Link lub cytat.
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50612Pełny rekord metadanych
| Pole DC | Wartość | Język |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | Паламар, Андрій Михайлович | - |
| dc.contributor.advisor | Palamar, Andriy | - |
| dc.contributor.author | Павлик, Андрій Васильович | - |
| dc.contributor.author | Pavlyk, Andrii | - |
| dc.date.accessioned | 2025-12-28T08:48:28Z | - |
| dc.date.available | 2025-12-28T08:48:28Z | - |
| dc.date.issued | 2025-12-19 | - |
| dc.date.submitted | 2025-06-26 | - |
| dc.identifier.citation | Павлик А.В. Методи і засоби підвищення енергоефективності кіберфізичної системи розумного будинку шляхом оптимізації використання сонячної електростанції : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. А.М. Паламар. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 76 с. | uk_UA |
| dc.identifier.uri | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50612 | - |
| dc.description.abstract | Кваліфікаційна робота присвячена розробленню кіберфізичної системи розумного будинку з інтегрованою сонячною електростацією, спрямованої на підвищення енергоефективності та рівня самоспоживання електроенергії. Виконано аналіз сучасних рішень у сфері енергоменеджменту та визначено їхні обмеження, пов’язані з використанням закритих хмарних сервісів. Система реалізована на базі Raspberry Pi 4 з Home Assistant, MQTT-брокера Mosquitto та мікроконтролера ESP32, що забезпечує обмін даними з гібридним інвертором і акумуляторною батареєю. Для віддаленого доступу використано ZeroTier One. Реалізовано алгоритми керування електричним бойлером з урахуванням надлишкової генерації СЕС і рівня заряду акумулятора. Експериментальні результати підтверджують доцільність впровадження запропонованої системи для зменшення споживання електроенергії з мережі та підвищення енергоефективності житлових будинків. | uk_UA |
| dc.description.abstract | This master’s qualification thesis is devoted to the development of a cyber-physical smart home system with an integrated solar power plant aimed at improving energy efficiency and increasing self-consumption of generated electricity. An analysis of modern energy management solutions is conducted, highlighting their limitations related to the use of closed cloud services. The proposed system is implemented using a Raspberry Pi 4 running Home Assistant, the Mosquitto MQTT broker, and an ESP32 microcontroller that provides communication with a hybrid inverter and a battery storage system. ZeroTier One is used for secure remote access. Control algorithms for an electric water heater are implemented based on surplus solar generation and battery soc. Experimental results confirm the feasibility of the proposed system for reducing grid electricity consumption and improving the energy efficiency of residential buildings. | uk_UA |
| dc.description.tableofcontents | ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 7 ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД В ОБЛАСТІ ДОСЛІДЖЕНЬ 10 1.1. Кіберфізичні системи розумного будинку та задачі енергоменеджменту 10 1.2. Інтеграція сонячних електростанцій у інфраструктуру розумного будинку 12 1.3. Апаратно-програмна платформа енергоменеджменту 14 1.4. IoT-підхід до систем енергоменеджменту розумного будинку 15 1.5. Віддалений доступ і інформаційна безпека 17 1.6. Аналіз існуючих рішень та формулювання задачі дослідження 18 1.7. Висновки до розділу 1 21 РОЗДІЛ 2 ЗАГАЛЬНІ ПІДХОДИ ТА ОСНОВНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ 23 2.1. Постановка задачі та вибір підходу до моделювання 23 2.2. Математична модель енергетичних потоків кіберфізичної системи 24 2.3. Модель сонячної електростанції 26 2.4. Модель акумуляторної батареї та системи BMS 27 2.5. Модель споживання електроенергії будинком 28 2.6. Енергетичний баланс і критерії ефективності 29 2.7. Методи керування режимами роботи СЕС, акумулятора та навантажень 31 2.8. Теоретичні основи організації інформаційного обміну та віддаленого доступу 32 2.9. Методи експериментальних досліджень 33 2.10. Висновки до розділу 2 34 РОЗДІЛ 3 РОЗРОБЛЕННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КІБЕРФІЗИЧНОЇ СИСТЕМИ РОЗУМНОГО БУДИНКУ З СЕС 36 3.1. Загальна структура реалізованої системи 36 3.2. Вибір і конфігурація апаратної частини 37 3.3. Розгортання програмної платформи на Raspberry Pi 4 40 3.4. Розробка прошивки для ESP32 41 3.5. Інтеграція інвертора, BMS і керованих навантажень у Home Assistant 43 3.6. Реалізація сценаріїв енергоменеджменту та автоматизацій 44 3.7. Методика експериментальних досліджень 47 3.8. Аналіз результатів та оцінка ефективності 48 3.9. Обґрунтування доцільності впровадження та елемент новизни 50 3.10. Висновки до розділу 3 51 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 53 4.1 Охорона праці 53 4.