Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49822
Назва: | Хмарна система моніторингу споживання електроенергії на базі використання пристроїв ІоТ |
Інші назви: | Cloud-based system for monitoring electricity consumption using IoT devices |
Автори: | Климчук, Дмитро Андрійович Klymchuk, Dmytro |
Приналежність: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
Бібліографічний опис: | Климчук Д.А. Хмарна система моніторингу споживання електроенергії на базі використання пристроїв ІоТ : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня бакалавр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. А.М. Луцків. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 59 с. |
Bibliographic description: | Klymchuk D. Cloud-based system for monitoring electricity consumption using IoT devices : Bachelor Thesis „123 — Computer Engineering“ / Dmytro Klymchuk - Ternopil, TNTU, 2025 – 59 p. |
Дата публікації: | 20-чер-2025 |
Дата подання: | 27-чер-2025 |
Дата внесення: | 22-лип-2025 |
Видавництво: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
Країна (код): | UA |
Місце видання, проведення: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
Науковий керівник: | Луцків, Андрій Мирославович Lutskiv, Andriy |
Члени комітету: | Пастух, Олег Анатолійович Pastukh, Oleh |
УДК: | 681.335 |
Теми: | хмарні сервіси мікроконтролер Інтернет речей веб-сервіси енергоспоживання home assistance моніторинг дистанційний контроль cloud services microcontroller Internet of Things web services energy consumption monitoring remote control |
Кількість сторінок: | 59 |
Короткий огляд (реферат): | Климчук Д.А. Хмарна система моніторингу споживання електроенергії на базі використання пристроїв ІоТ: робота на здобуття кваліфікаційного ступеня бакалавра: спец. 123 — комп’ютерна інженерія. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2025.
Ключові слова: хмарні сервіси, мікроконтролер, Інтернет речей, веб-сервіси, енергоспоживання, home assistance, моніторинг, дистанційний контроль.
Об’єкт проектування – Хмарна система моніторингу споживання електроенергії на базі використання пристроїв ІоТ.
Кваліфікаційна робота бакалавра складається з трьох розділів.
У першому розділі приводиться аналіз технічного завдання та області його застосування, вибір оптимального протоколу зв’язку та здійснюється опис загальної архітектури системи.
В другому розділі здійснюється побудова та опис структурної схеми, аналіз мікроконтролера ESP32, розгортання та налаштування вибраної платформи Home Assistant, додавання інтеграції Tuya Local, розробка програмного забезпечення.
В третьому розділі приводиться розгортання апаратних програмних компонент, налаштування Raspberry Pi 4, опис та налаштування розумних розеток, організацію доступу до хмарної системи моніторингу з інтернету та здійснення тестування системи. Klymchuk D.A. Cloud-based system for monitoring electricity consumption using IoT devices: Bachelor’s Graduation Thesis: speciality 123 — computer engineering. Ternopil: Ternopil Ivan Puluj National Technical University, 2025. Keywords: cloud services, microcontroller, Internet of Things, web services, energy consumption, home assistance, monitoring, remote control. Design object - Development of a cloud-based system for monitoring electricity consumption based on IoT devices. The bachelor's thesis consists of three sections. The first section analyzes the terms of reference and its application, selects the optimal communication protocol, and describes the overall architecture of the system. The second section describes the construction and description of the block diagram, analysis of the ESP32 microcontroller, deployment and configuration of the selected Home Assistant platform, adding Tuya Local integration, and software development. The third section describes the deployment of hardware and software components, the configuration of the Raspberry Pi 4, the description and configuration of smart sockets, the organization of access to the cloud monitoring system from the Internet, and the testing of the system. |
Зміст: | ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ 9 1.1. Аналіз технічого завдання 9 1.1.1. Вибір мікроконтролера 9 1.1.2. Вибір протоколу зв’язку 10 1.1.2.1. Взаємодія через протокол HTTP і REST API 10 1.1.2.2. Протокол MQTT 10 1.1.2.3. Взаємодія через WebSocket 11 1.1.2.4. Локальний протокол з використанням спеціалізованих API 11 1.1.2.5. Вибір оптимального протоколу зв’язку 12 1.1.3. Вибір елементів керування 13 1.2. Аналіз області застосування програмно-апаратної системи 14 1.3. Загальна архітектура системи 16 1.3.1. Home Assistant як центральна платформа моніторингу 17 1.3.2. Вибір хмарної або локальної платформи 18 1.3.2.1. Хмарні сервіси 19 1.3.2.2. Локальні сервіси 20 РОЗДІЛ 2 ПРОЄКТНА ЧАСТИНА 22 2.1. Побудова та опис структурної схеми 22 2.2. Аналіз обраного мікроконтролера ESP32 23 2.3. Аналіз процесу розгортання та налаштування Home Assistant 24 2.3.1. Обґрунтування вибору платформи для встановлення 25 2.3.2. Встановлення Home Assistant 26 2.3.3. Початкове налаштування інтерфейсу Home Assistant 28 2.3.4. Додавання інтеграції Tuya 28 2.3.5. Використання Local Tuya 30 2.4. Розробка програмного забезпечення