Please use this identifier to cite or link to this item:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50532| Title: | Методи і засоби адаптивного регулювання параметрів комп'ютерної системи для вирощування промислових видів риб |
| Other Titles: | Methods and tools for adaptive regulation of the parameters of a computer system for cultivating industrial fish species |
| Authors: | Атаманчук, Юрій Андрійович Atamanchuk, Yurii |
| Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
| Bibliographic description (Ukraine): | Атаманчук Ю.А. Методи і засоби адаптивного регулювання параметрів комп'ютерної системи для вирощування промислових видів риб : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. Ю.З. Лещишин. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 77 с. |
| Bibliographic description (International): | Atamanchuk Y. Methods and tools for adaptive regulation of the parameters of a computer system for cultivating industrial fish species : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Yurii Atamanchuk - Ternopil, TNTU, 2025 – 77 p. |
| Issue Date: | 15-Dec-2025 |
| Submitted date: | 22-Jun-2025 |
| Date of entry: | 22-Dec-2025 |
| Publisher: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Supervisor: | Лещишин, Юрій Зіновійович Leshchyshyn, Yurii |
| Committee members: | Бойко, Ігор Володимирович Boiko, Ihor |
| UDC: | 681.5 |
| Keywords: | 123 комп’ютерна інженерія комп’ютерна система аквакультура адаптивне регулювання мікроконтролер STM32 LoRa Інтернет речей якість води модель Емерсона. computer system aquaculture adaptive control STM32 microcontroller Internet of Things water quality Emerson model. |
| Number of pages: | 77 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота присвячена підвищенню ефективності та надійності функціонування установок замкненого водопостачання шляхом розробки методів і засобів адаптивного регулювання параметрів водного середовища. Робота включає в себе аналіз існуючих методів автоматизації в рибництві та обґрунтовує необхідність врахування нелінійних взаємозв’язків між фізико-хімічними параметрами води.
Отримані дані про стан водного середовища передаються за протоколом MQTT на хмарну IoT-платформу ThingsBoard для візуалізації та диспетчерського контролю. Результати дослідження мають практичне значення для створення автономних систем життєзабезпечення, що дозволяють мінімізувати ризики загибелі риби та зменшити експлуатаційні витрати рибних господарств. The Master’s graduation thesis is dedicated to increasing the efficiency and reliability of recirculating aquaculture systems operation by developing methods and means of adaptive control of water environment parameters. The work includes an analysis of existing automation methods in fish farming and substantiates the necessity of taking into account nonlinear relationships between physicochemical water parameters. The obtained data on the state of the water environment are transmitted via the MQTT protocol to the ThingsBoard IoT cloud platform for visualization and dispatcher control. The research results have practical value for creating autonomous life support systems that allow minimizing the risks of fish mortality and reducing the operational costs of fish farms. |
| Content: | ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ. 8 ВСТУП. 9 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ПРОЦЕСІВ В СЕРЕДОВИЩІ ВИРОЩУВАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ВИДІВ РИБ, ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ МОНІТОРИНГУ ДЛЯ ЇХ АВТОМАТИЗАЦІЇ. 12 1.1. Аналіз технологічних вимог до параметрів водного середовища. 12 1.2. Аналіз існуючих методів та засобів автоматизації в аквакультурі. 15 1.3. Обґрунтування вибору апаратної платформи та інтерфейсів передачі даних. 20 РОЗДІЛ 2 МЕТОДИ АДАПТИВНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ В СЕРЕДОВИЩІ ВИРОЩУВАННЯ ПРОМИСЛОВИХ ВИДІВ РИБ. 23 2.1. Розробка структурної схеми та обґрунтування вибору апаратного забезпечення. 