Компʼютерна система локального мовлення з використанням IoT-вузлів та IP-мережі

Abstract

У кваліфікаційній роботі розроблено комп’ютерну систему локального мовлення з використанням IoT-вузлів та IP-мережі. Система призначена для централізованого керування аудіоповідомленнями, вибору зон мовлення, передавання команд керування та відтворення повідомлень у визначених приміщеннях або групах приміщень. У роботі проаналізовано традиційні аналогові та IP-орієнтовані системи локального мовлення, визначено їхні переваги й обмеження. Обґрунтовано доцільність використання розподіленої архітектури, у якій сервер керування відповідає за вибір повідомлення, формування команд і журналювання подій, а IoT-вузли виконують безпосереднє відтворення аудіосигналу. Для реалізації IoT-вузла обрано мікроконтролер ESP32, цифровий I2S-підсилювач MAX98357A та динамік Adafruit Speaker 3" 4 Ом / 3 Вт. Розроблено структурну схему системи, схему підключення компонентів вузла, модель мережевого підключення та логічну модель зон мовлення. Для передавання керуючих команд використано протокол MQTT, а для доступу до аудіофайлів — HTTP.

The qualification thesis presents the development of a computer system of local broadcasting using IoT nodes and an IP network. The system is intended for centralized management of audio messages, selection of broadcasting zones, transmission of control commands, and playback of messages in specific rooms or groups of rooms. The thesis analyzes traditional analog and IP-oriented local broadcasting systems and identifies their advantages and limitations. The feasibility of using a distributed architecture is substantiated. In this architecture, the control server is responsible for selecting messages, generating commands, and logging events, while IoT nodes perform direct playback of the audio signal. An ESP32 microcontroller, a MAX98357A digital I2S amplifier, and an Adafruit Speaker 3" 4 Ohm / 3 W loudspeaker were selected for the implementation of the IoT node. The system structure diagram, the node component connection diagram, the network connection model, and the logical model of broadcasting zones were developed. The MQTT protocol was used for transmitting control commands, while HTTP was used to access audio files.