1. ELARTU — Інституційний репозитарій ТНТУ імені Івана Пулюя
  2. Роботи студентів
  3. Магістр
  4. 122 — комп’ютерні науки
Empreu aquest identificador per citar o enllaçar aquest ítem: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48655
Títol: Дослідження та аналіз системи моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку
Altres títols: Research and Analysis of Air Quality Monitoring and Control Systems Based on IoT for Smart Houses
Autor: Вирста, Владислав Михайлович
Vyrsta, Vladyslav Mykhailovych
Affiliation: ТНТУ ім. І. Пулюя, Факультет комп’ютерно-інформаційних систем і програмної інженерії, Кафедра комп’ютерних наук, м. Тернопіль, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Вирста В. М. Дослідження та аналіз системи моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 122 – комп’ютерні науки / наук. кер. В. В. Никитюк. Тернопіль : Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025. 73 с
Bibliographic reference (2015): Вирста В. М. Дослідження та аналіз системи моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку : робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 122 – комп’ютерні науки / В. М. Вирста ; наук. кер. В. В. Никитюк ; Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя. – Тернопіль, 2025. – 73 с.
Data de publicació: 26-de -2025
Submitted date: 12-de -2025
Date of entry: 30-de -2025
Editorial: ТНТУ ім. І.Пулюя, ФІС, м. Тернопіль, Україна
Country (code): UA
Place of the edition/event: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Supervisor: Никитюк, Вячеслав Вячеславович
Nykytyuk, Vyacheslav V
UDC: 004.7
Paraules clau: 122
комп’ютерні науки
IoT
розумний будинок
система
моніторинг
контроль
повітря
якість
home
smart
system
monitoring
control
air
quality
Page range: 73
Resum: Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та аналізу систем моніторингу та контролю якості повітря для розумних будинків на базі IoT. В першому розділі кваліфікаційної роботи описано проблематику дослідження та аналізу системи моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку. Проаналізовано комерційні системи моніторингу якості повітря шляхом створення порівняльної таблички комерційних систем моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку. Розглянуто наукові дослідження (архітектурні рішення, експериментальні дослідження). В другому розділі кваліфікаційної роботи досліджено методи оцінки систем моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку. Проаналізовані ризики впровадження. Досліджено роль хмарних технологій у зборі та обробці даних, створено порівняльну таблицю IoT-платформ, описано архітектуру хмарних рішень. Досліджено норми якості повітря. В третьому розділі кваліфікаційної роботи спроєктовано систему контролю та якості повітря для розумного будинку на базі IoT. Описано основні методи та частинки коду модулів системи. Висвітлено процес тестування. Проаналізовані результати експериментальних досліджень системи контролю та якості повітря розумного будинку на базі IoT.
Descripció: The qualification work is devoted to the research and analysis of IoT-based air quality monitoring and control systems for smart homes. The first chapter of the qualification work describes the problems of research and analysis of the IoT-based air quality monitoring and control system for a smart home. Commercial air quality monitoring systems are analyzed by creating a comparison chart of commercial IoT-based air quality monitoring and control systems for a smart home. Scientific research (architectural solutions, experimental studies) is considered. The second section of the qualification work investigates methods for evaluating IoT-based air quality monitoring and control systems for a smart home. The risks of implementation are analyzed. The role of cloud technologies in data collection and processing is investigated, a comparative table of IoT platforms is created, and the architecture of cloud solutions is described. The air quality standards are investigated. In the third chapter of the qualification work, an IoT-based air quality control and monitoring system for a smart home is designed. The main methods and code parts of the system modules are described. The testing process is covered. The results of experimental studies of the IoT-based air quality control system for a smart home are analyzed.