23 2.2. Методи організації інформаційного обміну та обробки сигналів у системі. 26 2.3. Математичне моделювання динаміки параметрів водного середовища та розрахунок індексів токсичності. 31 2.4. Алгоритми адаптивного керування виконавчими механізмами. 36 РОЗДІЛ 3 ПРОЄКТУВАННЯ ТА РЕАЛІЗАЦІЯ АПАРАТНО-ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СИСТЕМИ. 41 3.1. Розробка програмного забезпечення керуючого мікроконтролера. 41 3.1.1. Середовище розробки та конфігурація периферії. 41 3.1.2. Програмна реалізація моніторингу. 42 3.1.3. Реалізація алгоритмів адаптивного регулювання. 43 3.1.4. Організація передачі даних через LoRa. 45 3.1.5. Розробка узагальненого алгоритму функціонування системи. 46 3.2. Розробка архітектури шлюзу IoT та інтеграція з хмарною платформою 48 3.3. Експериментальні дослідження та верифікація розробленої системи 51 3.3.1. Імітаційне моделювання алгоритму розрахунку токсичності. 51 3.3.2. Дослідження ефективності алгоритмів цифрової фільтрації сигналів. 52 3.3.3. Моделювання динаміки терморегуляції та перевірка стійкості алгоритму з гістерезисом. 54 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ. 57 4.1 Охорона праці. 57 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях. 59 4.2.1. Аварії на очисних спорудах стічних вод промислових підприємств з масовим викидом забруднюючих речовин. 59 4.2.2. Організація та основні способи ліквідації наслідків повеней та паводків на промисловому підприємстві. 60 ВИСНОВКИ. 63 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ. 64 Додаток А Тези конференції Додаток Б Лістинг програми |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50532 |
| Copyright owner: | © Атаманчук Юрій Андрійович, 2025 © Atamanchuk Yurii, 2025 |
| References (Ukraine): | Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. ПрЛуцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Методичні рекомендації до виконання кваліфікаційної роботи магістра для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль, 2024. 44 с.ограма та методичні рекомендації з проходження практики за тематикою кваліфікаційної роботи для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 45 с. Варавін А.В., Лещишин Ю.З., Чайковський А.В. Методичні вказівки до виконання курсового проєкту з дисципліни «Дослідження і проєктування комп’ютерних систем та мереж» для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 32 с. Lekang O. I. Aquaculture Engineering / O. I. Lekang. — 2-ге видання — Chichester : Wiley-Blackwell, 2013. — 432 с. Timmons M. B. Recirculating Aquaculture / M. B. Timmons, J. M. Ebeling. — 3-тє видання — Ithaca : Ithaca Publishing Company, 2013. — 975 с. OxyGuard Pacific. Advanced Monitoring and Control Unit. System Description. URL: https://www.oxyguard.dk/en/systems/pacific/ (дата звернення: 18.11.2025). Neptune Systems. Apex A3 Series: The Ultimate Aquarium Control. URL: https://www.neptunesystems.com/apex-a3-series/ (дата звернення: 18.11.2025). Raju K., Varma G. Knowledge Based Real Time Monitoring System for Aquaculture Using IoT. 2017 International Conference on Intelligent Computing and Control Systems (ICICCS). Madurai, India, 2017. P. 138–143. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8250440 (дата звернення: 19.11.2025). Parra L., Sendra S., Lloret J., Bosch I. Design and Deployment of Low-Cost Sensors for Monitoring the Water Quality and Fish Behavior in Aquaculture Tanks during the Feeding Process. Sensors. 2018. Vol. 18, No. 3. P. 750. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/18/3/750 (дата звернення: 19.11.2025). Baena-Navarro R. Intelligent Prediction and Continuous Monitoring of Water Quality in Aquaculture. Water. 2020. Vol. 17, No. 1. P. 82. URL: https://www.mdpi.com/2073-4441/12/1/82 (дата звернення: 20.11.2025). Паламар М.І., Стрембіцький М.О., Паламар А.М. Проектування комп’ютеризованих вимірювальних систем і комплексів: навч. посіб. Тернопіль: ТНТУ, 2019. 150 с. Palamar A., Karpinski M., Palamar M., Osukhivska H., Mytnyk M. Remote Air Pollution Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2022), Ternopil, Ukraine, November 22–24, 2022. Vol. 3309. P. 194-204. Лещишин Ю.