для ESP32 32 2.4.1. Вибір інструменту розробки 32 2.4.2. Створення локального сервера на ESP32 33 2.4.2.1. Розгортання HTTP‑сервера на ESP32 33 2.4.2.2. Роутинги для керування засобами HTTP 33 2.4.2.3. Формування JSON‑відповідей 34 2.4.2.4. Зв’язок з внутрішніми компонентами ESP 35 2.5. Прототипування компоненти локального керування 36 2.5.1. Підключення локального керування до ESP32 36 2.5.2. Програмування логіки локального керування 38 2.6. Робота з дисплеєм 39 2.6.1. Бібліотеки для роботи з дисплеєм 40 2.6.2. Відображення статусу розеток 41 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА 42 3.1. Розгортання апаратних програмних компонент 42 3.1.1. Налаштування Raspberry Pi 4 42 3.1.2. Фізичне налаштування розумної розетки 43 3.2. Організація доступу з мережі інтернет 47 3.3. Тестування системи 48 РОЗДІЛ 4 БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ, ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 52 4.1 Долікарська допомога при ураженні електричним струмом 52 4.2 Заходи щодо захисту від ураження електричним струмом. 54 ВИСНОВКИ 56 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 57 Додаток А Технічне завдання Додаток Б Лістинг коду програми |
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/49822 |
Власник авторського права: | © Климчук Дмитро Андрійович, 2025 © Klymchuk Dmytro, 2025 |
Перелік літератури: | Жаровський Р.О., Луцик Н.С., Осухівська Г.М., ПаламМикитишин А.Г., Митник М.М., Стухляк П.Д., Пасічник В.В. Комп’ютерні мережі. Книга 1. Львів: «Магнолія 2006», 2024. 256 с.ар А.М., Тиш Є.В. Методичні вказівки до виконання кваліфікаційної роботи бакалавра для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти за спеціальністю 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 39 с. Дячук О.А., Жаровський Р.О. Використання SDN для оптимізації передачі даних в комп’ютерних мережах. Матеріали XІ науково-технічна конференція Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя «Інформаційні моделі системи та технології» (13-14 грудня 2023 року). Тернопіль: ТНТУ. 2023. C. 149-150. Ларіоник Р.В., Луцик Н.С., Паламар А.М. Система для моніторингу якості атмосферного повітря на базі IoT. Матеріали IX науково-технічної конференції "Інформаційні моделі, системи та технології" Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 8–9 грудня 2021 року), Тернопіль: ТНТУ. 2021. С. 116. Оконський М.В., Лупенко С.А., Паламар А.М. Інформаційно-вимірювальна система для контролю метеорологічних параметрів на основі Інтернету речей. Матеріали IX науково-технічної конференції "Інформаційні моделі, системи та технології" Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 8–9 грудня 2021 року), Тернопіль: ТНТУ, 2021. С. 118. Романов Д.В., Осухівська Г.М., Паламар А.М. Система управління зовнішнім освітленням на основі Інтернету речей. Актуальні задачі сучасних технологій : збірник тез доповідей Х міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів (Тернопіль, 24-25 листопада 2021 року), Тернопіль: ТНТУ, 2021. С. 120. Monk S. Programming Arduino: Getting Started with Sketches. Нью-Йорк, 2022. 178 с. Home Assistant Green. URL: https://support.nabucasa.com/hc/en-us/categories/24638797677853-Home-Assistant-Green (дата звернення: 18.03.25) Home Assistant 101. Посібник для початківців. URL: https://dou.ua/forums/topic/38947/ (дата звернення: 25.03.25) Tuya Smart Delivers IoT Best Practice Using Amazon Aurora. URL: https://www.tuya.com/news-details/tuya-smart-delivers-iot-best-practice-using-amazon-aurora-Kda5vyu6mnsxd (дата звернення: 29.03.25) Getting started with your Raspberry Pi. URL: https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/getting-started.html (дата звернення: 18.04.25) Налаштовуємо віддалений доступ до Home Assistant через Cloudflare. URL: https://dou.ua/forums/topic/40931/ (дата звернення: 21.04.25) Свергун С., Жаровський Р. Тестування програмного продукту, побудованого на мікросервісній архітектурі на основі BDD. Матеріали X науково-технічної конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя «Інформаційні моделі системи та технології» (7-8 грудня 2022 року). Тернопіль: ТНТУ. 2022. C. 93. Правила надання першої допомоги при ураженні електричним струмом. URL: https://lviv.dsp.gov.ua/pravyla-nadannia-pershoi-dopomohy-pry-u/10723/ (дата звернення: 23.04.25) Перша допомога при ураженні електричним струмом. URL: https://bozhedarivska-selrada.gov.ua/news/1576497483/ (дата звернення 23.04.25) Методи і засоби захисту від ураження електричним струмом. URL: https://buklib.net/books/35195/ (дата звернення: 23.04.25) Заходи захисту від ураження електричним струмом. URL: https://studies.in.ua/bjd-zaporojec/1247-125-zahodi-zahistu-vd-urazhennya-elektrichnim-strumom.html (дата звернення: 24.04.25) Відокремлений підрозділ «Науково-проектний центр розвитку Об’єднаної енергетичної системи України» державного підприємства «Національна енергетична компанія «Укренерго». Правила улаштування електроустановок. Київ, 2017. 617с. |
Розташовується у зібраннях: | 123 — Комп’ютерна інженерія (бакалаври) |
Файли цього матеріалу:
Файл | Опис | Розмір | Формат | |
---|---|---|---|---|
Dmytro_Klymchuk.pdf | 2,12 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора