Розробка вебсайту для моніторингу екосистем парків та скверів за допомогою ІоТ

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та розробці вебсайту для моніторингу екосистем парків та скверів за допомогою технологій інтернет речей. В першому розділі кваліфікаційної роботи розглянуто ключові аспекти і значення «Розумного міста» та моніторингу екосистем зелених зон, зокрема парків та скверів. Висвітлено роль та потенціал технологій Інтернету речей у зборі екологічних даних повітряного середовища. Проаналізовано існуючі підходи та платформи для моніторингу навколишнього середовища, виявлено їхні недоліки та функціональні прогалини, що обґрунтовує необхідність створення нової системи. В другому розділі кваліфікаційної роботи досліджено актуальність та теоретичні основи проєктування системи моніторингу, включаючи сучасний стан екологічного моніторингу міських зелених зон, концепцію Інтернету речей та її застосування, а також переваги та виклики впровадження ІоТ-систем для моніторингу парків та скверів. Подано методологію проєктування ІоТ-системи моніторингу екосистем, яка охоплює загальні підходи до проєктування, детальну архітектуру системи, обґрунтування вибору ключових апаратних компонентів, а також проєктування структури бази даних MySQL. Визначено функціональні вимоги до вебсайту, принципи дизайну та інтерфейсу користувача, а також детально описано проєктування відображення даних на інтерактивній карті Leaflet та механізмів оновлення та взаємодії з даними. Розглянуто підходи до проєктування системи з урахуванням майбутнього тестування та оцінки продуктивності, включаючи забезпечення точності та надійності даних на етапі проєктування. В третьому розділі кваліфікаційної роботи описано практичну реалізацію вебсайту для моніторингу екосистем парків та скверів за допомогою технологій Інтернету речей. Детально висвітлено реалізацію апаратної частини, що включає пряме підключення датчика температури та вологості, а також розробку програмного забезпечення для ESP01S. Подано налаштування серверного середовища на хостингу Awardspace, створення бази даних MySQL через phpMyAdmin та реалізацію серверних скриптів для прийому та зберігання даних. Описано реалізацію клієнтської частини вебсайту, включаючи структуру головної сторінки, візуалізацію даних на інтерактивній карті Leaflet, а також механізми динамічного оновлення даних та взаємодії з користувачем, зокрема переходи на інші сторінки. Об’єкт дослідження: розроблений вебсайт для моніторингу екосистем парків та скверів та його компоненти. Предмет дослідження: процеси реалізації, функціонування та оцінки ефективності системи моніторингу екосистем на основі ІоТ

This qualification work is dedicated to the research and development of a website for monitoring park and square ecosystems using Internet of Things technologies. In the first chapter of this qualification endeavor key aspects and the significance of the «Smart City» concept and ecosystem monitoring of green areas, particularly parks and squares, are examined. The role and potential of Internet of Things technologies in collecting environmental air data are highlighted. Existing approaches and platforms for environmental monitoring are analyzed, revealing their shortcomings and functional gaps, which substantiates the necessity of creating a new system. In the second chapter of this qualification work the relevance and theoretical foundations of designing a monitoring system are investigated, including the current state of environmental monitoring in urban green areas, the concept of the Internet of Things and its application, as well as the advantages and challenges of implementing IoT systems for monitoring parks and squares. The methodology for designing an IoT ecosystem monitoring system is presented, covering general design approaches, a detailed system architecture, the justification for selecting key hardware components, and the design of the MySQL database structure. Functional requirements for the website, design principles, and user interface are defined, and the design of data visualization on an interactive Leaflet map and mechanisms for data updates and interaction are described in detail. Approaches to system design, considering future testing and performance evaluation, including ensuring data accuracy and reliability at the design stage, are examined. In the third chapter of this qualification work the practical implementation of the website for monitoring park and square ecosystems using Internet of Things technologies is described. The implementation of the hardware part, including the direct connection of the temperature and humidity sensor, and the development of software for the ESP01S module, are detailed. The setup of the server environment on Awardspace hosting, the creation of the MySQL database via phpMyAdmin, and the implementation of server scripts for data reception and storage are presented. – The implementation of the client-side of the website is described, including the structure of the main page, data visualization on an interactive Leaflet map, and mechanisms for dynamic data updates and user interaction, including transitions to other pages. Object of research is the developed website for monitoring park and square ecosystems and its components. Subject of research is the processes of implementation, functioning, and evaluation of the effectiveness of the IoT-based ecosystem monitoring system