Методи та засоби дистанційного моніторингу рівня іонізуючого випромінювання із застосуванням технологій інтернету речей

Вергун, Олександр Романович; Verhun, Oleksandr

Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48121

Title:	Методи та засоби дистанційного моніторингу рівня іонізуючого випромінювання із застосуванням технологій інтернету речей
Other Titles:	Methods and tools for remote monitoring of ionizing radiation levels using Internet of Things (IoT) technologies
Authors:	Вергун, Олександр Романович Verhun, Oleksandr
Affiliation:	Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University
Bibliographic description (Ukraine):	Вергун О.Р. Методи та засоби дистанційного моніторингу рівня іонізуючого випромінювання із застосуванням технологій інтернету речей : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. А.М. Паламар. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 79 с.
Bibliographic description (International):	Verhun O. Methods and tools for remote monitoring of ionizing radiation levels using Internet of Things (IoT) technologies : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Oleksandr Verhun - Ternopil, TNTU, 2024 – 79 p.
Issue Date:	20-Dec-2024
Submitted date:	27-Jun-2024
Date of entry:	2-Feb-2025
Publisher:	Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Country (code):	UA
Place of the edition/event:	Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Supervisor:	Паламар, Андрій Михайлович Palamar, Andriy
Committee members:	Никитюк, Вячеслав Вячеславович Nykytyuk, Vyacheslav
UDC:	004.9:621.039:539.1
Keywords:	123 комп’ютерна інженерія Інтернет речей дистанційний моніторинг обробка даних хмарні платформи передача даних remote monitoring ionizing radiation Internet of Things sensors data processing cloud platforms data transmission іонізуюче випромінювання сенсори
Number of pages:	79
Abstract:	Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню методів і засобів дистанційного моніторингу рівня іонізуючого випромінювання із застосуванням технологій Інтернету речей (IoT). Проведено аналіз сучасних методів моніторингу, класифікацію сенсорів і систем, що використовуються для контролю радіаційного фону. Розроблено метод дистанційного моніторингу, який передбачає інтеграцію сенсорних мереж із хмарними платформами для забезпечення автоматизованого збору, обробки та передачі даних у реальному часі. Реалізовано апаратну частину системи, яка включає мікроконтролер NodeMCU, GPS модуль, лічильник іонізуючого випромінювання, LCD дисплей і п'єзодинамік. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення для зчитування, обробки й передачі даних на хмарну платформу Ubidots через Wi-Fi із використанням протоколу MQTT. Система забезпечує візуалізацію даних, відображення результатів на інтерактивних графіках і автоматичне генерування сповіщень про перевищення критичних рівнів радіації. The Master’s graduation thesis is devoted to the study of methods and means of remote monitoring of ionizing radiation levels using Internet of Things (IoT) technologies. The author analyzes modern monitoring methods, classifies sensors and systems used to monitor radiation background. A remote monitoring method was developed that involves the integration of sensor networks with cloud platforms to ensure automated data collection, processing, and transmission in real time. The hardware of the system, which includes a NodeMCU microcontroller, GPS module, ionizing radiation counter, LCD display and piezoelectric speaker, was implemented. The algorithmic and software for reading, processing, and transmitting data to the Ubidots cloud platform via Wi-Fi using the MQTT protocol was developed. The system provides data visualization, display of results on interactive graphs and automatic generation of notifications about exceeding critical radiation levels.
Content:	ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 7 ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У СФЕРІ МОНІТОРИНГУ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 11 1.1. Аналіз сфери застосування систем моніторингу рівня іонізуючого випромінювання 11 1.2. Класифікація сучасних засобів моніторингу іонізуючого випромінювання 12 1.3. Огляд сучасних наукових досліджень у сфері моніторингу іонізуючого випромінювання 14 1.4. Висновки до розділу 1 23 РОЗДІЛ 2 АНАЛІЗ МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ ДИСТАНЦІЙНОГО МОНІТОРИНГУ РІВНЯ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 24 2.1. Аналіз фізичних принципів вимірювання іонізуючого випромінювання 24 2.2. Огляд методів дистанційного моніторингу іонізуючого випромінювання 25 2.3. Аналіз існуючих систем збору та обробки даних про рівень іонізуючого випромінювання у реальному часі 27 2.4. Застосування технологій Інтернету речей для моніторингу іонізуючого випромінювання 30 2.5. Огляд сенсорів для вимірювання іонізуючого випромінювання 32 2.6. Алгоритми обробки та аналізу даних у системах дистанційного моніторингу іонізуючого випромінювання 34 2.7. Метод дистанційного моніторингу іонізуючого випромінювання із застосуванням технологій Інтернету речей 35 2.8. Висновки до розділу 2 37 РОЗДІЛ 3 ЗАСТОСУВАННЯ ЗАПРОПОНОВАНОГО МЕТОДУ ДЛЯ РЕАЛІЗАЦІЇ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 39 3.1. Апаратна реалізація системи дистанційного моніторингу рівня іонізуючого випромінювання 39 3.2. Алгоритмічне та програмне забезпечення системи 46 3.3. Інтеграція системи з хмарною IoT платформою 53 3.4. Результати роботи системи 57 3.5. Висновки до розділу 3 58 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 60 4.1. Охорона праці 60 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 63 4.3. Висновки до розділу 4 66 ВИСНОВКИ 67 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 68 Додаток А Тези конференцій 73