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 57 ВИСНОВКИ 62 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 64 Додаток A Тези конференцій | uk_UA |
| dc.language.iso | uk | uk_UA |
| dc.publisher | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя | uk_UA |
| dc.subject | 123 | uk_UA |
| dc.subject | комп’ютерна інженерія | uk_UA |
| dc.subject | Кіберфізична система | uk_UA |
| dc.subject | розумний будинок | uk_UA |
| dc.subject | сонячна електростація | uk_UA |
| dc.subject | енергоменеджмент | uk_UA |
| dc.subject | Інтернет речей | uk_UA |
| dc.subject | ESP32 | uk_UA |
| dc.subject | Home Assistant. | uk_UA |
| dc.subject | Cyber-physical system | uk_UA |
| dc.subject | smart home | uk_UA |
| dc.subject | solar power plant | uk_UA |
| dc.subject | energy management | uk_UA |
| dc.subject | Internet of Things | uk_UA |
| dc.title | Методи і засоби підвищення енергоефективності кіберфізичної системи розумного будинку шляхом оптимізації використання сонячноїелектростанції | uk_UA |
| dc.title.alternative | Methods and tools for improving the energy efficiency of a smart-home cyber-physical system by optimizing the use of a solar power plant | uk_UA |
| dc.type | Master Thesis | uk_UA |
| dc.rights.holder | © Павлик Андрій Васильович, 2025 | uk_UA |
| dc.rights.holder | © Pavlyk Andrii, 2025 | uk_UA |
| dc.contributor.committeeMember | Деркач, Марина Володимирівна | - |
| dc.contributor.committeeMember | Derkach, Maryna | - |
| dc.coverage.placename | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя | uk_UA |
| dc.format.pages | 76 | - |
| dc.subject.udc | 004.9:620.9 | uk_UA |
| dc.relation.references | 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. | uk_UA |
| dc.relation.references | 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. | uk_UA |
| dc.relation.references | Voloshchuk A., Velychko D., Osukhivska H., Palamar A. Computer system for energy distribution in conditions of electricity shortage using artificial intelligence. CEUR Workshop Proceedings, 2nd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2024), Ternopil, Ukraine, June 12-14, 2024. Vol. 3742 P. 66-75. | uk_UA |
| dc.relation.references | Barreto N. E. M., Aoki A. R. Cyber-Physical Power System Digital Twins—A Study on the State of the Art. Energies. 2025. Vol. 18, No 22. Art. 5960. DOI: 10.3390/en18225960. | uk_UA |
| dc.relation.references | Chen Y., Li X., Wang J. et al. Integrating the IoT and New Energy to Promote a Sustainable Low-Carbon Economy. Sustainability. 2025. Vol. 17, No 15. Art. 6755. DOI: 10.3390/su17156755. ? | uk_UA |
| dc.relation.references | Rao C. K., Reddy C. R., Natarajan A. M. A review of IoT-enabled intelligent smart energy management for photovoltaic power forecasting and generation. Unconventional Resources. 2025. Vol. 2. Art. 100116. | uk_UA |
| dc.relation.references | Varghese B. K., Das N., Ray B. et al. Optimisation algorithms used in home energy management systems: A review. Energy and Buildings. 2025. Vol. 347. Art. 116338. DOI: 10.1016/j.enbuild.2025.116338. | uk_UA |
| dc.relation.references | Tradacete-Ágreda M., Sánchez-Pérez A., Santos-Pérez C. et al. Smart energy management for residential PV microgrids: ESP32-based indirect control of commercial inverters for enhanced flexibility. Sensors. 2025. Vol. 25, No 21. Art. 6595. DOI: 10.3390/s25216595. | uk_UA |
| dc.relation.references | Bagdadee A. H., Rahman M. S., Al Mamoon I. et al. Empowering smart homes by IoT-driven hybrid renewable energy integration for enhanced efficiency. Scientific Reports. 2025. Vol. 15, No 1. Art. 41491. DOI: 10.1038/s41598-025-25328-2. | uk_UA |
| dc.relation.references | Pasculescu D., Riurean S., Obretenova M. I. et al. Intelligent modeling of PV–BESS microgrids for enhanced stability, cyber–physical resilience and blackout prevention. Preprints. 2025. Art. 202511.0990. DOI: 10.20944/preprints202511.0990.v1. | uk_UA |