Content: ВСТУП 8 1 ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМ МОНІТОРИНГУ І КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ПОВІТРЯ НА БАЗІ IOT ДЛЯ РОЗУМНОГО БУДИНКУ 10 1.1 Проблематика дослідження та аналізу системи моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку 10 1.2 Комерційні системи моніторингу якості повітря 12 1.3 Огляд наукових досліджень у сфері дослідження систем контролю якості повітря на базі IoT 16 1.4 Висновок до першого розділу 21 2 АНАЛІЗ МЕТОДІВ ОЦІНКИ СИСТЕМ МОНІТОРИНГУ І КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ПОВІТРЯ НА БАЗІ IOT ДЛЯ РОЗУМНОГО БУДИНКУ 22 2.1 Методи оцінки систем моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку 22 2.1.1SWOT аналіз 22 2.1.2Метод опитувань 23 2.1.3Порівняльний аналіз 24 2.2 Аналіз ризиків впровадження систем моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку 25 2.3 Роль хмарних технологій у зборі та обробці даних про якість повітря 26 2.3.1Хмарні технології в IoT-системах моніторингу якості повітря 26 2.3.2Архітектура хмарних рішень для моніторингу якості повітря 30 2.3.3Переваги та недоліки впровадження хмарних рішень у системах моніторингу 31 2.4 Норми якості повітря 33 2.5 Висновок до другого розділу 35 3 СТВОРЕННЯ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ І ЯКОСТІ ПОВІТРЯ ТА ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТІВ 36 3.1 Проєктування системи контролю та якості повітря для розумного будинку на базі IoT 36 3.2 Написання тексту програми для системи контролю та якості повітря для розумного будинку на базі IoT 39 3.3 Тестування системи контролю та якості повітря розумного будинку на базі IoT 43 3.4 Постановка експериментальної задачі 46 3.5 Написання тексту програм та результати експериментів 47 3.6 Висновок до третього розділу 52 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 54 4.1 Організація безпечних умов праці при розробці та впровадженні систем моніторингу та контролю якості повітря для розумному будинку 54 4.2 Ергономіка робочого місця розробника програмного забезпечення для пристроїв IoT 57 4.3 Комп’ютерне забезпечення процесу оцінки радіаційної та хімічної обстановки 59 4.4 Висновок до четвертого розділу 63 ВИСНОВКИ 64 ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ 66 ДОДАТКИ
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48655
Copyright owner: © Вирста Владислав Михайлович, 2025
References (Ukraine): 1. Chakraborty, A., Lucarelli, G., Xu, J., Skafi, Z., Castro-Hermosa, S., Kaveramma, A. B., ... & Brown, T. M. (2024). Photovoltaics for indoor energy harvesting. Nano Energy, 109932.
2. Yugandhara, R. Y. (2023, April). Industrial IoT Platform Market Size and Growth Report 2023. SNS Insider. https://www.snsinsider.com/reports/industrial-iot-platform-market-1269.
3. Sung, W. T., & Hsiao, S. J. (2021). Building an indoor air quality monitoring system based on the architecture of the Internet of Things. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2021, 1-41.
4. Pratiwi, Y. E., Taufik, F. F., Habibi, J., & Wibowo, A. C. (2023). The Impact of Particulate Matter on the Respiratory System. Jurnal Respirasi. https://doi.org/10.20473/jr.v9-i.3.2023.237-245.
5. Kuncoro, C. B. D., Adristi, C., & Asyikin, M. B. (2022). Smart Wireless Particulate Matter Sensor Node for IoT-Based Strategic Monitoring Tool of Indoor COVID-19 Infection Risk via Airborne Transmission. Sustainability, 14(21), 14433. https://doi.org/10.3390/su142114433.
6. Atfeh, B., Kristóf, E., Mészáros, R., & Barcza, Z. (2020). Evaluating the effect of data processing techniques on indoor air quality assessment in Budapest.