URI:	http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48121
Copyright owner:	© Вергун Олександр Романович, 2024 © Verhun Oleksandr, 2024
References (Ukraine):	Вергун О., Паламар А. IoT-технології у системах екологічного моніторингу: інтеграція сенсорних мереж і хмарних платформ. Матеріали V міжнародної науково- практичної конференції учених та студентів «Цифрова економіка як фактор інновацій та сталого розвитку суспільства» Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 28-29 листопада 2024 року), Тернопіль: ТНТУ, 2024. С. 138-139. Паламар А., Вергун О., Франків М. Комп'ютеризована IoT-система для моніторингу іонізуючого випромінювання. Актуальні задачі сучасних технологій : збірник тез доповідей ХIII міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів (Тернопіль, 11-12 грудня 2024 року), Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2024. С. 418. Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Програма та методичні рекомендації з проходження практики за тематикою кваліфікаційної роботи для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ. 2024. 45 с. Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Методичні рекомендації до виконання кваліфікаційної роботи магістра для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль. 2024. 44 с. Варавін А.В., Лещишин Ю.З., Чайковський А.В. Методичні вказівки до виконання курсового проєкту з дисципліни «Дослідження і проєктування комп’ютерних систем та мереж» для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 32 с. Гудков І.М., Кашпаров В.О., Паренюк О.Ю. Радіоекологічний моніторинг: навчальний посібник.К.: Олді-Плюс, 2018. 194 с. Попов О., Яцишин А., Власенко О., Коцюбинський А., Кандзьоба О. Перспективи використання безпілотних літальних апаратів для контролю та моніторингу радіаційної обстановки в Україні. Інформаційні технології та суспільство, 2024. Вип. 2 (13). С. 78-88. Алєксєєва О.В., Лисиченко Г.В., Забулонов Ю.Л., Буртняк В.М., Одукалець Л.А. Багатофункціональний аналізатор для ефективного пошуку та локалізації прихованих джерел іонізуючого випромінювання з визначенням їх географічних координат в режимі реального часу. Наука та інновації, 2013. Т. 9. № 5. С. 40-47. Garcia-Sanchez A.J., Garcia Angosto E.A., Moreno Riquelme P.A., Serna Berna A., Ramos-Amores D. Ionizing radiation measurement solution in a hospital environment. Sensors, 2018. 18(2). P. 510. Alshamali A. GSM based remote ionized radiation monitoring system. In International Conference on Advances in Electronics and Micro-electronics. 2008. P. 155-158. Huang Q., Jian J., Deng Y.Q. Evaluation of ionizing radiation effects on device modules used in wireless-based monitoring systems. Journal of Electronic Testing, 2020. 36(4). P. 499-508. Ahmad M.I., Ab. Rahim M.H., Nordin R., Mohamed F., Abu-Samah A., Abdullah N.F. Ionizing radiation monitoring technology at the verge of internet of things. Sensors, 2021. 21(22). P. 7629. Терьохін В.Л., Стервоєдов М.Г., Рідозуб О.В. Застосування технологій IoT та хмарних сервісів для радіаційного моніторингу. Системи керування та комп'ютери, 2021. №2-3. С. 60-68. Vasylkivskyi I., Ishchenko V., Pohrebennyk V., Palamar M., Palamar A. System of water objects pollution monitoring. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management (SGEM 2017), Vienna, Austria, November, 27–29, 2017. Vol. 17, No. 33. P. 355-362. Palamar A., Karpinski M., Palamar M., Osukhivska H., Mytnyk M. Remote Air Pollution Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems, Ternopil, Ukraine, November 22–24, 2022. Vol. 3309. P. 194-204. Palamar A., Karpinskyy M., Vodovozov V. Design and Implementation of a Digital Control and Monitoring System for an AC/DC UPS. 7th International Conference-Workshop «Compatibility and Power Electronics» (CPE 2011), June 1-3, 2011. P. 173–177. Palamar A. Intelligent control and monitoring module for uninterruptible power supply system. II International Scientific and Practical Conference «Theoretical and Applied Aspects of Device Development on Microcontrollers and FPGAs» (MC&FPGA-2020), Kharkiv, Ukraine. 2020. P. 12-13. Palamar A., Karpinskyy M. Control of an Uninterruptible Power Supply in a DC Microgrid System. 10th International Symposium Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 10-15, 2011), Pärnu, Estonia, 2011. P. 80-84. Palamar A. Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 98, No 2. P. 129–136. Palamar M., Pasternak Y., Palamar A., Poikhalo A. Precision tracking of the trajectory LEO satellite by antenna with induction motors in the control system. Proceedings of the 2017 IEEE 9th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS 2017), Bucharest, Romania, September 21–23, 2017. Vol. 2. P. 1051–1055. Паламар М., Пастернак Ю., Паламар А. Дослідження динамічних похибок системи прецизійного керування антеною з асинхронним електроприводом. Вісник ТНТУ, Тернопіль: ТНТУ, 2014. Вип. 76, № 4. С. 164–173. Погребенник В.Д., Клим Г.І., Бордун І.М., Пташник В.В., Паламар А.М. Системи оперативного контролю інтегральних параметрів водного середовища. Т. 2. Елементи комп’ютерних систем оперативного контролю: колективна монографія. Житомир: Видавничий дім «Бук-Друк», 2021. 180 c. Palamar A., Pettai E. Microgrid for the Department of Electrical Drives and Power Electronics. 8th International Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 11-16, 2010), Pärnu, Estonia, 2010. P. 54-61. Palamar A. Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 99, No 3. P. 133–141. Stadnyk M., Palamar A. Project management features in the cybersecurity area. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 106, No 2. P. 54–62. Palamar A., Palamar M. Fire Safety Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2023. 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023), Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2023. Vol. 3468. P. 164-172. Palamar A., Palamar M., Osukhivska H. Real-time Health Monitoring Computer System Based on Internet of Medical Things. CEUR Workshop Proceedings, 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2023), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, November 22–24, 2023. Vol. 3628. P. 106-115. Voloshchuk A., Velychko D., Osukhivska H., Palamar A. Computer system for energy distribution in conditions of electricity shortage using artificial intelligence. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2024), Ternopil, Ukraine, June 12-14, 2024. Vol. 3742 P. 66-75. Voloskyi V., Leshchyshyn Y., Romanyshyn N., Palamar A., Tarasenko L. Method and algorithm for efficient cell balancing in the lithium-ion battery control system. CEUR Workshop Proceedings, The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies (BAIT 2024), Zboriv, Ukraine, October 02-04, 2024. Vol. 3842. P. 258-267. Palamar A., Stadnyk M., Palamar М. Adaptive PID regulation method of uninterruptible power supply batterу charge current based on artificial neural network. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 107, No 3. P. 5–13. Palamar M., Yavorska M., Palamar A., Strembitskyi M. Modeling and Research of Satellite Antenna Adjustment Process for Earth Remote Sensing. 2022 IEEE 2nd Ukrainian Microwave Week, Kharkiv, Ukraine, November 14-18, 2022. P. 317-320. Palamar A., Voloskyi V., Kramar O., Kramar T., Stankevych O., Yatsyshyn V. Information computer system with a virtual tour for cultural heritage preservation of the Zbarazh Castle Museum's exhibition hall. CEUR Workshop Proceedings, The 3rd International Workshop on Social Communication and Information Activity in Digital Humanities (SCIA 2024), Lviv, Ukraine, October 31, 2024. Vol. 3851. P. 6-16. Palamar M., Horyn T., Palamar A., Batuk V. Method of calibration MEMS accelerometer and magnetometer for increasing the accuracy determination angular orientation of satellite antenna reflector. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 108, No 4. P. 79–88. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д., Пасічник В. В. Комп’ютерні мережі. Книга 1 [навчальний посібник]. Львів : «Магнолія 2006», 2013. 256 с. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д., Пасічник В. В. Комп’ютерні мережі. Книга 2. [навчальний посібник]. Львів : "Магнолія 2006", 2014. 312 с. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д. Телекомунікаційні системи та мережі. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017. 384 с. Зеркалов Д.В. Охорона праці в галузі: Загальні вимоги. Навчальний посібник. К.: Основа. 2011. 551 с. Желібо Є. П., Сагайдак І. С. Безпека життєдіяльності. Навчальний посібник для аудиторної та практичної роботи. К.:ЕКОМЕН. 2011. 200 с. Васійчук В.О., Гончарук В.Є., Качан С.І., Мохняк С.М. Основи цивільного захисту: Навчальний посібник. Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка". 2010. 417с. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «Безпека в надзвичайних ситуаціях» / В.С. Стручок. Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 156 с. Навчальний посібник «Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека»» / автор-укладач В.С. Стручок. Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 156 с.
Content type:	Master Thesis
Appears in Collections:	123 — комп’ютерна інженерія

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Oleksandr_Verhun.pdf		4,02 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record

Admin Tools