| dc.relation.references | Habibu M. A., Sivakumar S., Kanagachidambaresan G. R. et al. An effective IoT-based demand response for energy-efficient smart homes. Energy Informatics. 2025. Vol. 8, No 1. Art. 125. DOI: 10.1186/s42162-025-00590-w. | uk_UA |
| dc.relation.references | Glavan I., Gospić I., Poljak I. Empowering Energy Transition: IoT-Driven Heat Pump Management for Optimal Thermal Comfort. IoT. 2025. Vol. 6, No 2. Art. 33. DOI: 10.3390/iot6020033. | uk_UA |
| dc.relation.references | Павлик А.В., Паламар А.М. Комп’ютеризована система для енергоефективного керування сонячною електростанцією у розумному будинку. Актуальні задачі сучасних технологій : збірник тез доповідей ХIV міжнародної науково-практичної конференції молодих учених та студентів (Тернопіль, 11-12 грудня 2025 року), Тернопіль: ФОП Паляниця В. А., 2025. С. 319-320. | uk_UA |
| dc.relation.references | Павлик А., Паламар А. Інформаційна модель та кіберфізична система енергоменеджменту сонячної електростанції у розумному будинку. Матеріали XIII науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя (Тернопіль, 17-18 грудня 2025 року), Тернопіль: ТНТУ, 2025. С. 137. | uk_UA |
| dc.relation.references | Stadnyk M., Palamar A. Project management features in the cybersecurity area. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 106, No 2. P. 54–62. | uk_UA |
| dc.relation.references | Vasylkivskyi I., Ishchenko V., Pohrebennyk V., Palamar M., Palamar A. System of water objects pollution monitoring. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management (SGEM 2017), Vienna, Austria, November, 27–29, 2017. Vol. 17, No. 33. P. 355-362. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Karpinskyy M., Vodovozov V. Design and Implementation of a Digital Control and Monitoring System for an AC/DC UPS. 7th International Conference-Workshop «Compatibility and Power Electronics» (CPE 2011), June 1-3, 2011. P. 173–177. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A. Control system simulation by modular uninterruptible power supply unit with adaptive regulation function. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 98, No 2. P. 129–136. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A. Intelligent control and monitoring module for uninterruptible power supply system. II International Scientific and Practical Conference «Theoretical and Applied Aspects of Device Development on Microcontrollers and FPGAs» (MC&FPGA-2020), Kharkiv, Ukraine. 2020. P. 12-13. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Karpinskyy M. Control of an Uninterruptible Power Supply in a DC Microgrid System. 10th International Symposium Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 10-15, 2011), Pärnu, Estonia, 2011. P. 80-84. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Pettai E. Microgrid for the Department of Electrical Drives and Power Electronics. 8th International Symposium "Topical Problems in the Field of Electrical and Power Engineering" and "Doctoral School of Energy and Geotechnology II" (January 11-16, 2010), Pärnu, Estonia, 2010. P. 54-61. | uk_UA |
| dc.relation.references | Погребенник В.Д., Клим Г.І., Бордун І.М., Пташник В.В., Паламар А.М. Системи оперативного контролю інтегральних параметрів водного середовища. Т. 2. Елементи комп’ютерних систем оперативного контролю: колективна монографія. Житомир: Видавничий дім «Бук-Друк», 2021. 180 c. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A. Methods and means of increasing the reliability of computerized modular uninterruptible power supply system. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2020. Vol. 99, No 3. P. 133–141. | uk_UA |