7. Coney, J., Pickering, B., Dufton, D., Lukach, M., Brooks, B., & Neely III, R. R. (2022). How useful are crowdsourced air temperature observations? An assessment of Netatmo stations and quality control schemes over the United Kingdom. Meteorological Applications, 29(3), e2075
8. Robinson, J. A., Kanduč, T., Sarigiannis, D., & Kocman, D. (2024). Personal airborne particulate matter exposure and intake dose, indoor air quality, biometric, and activity dataset from the city of Ljubljana, Slovenia. Data in Brief, 52, 109877.
9. Guerrero-Ulloa, G., Andrango-Catota, A., Abad-Alay, M., Hornos, M. J., & Rodríguez-Domínguez, C. (2023). Development and Assessment of an Indoor Air Quality Control IoT-Based System. Electronics, 12(3), 608. https://doi.org/10.3390/electronics12030608.
10. Kauser, L., Quadri, S. G. M., Sufiyanuddin, S., & Ali, S. H. (2024). Wireless Sensor Networks Empowered by IOT for Air Quality Monitoring. International Journal For Multidisciplinary Research. https://doi.org/10.36948/ijfmr.2024.v06i03.19675.
11. Edupuganti, S., Sai, N., Tenneti, S., Iqbal, M. M., & Rajaram, G. (2023). An IoT Implemented Dynamic Air Pollution Monitoring System. EAI Endorsed Transactions on Internet of Things. https://doi.org/10.4108/eetiot.v9i4.4316.
12. Schieweck, A., Uhde, E., Salthammer, T., Salthammer, L. C., Morawska, L., Mazaheri, M., & Kumar, P. (2018). Smart homes and the control of indoor air quality. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 94, 705-718.
13. Dozorskyi, V., Nykytyuk, V., Dozorska, O., Dediv, L., & Yavorska, E. (2020, September). The method of selection and pre-processing of electromyographic signals for bio-controlled prosthetic of hand. In 2020 IEEE 15th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT) (Vol. 1, pp. 188-191). IEEE.
14. Indoor Air Pollution Monitoring System. (2023). International Journal For Multidisciplinary Research, 5(3). https://doi.org/10.36948/ijfmr.2023.v05i03.3281.
15. Rudavskyi, I., Klym, H., & Popov, A. I. (2023). Design and evaluation of a smart indoor air quality monitoring system. Measuring Equipment and Metrology, 84(3), 23–30. https://doi.org/10.23939/istcmtm2023.03.023.
16. Wall, D., McCullagh, P., Cleland, I., & Bond, R. (2021). Development of an Internet of Things solution to monitor and analyse indoor air quality. Internet of Things, 14, 100392.
17. Грабіна, К. І., Шендрик, В. В., Данченко, О. Б., & Мазуркевич, А. Г. (2021). Застосування SWOT-аналізу для ідентифікації ризиків проекту. In Управління проектами у розвитку суспільства: Матеріали XVIII Міжнародної науково-практичної конференції (м. Київ, травень 2021) (pp. 133–137). Київ: КНУБА.
18. Грабіна, К. І., Шендрик, В. В., Данченко, О. Б., & Мазуркевич, А. Г. (2021). Застосування SWOT-аналізу для ідентифікації ризиків проекту. In Управління проектами у розвитку суспільства: Матеріали XVIII Міжнародної науково-практичної конференції (м. Київ, травень 2021) (pp. 133–137). Київ: КНУБА.
19. TOMAŞ, M. (2020). Smart house with artificial intelligence. European Journal of Science and Technology, 686–693. https://doi.org/10.31590/ejosat.689634
20. Ferreira, L., Oliveira, T., & Neves, C. (2023). Consumer's intention to use and recommend smart home technologies: The role of environmental awareness. Energy, 263, 125814. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125814
21. Woliński, M., & Szymczyk, T. (2022). Comparative analysis of software for smart homes. Journal of Computer Sciences Institute, 23, 84–88. https://doi.org/10.35784/jcsi.2842
22. Вирста, В. М. (2024). Аналіз ризиків впровадження систем моніторингу і контролю якості повітря на базі IoT для розумного будинку. Матеріали Ⅻ науково-технічної конференції „Інформаційні моделі, системи та технології “, 19-20.
23. Zolfaghari, B., Yazdinejad, A., Dehghantanha, A., Krzciok, J., & Bibak, K. (2022). The dichotomy of cloud and iot: Cloud-assisted iot from a security perspective. arXiv preprint arXiv:2207.01590.
24. Deng, H., Xu, X., Wang, K., Xu, J., Loisel, G., Wang, Y., ... & Gligorovski, S. (2022). The effect of human occupancy on indoor air quality through real-time measurements of key pollutants. Environmental Science & Technology, 56(22), 15377-15388.
25. Nykytyuk, V., Dozorskyy, V., Kunanets, N., Pasichnyk, V., Matsiuk, O., & Bodnarchuk, I. (2021). Electrical Probe-Signal Processing and Criterion for the Determination of Time Parameters of the Teeth Filling Material Polymerization Process in Dentistry. In IDDM (pp. 54-63).
26. Considine, E. M., Braun, D., Kamareddine, L., Nethery, R. C., & deSouza, P. (2023). Investigating use of low-cost sensors to increase accuracy and equity of real-time air quality information. Environmental science & technology, 57(3), 1391-1402.
27. Duda, O., Kunanets, N., Martsenko, S., Nykytyuk, V., & Pasichnyk, V. (2021, September). Information technology platform for the selection and analytical processing of information on COVID-19. In 2021 IEEE 16th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT) (Vol. 2, pp. 231-238). IEEE.
28. Duda, O., Kunanets, N., Martsenko, S., Nykytyuk, V., & Pasichnyk, V. (2021, September). COVID-19 data collections and analytical processing. In 2021 IEEE 16th International Conference on Computer Sciences and Information Technologies (CSIT) (Vol. 2, pp. 252-257). IEEE.
29. Bohara, B., Maharjan, S., & Shrestha, B. R. (2020). IoT based smart home using Blynk framework. arXiv preprint arXiv:2007.13714.
30. Artiyasa, M., Kusumah, I. H., Suryana, A., Sidik, A. D. W. M., & Junfithrana, A. P. (2020). Comparative Study of Internet of Things (IoT) Platform for Smart Home Lighting Control Using NodeMCU with Thingspeak and Blynk Web Applications. FIDELITY: Jurnal Teknik Elektro, 2(1), 1-6.
31. Dwiansyah, R. O., & Prasetya, D. A. (2022). Smart Home System With Radio Frequency Using Blynk Application. Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 22(2), 177-184.
32. Guneet, S. (2020). IoT based Smart Home (Master's thesis, České vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.).
33. Chong, C. M. (2021). Smart Universal Remote Using Mobile for Home Automation (Doctoral dissertation, UTAR).
34. Mohammed, N. S., & Selman, N. H. (2021). Real-time monitoring of the prototype design of electric system by the ubidots platform. International Journal of Electrical and Computer Engineering, 11(6), 5568-5577.
35. Santhosh, C., Kanakaraja, P., Kumar, M. R., Sravani, C. S., Ramjee, V., & Asish, Y. (2023). IoT-Enabled Patient Assisting Device Using Ubidots Webserver. In Modern Approaches in IoT and Machine Learning for Cyber Security: Latest Trends in AI (pp. 345-355). Cham: Springer International Publishing.
36. Santhosh, C., Kanakaraja, P., Kumar, M. R., Sravani, C. S., Ramjee, V., & Asish, Y. (2023). IoT-Enabled Patient Assisting Device Using Ubidots Webserver. In Modern Approaches in IoT and Machine Learning for Cyber Security: Latest Trends in AI (pp. 345-355). Cham: Springer International Publishing.
37. Alsbou, N., Thirunilath, N. M., & Ali, I. (2022, June). Smart home automation iot system for disabled and elderly. In 2022 IEEE International IOT, Electronics and Mechatronics Conference (IEMTRONICS) (pp. 1-5). IEEE.
