Введение 4
1. Обзор решений систем мониторинга параметров окружающей среды 6
2. Разработка структурной схемы устройства 14
3. Разработка алгоритма функционирования устройства 17
4. Разработка принципиальной схемы устройства 19
4.1. Описание центрального процессорного устройства системы 19
4.2. Выбор датчика СО2 23
4.3. Выбор датчика температуры и влажности 29
4.4. Выбор датчика освещенности 34
4.5. Составление принципиальной схемы 35
5. Разработка конструкции печатной платы модуля сбора 40
5.1. Конструкция устройства 40
5.2. Разработка печатной платы устройства 40
5.3. Изготовление печатной платы 43
6. Экономическая часть 44
7. Безопасность и экологичность работы 47
Заключение 49
Список используемой литературы: 50
В настоящее время развитие техники изготовления микроконтроллеров позволяет создавать чипы, которые кроме самих микроконтроллеров могут содержать и узлы беспроводной радиосвязи. Миниатюризация технологии позволяет уже размещать кроме схем микроконтроллеров даже модули организации связи по технологии WiFi.
Устройства, собранные на таких системах на кристалле позволяют создавать точки доступа, для подключения к ним внешних терминальных устройств, например смартфонов, ноутбуков, стационарных компьютеров, так и выполнять роль клиентов с подключением к имеющимся беспроводным WiFi сетям в роли клиента.
Это позволяет организовывать оперативный доступ к показаниям датчиков параметров различных физических величин с внешних устройств, или обеспечивать передачу этих данных на удаленные сервисы хранения данных, так называемые «облачные сервисы».
Датчики в настоящее время переходят из разряда аналоговых устройств на уровень интегрированных цифровых модулей, которые содержат собственно преобразователь «физическая величина - напряжение», а затем преобразуют полученное напряжение с помощью встроенных аналого-цифровых преобразователей в цифровой код и в формате последовательной передачи данных передают информацию на то или иное приемное устройство, как правило на микроконтроллер, осуществляющий последующую обработку измеренных и полученных значений.
Все это упрощает, ускоряет и удешевляет процесс разработки новых устройств, позволяющих измерять, накапливать и передавать необходимому потребителю наборы значений физических величин, измеряемых с помощью датчиков.
В выпускной квалификационной работе, проведена разработка системы мониторинга параметров окружающей среды в соответствии с техническим заданием. Источниками собираемых сигналов являются датчики температуры, влажности, уровня содержания СО2 в воздухе, а также датчик освещенности, работающий в пороговом режиме: отслеживается заранее установленное значение (значение уставки) и при его достижении меняется логическое состояние соответствующей переменной.
Внимание в работе уделено в основном аппаратной части системы мониторинга и незначительно проработаны вопросы построения управляющей программы.
Для задач выпускной квалификационной работы подошла среда программирования Arduino, поскольку является бесплатно распространяемой и позволят сосредоточиться на отладке аппаратной части системы мониторинга, не уделяя значительного внимания на вопросы программирования.
Результаты измерений подготавливаются для передачи на html- страницу, подготовленную средствами Arduino и доступными для дальнейшего использования.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы разработана схема электрическая системы мониторинга параметров окружающей среды в помещении. Предложено словесное и графической представление алгоритма работы системы. Проработаны основные моменты взаимодействия модуля ESP32-WROOM-32D, содержащего всю необходимую аппаратную часть для организации взаимодействия в сетях WiFi и по протоколу Bluetooth с датчиками, входящими в состав системы (датчик СО2, влажности, темпера-туры и освещенности).
Определена стоимость комплектующих узлов и элементов системы
