Комп'ютеризована система персоналізованого регулювання освітленням приміщення з урахуванням циркадного ритму людини

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена розробці комп’ютеризованої системи персоналізованого регулювання освітленням приміщення з урахуванням циркадного ритму людини. У ході виконання роботи проаналізовано технічне завдання, сформульовано вимоги до системи, проведено огляд аналогічних рішень та визначено їхні недоліки. Запропоновано структурну схему системи та обґрунтовано вибір елементної бази, що включає давач освітленості, мікроконтролерний модуль з бездротовим зв’язком, світлодіодні джерела світла та OLED-дисплей. Розроблено алгоритм адаптивного регулювання яскравості та кольорової температури освітлення відповідно до часу доби, рівня природного освітлення та індивідуальних особливостей користувача. Написано програмне забезпечення, що забезпечує обробку даних сенсорів, бездротове керування освітленням та можливість інтеграції з мобільним додатком або хмарною платформою. Здійснено тестування розробленої системи в реальних умовах експлуатації, оцінено її ефективність у покращенні комфорту користувачів, дотриманні циркадного ритму та зниженні енергоспоживання. Результати роботи можуть бути використані для впровадження інтелектуальних систем освітлення у житлових, офісних та навчальних приміщеннях, сприяючи покращенню умов праці, навчання та відпочинку.

The qualification work is devoted to the development of a computerized system for personalized room lighting control taking into account the human circadian rhythm. In the course of the work, the terms of reference were analyzed, the requirements for the system were formulated, a review of similar solutions was conducted, and their shortcomings were identified. A block diagram of the system is proposed and the choice of the element base, including a light sensor, a microcontroller module with wireless communication, LED light sources, and an OLED display, is substantiated. An algorithm for adaptive control of the brightness and color temperature of lighting in accordance with the time of day, the level of natural light and the individual characteristics of the user has been developed. Software was written that provides sensor data processing, wireless lighting control, and the ability to integrate with a mobile application or cloud platform. The developed system was tested in real operating conditions, and its effectiveness in improving user comfort, observing the circadian rhythm, and reducing energy consumption was evaluated. The results of the work can be used to implement intelligent lighting systems in residential, office, and educational premises, contributing to the improvement of working, studying, and recreational conditions.