Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Разработка имитационной модели системы управлением склада на базе Mesh сети

Работа №107409

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информационные системы

Объем работы53
Год сдачи2021
Стоимость4800 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
107
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация 2
Введение 5
1 Обзор известных решений по организации построения Mesh-сети 7
1.1 Актуальность Mesh-сетей 7
1.2 Примеры технологий на базе mesh-сетей 7
1.3 Технология беспроводной передачи данных Wi-Fi 8
1.4 Технология беспроводной передачи данных Z-Wave 12
1.5 Обзор стека протокола Z-Wave 12
1.6 Настройка беспроводной сети Z-Wave 17
1.7 Топология и маршрутизация Z-Wave 17
1.8 Безопасность технологии Z-Wave 19
1.9 Технология беспроводной передачи данных ZigBee 19
1.10 Протоколы ZigBee 20
1.11 Программное и аппаратное обеспечение технологии ZigBee 22
1.12 Выбор протокола передачи данных 22
2 Математическая модель определения кратчайшего пути 24
2.1 Алгоритм Э. Дейкстры 24
3 Программная реализация и тестирование 32
3.1 Настройка сети Z-Wave 33
3.2 Характеристики сети 34
3.3 Подключение датчика движения 37
3.5 Тестирование системы на складском помещении 44
Заключение 51
Список используемых источников 52

Информационные технологии занимают ключевые позиции в области электроники и развиваются быстрыми темпами. Появляется возможность создания сложных беспроводных сетей, умных бытовых приборов, других электронных устройств, которые способны взаимодействовать друг с другом. Благодаря этим сетям реализуется автоматизация производств, например: при охране и защите различных объектов, системы освещения, транспортировка товаров. Грамотная автоматизация позволяет снизить затраты электроэнергии в сетях, влияния человеческого фактора.
Используя уникальные технологии передачи сигнала по сети, удаётся решиться проблему экономии электроэнергии, автоматизацию процессов, контроля и эксплуатацию технологии в режиме реального времени. Примером такой разработки, предназначенной для автоматизации процессов предприятия и экономии электроэнергии, является - освещение на базе Mesh-сетей. Что это даёт? При помощи дистанционного освещение на базе mesh-сети предоставляется возможность экономить электроэнергию на предприятии, при помощи алгоритмов достигается экономия электроэнергии, т.к. алгоритмы будут сопоставлять потребности потребителя и включать только необходимые лампочки. Внедрение такой технологии позволит повысить эффективность предприятия и значительно уменьшить потребление электроэнергии предприятия.
В сфере производства электроэнергии применение IoT позволит сократить расход топлива, что в настоящее время составляет половины операционных расходов станций. На смену стандартной системы освещения придёт гибкая система освещения на базе Mesh сети. Каждый элемент сети сможет видеть другие элементы и взаимодействовать с ними, что позволит при нарушении целостности сети самовосстановиться и продолжить работу в штатном режиме. Данные изменения позволят выйти на новый уровень надежности и эффективности энергетической системы. С каждым годом регулирующие органы требуют сокращение тарифов и обслуживающих их затрат сетевых компаний. Такие затраты можно сократить за счёт улучшения наблюдаемости объектов сети.
Новизна исследовательской работы заключается в экономии электроэнергии при помощи использования Mesh-сетей на базе алгоритма по нахождению кратчайшего пути.
Объект исследования - системы управления освещением на базе Mesh-сетей.
Предмет исследования - экономия энергии при использовании Mesh- сетей с использованием нахождения кратчайшего пути.
Целью данной бакалаврской работы является разработка имитационной системы управления освещением на базе Mesh-сетей, которая должна экономить электроэнергию, автоматизировать процесс жизнедеятельности компании.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• изучить особенности работы Mesh-сетей;
• изучить существующие алгоритмы по нахождению кратчайшего пути;
• разработать программное обеспечение для внедрения Mesh-сети в процесс работы освещением;
• протестировать фактическую работу Mesh-сети и алгоритма нахождения кратчайшего пути.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В рамках данной бакалаврской работы спроектирована система управлением освещением на основе Mesh-сети. Программная реализация была выполнена в среде разработки Intelliji IDEA на языке программирования Java.
Изучены методы построение Mesh-сети на базе контроллеров esp32, а также изучены протоколы беспроводной передачи данных, для построения сети на базе этих же контроллеров.
Доказана актуальность рассматриваемой темы. Проанализированы существующие решения в области системы освещения «Умного дома», для освещения складского помещения при помощи Mesh-сети.
Разработан алгоритм работы системы освещения, связь через Mesh-сеть между контроллерами и сервером. Подобраны необходимые электронные компоненты, а также написано нужное программное обеспечение для достижения поставленной цели.
Реализована система нахождения кратчайшего пути на основе алгоритма Э. Дейкстры, который даёт возможность находить кратчайшее расстояние от искомого до целевого пути.
Тестирование разработанной системы освещения, а также алгоритма Э. Дейкстры производилось при помощи unit-тестирования, которое затрагивает важные аспекты системы.
На основе спроектированной системы освещения возможна реализация полномасштабной системы, которую можно устанавливать на склады, в квартиры, частные дома.
Произведены расчёты экономии затрат на освещение при функционировании предприятия без использования системы, а также рассчитана стоимость освещения при использовании системы освещения склада на базе Mesh-сети.


1. Ардуин и Расбери в проектах Internet of Things. — СПб.: БХВПетербург, 2016. - 320 с.
2. Блум Д., изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства: Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2015. — 336 с.
3. Давенпорт В. В., Рут В. Л. Введение в теорию случайных сигналов и шумов. М.: Издательство иностранной литературы. 1960. 467 с.
4. Интернет вещей: учебное пособие [текст] / А.В. Росляков, С.В. Ваняшин, А.Ю. Гребешков. - Самара: ПГУТИ, 2015. - 200 с.
5. Инструменты и методы для Arduin: учебное пособие [текст] / А.В. Рассольников, С.В. Петин, А.Ю. Гребешков. - Самара: ПГУТИ, 2015. - 200 с.
6. Кучерявый А. Е., Прокопьев А. В., Кучерявый Е. А. Самоорганизующиеся сети. СПб.: Любавич. 2011. 310 с. ISBN 978-5-86983-318-1.
7. Колбанёв М. О., Верзун Н. А., Омельян А. В. Об энергетической эффективности сетей пакетной передачи данных // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2014.Т. 57. № 9. C. 42-46.
8. Петин В., Создание умного дома на базе Arduino. - М.: ДМК Пресс, 2018. - 180 с.
9. Роберт К. Элсенпитер, Тоби Дж. Велт, Умный дом строим сами / Пер. с англ. - М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005. - 384 с.
10. «Интернет вещей» (IoT) в России. Технология будущего, доступная уже сейчас // PricewaterhouseCoopers URL:
11. Arduino Mega 2560 Datasheet [Электронный ресурс] URL:
https://www.robotshop.com/media/files/pdf/arduinomega2560datasheet.pdf (дата обращения: 14.03.2018).
12. HC-05-Bluetooth to Serial Port Module [Электронный ресурс] URL: http://www.electronicaestudio.com/docs/istd016A.pdf (дата обращения: 18.05.2018)
13. Specification for LCD Module 1602A-1 (V1.2) [Электронный ресурс] URL: https://www.openhacks.com/uploadsproductos/eone-1602a1.pdf (дата обращения: 17.03.2018).
14. Bangali, J. and Shaligram, A. Design and Implementation of Security Systems for Smart Home Based on GSM Technology. International Journal of Smart Home, Vol.7, No.6 (2013), pp.201-208.
15. Budijono S., Andrianto J., Axis Novradin M. Design and implementation of modular home security system with short messaging system [Text] / EPJ Web of Conferences. — 2014, Vol. 68. doi: 10.1051/epjconf/20146800025.
...


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