino platform is shown, the Telegram bot is developed in the Python programming language, and the MQTT broker Mosquito is configured. The system was installed and tested in real conditions of the server room. It is shown that the system reliably performs its functions of monitoring power supply and environmental parameters.
Content: ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1. АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ ТА ОГЛЯД АНАЛОГІВ СИСТЕМИ 10 1.1 Промислові систем спостереження 10 1.2 Аматорські систем спостереження 12 1.3 Характеристика та порівняння протоколів передачі даних 16 1.4 Висновок до першого розділу 20 РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА СТРУКТУРИ ТА ОПИС ЕЛЕМЕНТІВ СИСТЕМИ 21 2.1 Схема під’єднання елементів системи 21 2.2 Опис та характеристика елементів системи спостереження 22 2.2.1. Мікрокомп’ютер Raspberry Pi Zero 2 W 22 2.2.2. Мікроконтролер Arduino Nano 24 2.2.3. Давач температури та вологості DHT11 26 2.2.4. Ethernet модуль ENC28J60 28 2.2.5. Струмовий трансформатор SCT-013-000 30 2.2.6. Давач газу MQ-2 32 2.2.7. Модуля вимірювання напруги ZMPT101B 34 2.2.8. MQTT брокера Mosquitto 36 2.2.9. Операційна система Ubuntu Server 38 2.3 Електрична принципова схема моніторингу 39 2.4 Висновок до другого розділу 41 РОЗДІЛ 3. РЕАЛІЗАЦІЯ ТА ТЕСТУВАННЯ СИСТЕМИ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ 43 3.1 Програмне забезпечення Arduino Nano 43 3.1.1 Вибір мови програмування 43 3.1.2 Опис програмного коду для Arduino Nano 44 3.2 Програмне забезпечення для Raspberry pi Zero 2 W 50 3.2.1 Вибір мови програмування для Telegram bot 50 3.2.2 Налаштування MQTT брокера Mosquitto 50 3.2.3 Опис програмного коду для Telegram bot 51 3.3 Розробка корпусу для монтажу та вставлення системи 56 3.4 Перевірка роботи системи 59 3.5 Висновок до третього розділу 61 РОЗДІЛ 4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 63 4.1 Долікарська допомога при переломах 63 4.2 Психофізіологічне розвантаження для працівників 65 4.3 Висновок до четвертого розділу 67 ВИСНОВКИ 69 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 70 ДОДАТКИ
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/45880
Copyright owner: © Печіль Олександр Олександрович, 2024
References (Ukraine): 1 Energy analyzer. ABB EQmatic. URL: https://new.abb.com/low-voltage/products/system-pro-m/energy-efficiency-devices/eqmatic (date of access: 29.05.2024)
2 SIEMENS SENTRON PAC4200 MANUAL Pdf Download. ManualsLib. URL: https://www.manualslib.com/manual/1242106/Siemens-Sentron-Pac4200.html#manual (date of access: 29.05.2024)
3 PowerLogic™ PM5563 DataSheet. Schneider Electric. URL: https://download.schneider-electric.com/files?p_Doc_Ref=EAV91010&p_en DocType=Instruction+sheet&p_File_Name=EAV91010-06.pdf (date of access: 29.05.2024)
4 Govindarajan, R., Meikandasivam, S., & Vijayakumar, D. (2018). Energy monitoring system using Zigbee and Arduino. International Journal of Engineering & Technology, 7(4), 608-611.
5 Hertzog, P. E., & Swart, A. J. (2015, January). A customizable energy monitoring system for renewable energy systems. In Proceedings of the 23rd Southern African Universities Power Engineering Conference (SAUPEC 2015), Johannesburg, South Africa (pp. 28-30).
6 Okafor, K. C., Ononiwu, G. C., Precious, U., & Godis, A. C. (2017). Development of arduino based iot metering system for on-demand energy monitoring. International Journal of Mechatronics, Electrical and Computer Technology, 7(23), 3208-3224.
7 Pahlavan, K., & Krishnamurthy, P. (2021). Evolution and impact of Wi-Fi technology and applications: A historical perspective. International Journal of Wireless Information Networks, 28, 3-19.
8 Bulić, P., Kojek, G., & Biasizzo, A. (2019). Data transmission efficiency in bluetooth low energy versions. Sensors, 19(17), 3746.
9 Haxhibeqiri, J., De Poorter, E., Moerman, I., & Hoebeke, J. (2018). A survey of LoRaWAN for IoT: From technology to application. Sensors, 18(11), 3995.
10 Hidayat, T. (2017). Internet of things smart agriculture on zigbee: a systematic review. Jurnal Telekomunikasi dan Komputer, 8(1), 75-86.
11 Boccuzzi, J. (2019). Introduction to cellular mobile communications. Multiple Access Techniques for 5G Wireless Networks and Beyond, 3-37.
12 Perlman, R. (2018). How we made the modern Ethernet. Nature Electronics, 1(10), 570-570.
13 Raspberry pi Zero 2 W datasheets. Raspberry Pi. URL: https://datasheets.raspberrypi.com/rpizero2/raspberry-pi-zero-2-w-product-brief.pdf (date of access: 29.05.2024)
14 Arduino. Arduino Nano. URL: https://docs.arduino.cc/resources/datasheets/A000005-datasheet.pdf (date of access: 29.05.2024)