| dc.relation.references | Паламар М., Пастернак Ю., Паламар А. Дослідження динамічних похибок системи прецизійного керування антеною з асинхронним електроприводом. Вісник ТНТУ, Тернопіль: ТНТУ, 2014. Вип. 76, № 4. С. 164–173. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar M., Pasternak Y., Palamar A., Poikhalo A. Precision tracking of the trajectory LEO satellite by antenna with induction motors in the control system. Proceedings of the 2017 IEEE 9th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS 2017), Bucharest, Romania, September 21–23, 2017. Vol. 2. P. 1051–1055. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Palamar M. Fire Safety Monitoring System Based on Internet of Things. CEUR Workshop Proceedings, 2023. 1st International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2023), Ternopil, Ukraine, June 14-16, 2023. Vol. 3468. P. 164-172. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Voloskyi V., Kramar O., Kramar T., Stankevych O., Yatsyshyn V. Information computer system with a virtual tour for cultural heritage preservation of the Zbarazh Castle Museum's exhibition hall. CEUR Workshop Proceedings, The 3rd International Workshop on Social Communication and Information Activity in Digital Humanities (SCIA 2024), Lviv, Ukraine, October 31, 2024. Vol. 3851. | uk_UA |
| dc.relation.references | Yatsyshyn V., Pastukh O., Kukharska V., Palamar A., Kulikov S. Method and tool of detecting software architecture patterns in the process of computer systems development. CEUR Workshop Proceedings, 4th International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2024), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, October 23-25, 2024. Vol. 3896. P. 12-24. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar M., Nakonetchnyi Y., Palamar A., Strembitskyi M., Apostol Y. Modernization of the azimuth drive design for the antenna system. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2025. Vol. 117, No 1, P. 54–61. | uk_UA |
| dc.relation.references | Strembitskyi M., Yavorska M., Palamar A., Kochan R., Yeromenko V. A comparative study of bug algorithms for robot navigation. CEUR Workshop Proceedings, 3rd International Workshop on Computer Information Technologies in Industry 4.0 (CITI 2025), Ternopil, Ukraine, June 11-12, 2025. Vol. 4057 P. 312-321. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar M., Horyn T., Palamar A., Batuk V. Method of calibration MEMS accelerometer and magnetometer for increasing the accuracy determination angular orientation of satellite antenna reflector. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 108, No 4. P. 79–88. | uk_UA |
| dc.relation.references | 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. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Stadnyk M., Palamar М. Adaptive PID regulation method of uninterruptible power supply batterу charge current based on artificial neural network. Scientific Journal of TNTU, Ternopil, Ukraine, 2022. Vol. 107, No 3. P. 5–13. | uk_UA |
| dc.relation.references | Palamar A., Palamar M., Osukhivska H. Real-time Health Monitoring Computer System Based on Internet of Medical Things. CEUR Workshop Proceedings, 3rd International Workshop on Information Technologies: Theoretical and Applied Problems (ITTAP 2023), Ternopil, Ukraine, Opole, Poland, November 22–24, 2023. Vol. 3628. P. 106-115. | uk_UA |
| dc.relation.references | Voloskyi V., Leshchyshyn Y., Romanyshyn N., Palamar A., Tarasenko L. Method and algorithm for efficient cell balancing in the lithium-ion battery control system. CEUR Workshop Proceedings, The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies (BAIT 2024), Zboriv, Ukraine, October 02-04, 2024. Vol. 3842. P. 258-267. | uk_UA |
| dc.relation.references | Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «Безпека в надзвичайних ситуаціях». Тернопіль: ФОП Паляниця В. А. 156 с. | uk_UA |
| dc.relation.references | Стручок В.С. Навчальний посібник «Техноекологія та цивільна безпека. Частина «Цивільна безпека»». Тернопіль: ФОП Паляниця В. А. 156 с. | uk_UA |
| dc.identifier.citationen | Pavlyk A. Methods and tools for improving the energy efficiency of a smart-home cyber-physical system by optimizing the use of a solar power plant : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Andrii Pavlyk - Ternopil, TNTU, 2025 – 76 p. | uk_UA |
| dc.contributor.affiliation | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя | uk_UA |
| dc.contributor.affiliation | Ternopil Ivan Puluj National Technical University | uk_UA |
| dc.coverage.country | UA | uk_UA |
| Występuje w kolekcjach: | 123 — комп’ютерна інженерія | |
Pliki tej pozycji:
| Plik | Opis | Wielkość | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Andrii_Pavlyk.pdf | 3,74 MB | Adobe PDF | Przeglądanie/Otwarcie |
Pozycje DSpace są chronione prawami autorskimi
Narzędzia administratora