38. Sridhar, H. S., Somvanshi, S., Ramsinghani, M., & HC, N. (2022, December). Designing of smart home automation using IOT. In 2022 Fourth International Conference on Emerging Research in Electronics, Computer Science and Technology (ICERECT) (pp. 1-6). IEEE.
39. Kadiyan, V., Singh, M., Kumar, A., Saini, A., & Singh, H. (2023). Smart home automation system based on IoT. International Journal of Scientific Research in Engineering and Management (IJSREM), 7(5), 1-8.
40. Microsoft. IoT using Azure Data Explorer. Microsoft Learn. https://learn.microsoft.com/en-us/azure/architecture/solution-ideas/articles/iot-azure-data-explorer.
41. Nykytyuk, V., Dozorskyi, V., Dozorska, O., Karnaukhov, A., & Matiichuk, L. (2022, November). The Method of User Identification by Speech Signal. In ITTAP (pp. 225-232).
42. Bodnarchuk, I., Skorenkyy, Y., Kramar, T., Duda, O., & Nykytyuk, V. (2022, November). Use of Analytical Hierarchy Process in Scenarios Design for a Digital Museum with XR components. In ITTAP (pp. 414-425).
43. 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.
44. Issa, W., Moustafa, N., Turnbull, B., Sohrabi, N., & Tari, Z. (2023). Blockchain-based federated learning for securing internet of things: A comprehensive survey. ACM Computing Surveys, 55(9), 1-43.
45. Ferrag, M. A., Friha, O., Hamouda, D., Maglaras, L., & Janicke, H. (2022). Edge-IIoTset: A new comprehensive realistic cyber security dataset of IoT and IIoT applications for centralized and federated learning. IEEe Access, 10, 40281-40306.
46. Song, Z., Ye, W., Chen, Z., Chen, Z., Li, M., Tang, W., ... & Fan, Z. (2021). Wireless self-powered high-performance integrated nanostructured-gas-sensor network for future smart homes. ACS nano, 15(4), 7659-7667.
47. Dediv, L., Dozorska, O., Kukuruza, V., Nykytyuk, V., & Kovalyk, S. (2023). Computer Simulation Modeling of Voice Signals in the Matlab Environment for the Task of Computerized Diagnostic Systems Testing. In CITI (pp. 257-262).
48. Dozorskyi, V., Dediv, I., Sverstiuk, S., Nykytyuk, V., & Karnaukhov, A. (2023, June). The Method of Commands Identification to Voice Control of the Electric Wheelchair. In The 1st International Workshop on «Computer Information Technologies in Industry 4.0»(CITI-2023). CEUR Workshop Proceedings.
49. Sverstiuk, A., Matiichuk, L., Polyvana, U., Stanko, A., & Nykytyuk, V. (2024). Analytical analysis of approaches to assessing the quality of life in smart cities.
50. Akhtar, J., Garcia, A. L., Saenz, L., Garcia, G., Kuravi, S., Shu, F., ... & Garcia, A. (2025). Combined Intervention Removes More Aerosols From the Environment—A Quantitative Assessment. Indoor Air, 2025(1), 1785997.
51. Siddiki, A., & Arif, I. (2024). AI-Driven Adaptive Ventilation Systems For Real-Time Pollution Control In Industrial And Urban Settings: A Systematic Review. 1(01), 56–73. https://doi.org/10.70008/jeser.v1i01.48.
52. Koroliuk, R., Nykytyuk, V., Tymoshchuk, V., Soyka, V., & Tymoshchuk, D. (2025). Automated monitoring of bee colony movement in the hive during winter season. arXiv preprint arXiv:2501.01170.