15 DHT11–Temperature and humidity sensor. Components101. URL: https://components101.com/sensors/dht11-temperature-sensor (date of access: 29.05.2024)
16 ENC28J60 DataSheets. Microchip. URL: https://ww1.microchip.com/downloads/aemDocuments/documents/OTH/ProductDocuments/DataSheets/39662e.pdf (date of access: 29.05.2024)
17 YHDC SCT-013-000 Current Transformer – OpenEnergyMonitor 0.0.1 documentation. Welcome to the OpenEnergyMonitor guide! – OpenEnergyMonitor 0.0.1 documentation. URL: https://docs.openenergymonitor.org/electricity-monitoring/ct-sensors/yhdc-sct-013-000-ct-sensor-report.html (date of access: 29.05.2024)
18 MQ2 DataSheets. Pololu Robotics and Electronics. URL: https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf (date of access: 29.05.2024)
19 ZMPT101B datasheet. SnapMagic Search | Free PCB Footprints and Schematic Symbols. URL: https://www.snapeda.com/parts/ZMPT101B/Qingxian%20Zeming%20Langxi%20Electronic/datasheet/ (date of access: 29.05.2024)
20 Тимощук, В., Василишин, В., Мудрий, І., & Луцик, Н. (2023). Огляд та порівняння протоколів передачі інформації в IoT. Матеріали ⅩⅠ науково-технічної конференції „Інформаційні моделі, системи та технології “, 188-188.
21 Тимощук, В., Карташов, В., Королюк, Р. І., & Рубен, Т. (2022). Огляд протоколів керування для побудови автоматизованих систем віддаленого управління. Матеріали Ⅹ науково-технічної конференції „Інформаційні моделі, системи та технології “Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя, 143-144.
22 Ubuntu Server documentation. Enterprise Open Source and Linux | Ubuntu. URL: https://ubuntu.com/server/docs (date of access: 29.05.2024)
23 Arduino reference - arduino reference. Arduino - Home. URL: https://www.arduino.cc/reference/en/ (date of access: 29.05.2024)
24 Python. Python documentation. URL: https://docs.python.org/uk/3/tutorial/index.html (date of access: 29.05.2024)
25 Introducing solidworks. SOLIDWORKS. URL: https://my.solidworks.com/solidworks/guide/SOLIDWORKS_Introduction_EN.pdf (date of access: 29.05.2024)
26 Khariv, I. Y., Tymoshchuk, V. D., Zolotyi, R. Z., & Didych, I. S. (2022). ОПТИМІЗАЦІЯ ПАРАМЕТРІВ 3Д ДРУКУ ДЛЯ ВИОГОТОВЛЕННЯ ЯКІСНИХ ВИРОБІВ. АКТУАЛЬНІ ЗАДАЧІ СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЙ, 192.
27 Kryazhych, O., Itskovych, V., Iushchenko, K., Hrytsyshyna, V., Bruvier, D., Nykytyuk, V., & Bodnarchuk, I. (2023). The use of abstract Moore automaton to control the sensors of a service-oriented alarm and emergency notification network. Вісник Тернопільського національного технічного університету, 109(1), 111-120.
28 Дуда, О., & Станько, А. (2023). ОРГАНІЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ДАНИХ ЗАСОБАМИ IOT-ПРИСТРОЇВ У «РОЗУМНИХ МІСТАХ». Матеріали конференцій МЦНД, (06.10. 2023; Дніпро, Україна), 76-78.
29 Петрик, О. М., Суховерша, В. О., & Марценко, С. В. (2022). Дослідження ролі ІоТ-технологій в промислових комп’ютерних мережах. Матеріали ⅩⅠ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій “, 138-138.
30 Duda, O., Martsenko, S., Matsiuk, O., Kunanets, N., & Pasichnyk, V. (2020). Building secure Urban information systems based on IoT technologies. In CEUR Workshop Proceedings (pp. 317-328).
31 Тимощук, В., & Тимощук, Д. (2023). ПОРІВНННЯ КАНАЛІВ ПЕРЕДАЧІ ІНФОРМАЦІЇ. Матеріали конференцій МНЛ, (23 червня 2023 р., м. Дніпро), 112-114.
32 Василишин, В. В., Тимощук, В. Д., Кітчак, Н. Ю., & Луцик, Н. С. (2023). Аналіз характеристик та застосування мікроконтролерів Attiny85, Atmega8, RP2040. Матеріали ⅩⅡ Міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів „Актуальні задачі сучасних технологій “, 420-420.
33 Bodnarchuk, I., Duda, O., Kharchenko, A., Kunanets, N., Matsiuk, O., & Pasichnyk, V. (2020). Choice Method of Analytical Platform for Smart City (No. 4374). EasyChair.
34 Посібник " Надання першої медичної допомоги при переломах". Освітній проект «На Урок» для вчителів. URL: https://naurok.com.ua/posibnik-nadannya-persho-medichno-dopomogi-pri-perelomah-200976.html (дата звернення: 29.05.2024)
35 Основи психофізіології та фізіології вищої нервової діяльності. Навчально-методичний посібник. URL: https://www.dkpp.com.ua/wp-content/uploads/2024/03/sylabus_psykhofiziolohiia_io_2024.pdf (date of access: 29.05.2024)
Content type: Bachelor Thesis
Aparece nas Coleccións122 — Компʼютерні науки (бакалаври)

Arquivos neste item
Arquivo Descrición TamañoFormato 
2024_KRB_SN-42_Pechil.O.O.pdf2,64 MBAdobe PDFVer/abrir


Todos os documentos en Dspace estan protexidos por copyright, con todos os dereitos reservados

Ferramentas administrativas