Комп'ютеризована система моніторингу якості поверхневих вод

Abstract

У роботі розроблено комп’ютеризовану систему моніторингу якості поверхневих вод, що дозволяє автоматично вимірювати ключові параметри води в реальному часі. Попередньо проаналізовано існуючі рішення цієї проблеми, а також обрано параметри для подальшого моніторингу: температуру, кислотність, мутність та загальний вміст розчинених речовин. Розроблено структурну та електричну принципову схеми пристрою. Головним елементом системи є мікроконтролер ESP32 DevKitCv4. Для зчитування параметрів води використовуються відповідні датчики, а для фіксації часу – годинник реального часу. Пристрій живиться від сонячної панелі та акумулятора з підключенням через контролер заряду та стабілізатори напруги. Наступним етапом було розроблено алгоритми роботи всіх елементів системи та побудовано відповідні блок-схеми. Розроблено функціонуюче програмне забезпечення для мікроконтролера. Окремо створено серверний застосунок на основі NestJS із використанням бази даних PostgreSQL для обробки та зберігання отриманих даних. Клієнтський веб-сайт, розроблений з використанням Next.js, забезпечує вільний доступ до інформації завдяки візуалізації даних.

In this work, a computerized system for monitoring surface water quality has been developed that allows for automatic measurement of key water parameters in real time. Existing solutions to this problem have been preliminarily analyzed, and the parameters for further monitoring have been selected: temperature, pH, turbidity, and total dissolved solids. The structural and electrical schematic diagrams of the device were developed. The main element of the system is the ESP32 DevKitCv4 microcontroller. To read the water parameters, appropriate sensors are used, and a real-time clock is used to record the time. The device is powered by a solar panel and a battery connected via a charge controller and voltage stabilizers. The next step was to develop algorithms for the operation of all system elements and build the corresponding block diagrams. Functioning software for the microcontroller was developed. A separate server application based on NestJS was created using the PostgreSQL database to process and store the received data. A client website developed using Next.js provides free access to information through data visualization.