З., Назаревич Т.О., Міська І.В. Створення вбудованих систем на базі структурно - параметричних моделей цифрових каналів зв’язку. VІІІ Науково-технічна конференція «Інформаційні моделі, системи та технології». Тернопіль, 2020. С. 127. Романов Д.В., Осухівська Г.М., Паламар А.М. Функціональна схема системи керування зовнішнім освітленням на основі технології LoRa. 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. 124. Лещишин Ю.З., Назаревич Т.О., Міська І.В. Створення вбудованих систем на базі структурно - параметричних моделей цифрових каналів зв’язку. VІІІ Науково-технічна конференція «Інформаційні моделі, системи та технології». Тернопіль, 2020. С. 127. Ясінський Р.В., Осухівська Г.М., Паламар А.М. Апаратно-програмна система для регулювання мікроклімату теплиць. Матеріали X науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 7-8 грудня 2022 року). Тернопіль: ТНТУ, 2022. С. 102. Lea P. Internet of Things for Architects. Packt Publishing, 2018. 486 p. Augustin A., Yi J., Clausen T., Townsley W. M. A Study of LoRa: Long Range & Low Power Networks for the Internet of Things. Sensors. 2016. Vol. 16, No. 9. P. 1466. URL: https://www.mdpi.com/1424-8220/16/9/1466 (дата звернення: 24.11.2025). LoRaWAN 1.1 Specification. LoRa Alliance, 2017. URL: https://lora-alliance.org/resource-hub/lorawan-specification-v1-1/ (дата звернення: 25.11.2025). MQTT Version 5.0. OASIS Standard. 2019. URL: https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html (дата звернення: 26.11.2025). Emerson K., Russo R. C., Lund R. E., Thurston R. V. Aqueous Ammonia Equilibrium Calculations: Effect of pH and Temperature. Journal of the Fisheries Research Board of Canada. 1975. Vol. 32, No. 12. P. 2379–2383. Dorf R. C., Bishop R. H. Modern Control Systems. 13-те видання. Pearson, 2016. 1045 p. Lyons R. G. Understanding Digital Signal Processing. 3-тє видання. Prentice Hall, 2010. 992 p. Атаманчук Ю.А, Лещишин Ю.З. Методи і засоби адаптивного регулювання параметрів комп'ютерної системи вирощування промислових видів риб. Матеріали XIV міжнародної науково-технічної конференції молодих учнів та студентів «Актуальні задачі сучасних технологій» (11-12 грудня 2025 року). Тернопіль: ТНТУ, 2025. С. 226 Атаманчук Ю.А, Лещишин Ю.З. Моніторинг та адаптивне керування рівня токсичності водного середовища в аквакультурі. Матеріали XIІI науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» (17-18 грудня 2025 року). Тернопіль: ТНТУ, 2025. С. 104 Вимоги щодо безпеки та захисту здоров’я працівників під час роботи з екранними пристроями. Затв. наказом Мінсоцполітики України від 14.02.2018 № 207 (НПАОП 0.00-7.15-18). Київ, 2018. ДСТУ ISO 9241-5:2004. Ергономічні вимоги до роботи з відеотерміналами в офісі. Частина 5. Вимоги до розташування робочого місця та постави. Київ, 2005. 26 с. Правила улаштування електроустановок. Затв. наказом Міненерговугілля України 21.07.2017 № 476. Чинний від 24.02.2017. Київ: Форт, 2017. 617 с. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. Затв. наказом Держнаглядохоронпраці Чинний від 09.01.1998 № 4. Київ: Основа, 1998. 382 с. Про забезпечення хімічної безпеки та управління хімічною продукцією: Закон України від 01.12.2022 № 2804-IX. Київ: Парламентське видавництво, 2023. 68 с. Стручок В.С. Безпека в надзвичайних ситуаціях : метод. посіб. для здобувачів освіт. ступеня «магістр» всіх спеціальностей. Тернопіль : ФОП Паляниця В. А., 2023. 156 с. URL: https://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39196 (дата звернення: 08.12.2025). Стручок В.С. Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека» : навч. посіб. Тернопіль : ФОП Паляниця В. А., 2023. 156 с. URL: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/39424 (дата звернення: 09.12.2025). |
| Content type: | Master Thesis |
| Appears in Collections: | 123 — комп’ютерна інженерія |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Yurii_Atamanchuk.pdf | 1,57 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Admin Tools