53. Siddique, A., Al-Shamlan, M. Y., Al-Romaihi, H. E., & Khwaja, H. A. (2025). Beyond the outdoors: indoor air quality guidelines and standards–challenges, inequalities, and the path forward. Reviews on Environmental Health, 40(1), 21-35.
54. Міністерство охорони здоров’я України. (1999). Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень (ДСН 3.3.6.042-99).
55. Одарченко, А. М., Одарченко, М. С., Степанов, В. І., & Черненко, Я. М. (2017). Основи охорони праці. Підручник.
56. Державне агентство з технічного регулювання та метрології України. (2011). Система стандартів безпеки праці. Електробезпека. Загальні вимоги та номенклатура видів захисту (ДСТУ 7237:2011).
57. Міністерство охорони здоров’я України. (2002). Державні санітарні норми та правила при роботі з джерелами електромагнітних полів (ДСанПіН 3.3.6.096-2002).
58. Ніконенко, В. (2021). Вплив електромагнітного випромінювання технології Wi-Fi на здоров’я людини. У Проблеми охорони праці, промислової та цивільної безпеки: Збірник матеріалів двадцять п’ятої Всеукраїнської науково-методичної конференції (с. 151–155).
59. Міністерство охорони здоров’я України. (1996, 1 серпня). Наказ № 239 Про затвердження державних санітарних правил та норм.
60. Державне агентство з технічного регулювання та метрології України. (2015). Дизайн і ергономіка. Робоче місце для виконання робіт у положенні сидячи. Загальні ергономічні вимоги (ДСТУ 8604:2015).
61. Зайцева, А. М. (2021). Ергономіка робочого місця. Збірник наукових праць Таврійського державного агротехнологічного університету, (2021), с. 16. http://www.tsatu.edu.ua/kn/wp-content/uploads/sites/16/zbirnyk-2021.pdf#page=16.
62. Jin, H., He, X., Wang, L., Zhu, Y., Jiang, W., & Zhou, X. (2024). SitPose: Real-Time Detection of Sitting Posture and Sedentary Behavior Using Ensemble Learning With Depth Sensor. IEEE Sensors Journal. https://arxiv.org/abs/2412.12216.
63. Rout, S., Mishra, D. G., Ravi, P. M., Pulhani, V., & Tripathi, R. M. (2020). RADCOM: Radiation dose computation model-a software for radiological impact assessment. Progress in Nuclear Energy, 118, 103141.
64. Oancea, C., Marek, L., Vuolo, M., Jakubek, J., Soharová, E., Ingerle, J., ... & Granja, C. (2024). TraX Engine: Advanced Processing of Radiation Data Acquired by Timepix Detectors in Space, Medical, Educational and Imaging Applications. arXiv preprint arXiv:2410.10242.
65. Смольц, Б. В. (2022). Інформаційна система моніторингу радіаційної обстановки (Магістерська кваліфікаційна робота). Вінницький національний технічний університет. https://iq.vntu.edu.ua/repository/getfile.php/5687.pdf.
66. Гринь, Г. І., Мохонько, В. І., Суворін, О. В., Кузнєцов, П. В., Гринь, С. О., Ожередова, М. А., ... & Азаров, М. І. (2019). Методи вимірювання параметрів навколишнього середовища.
67. Garmash, S. M., Plis, M. M., Gerasimenko, V. A., & Shatalin, D. B. (2020). Сучасний стан державної системи нормативного регулювання в галузі хімічної безпеки. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури, (6), 61-68.
Content type: Master Thesis
Bildumetan azaltzen da:122 — комп’ютерні науки

Item honetako fitxategiak:
Fitxategia Deskribapena TamainaFormatua 
Mag_2025_SNnm_61_Vyrsta_v6.pdfДипломна робота3,61 MBAdobe PDFVeure/Obrir
Mostrar el registre complet Dublin Core de l'ítem


Els ítems de DSpace es troben protegits per copyright, amb tots els drets reservats, sempre i quan no s’indiqui el contrari.

Eines d'Administrador