📄Работа №111454
Тема: Разработка интеллектуальной системы управления освещением
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Проектирования автоматизированных систем
Объем:
88 листов
Год:
2019
Просмотров:
344
5550
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ существующих коммерческих решений, их преимуществ и недостатков 6
1.1 Понятие умного дома 6
1.2 Компьютерное зрение и распознавание образов 8
1.3 Характеристика объекта автоматизации 10
1.4 Сравнение технологий беспроводной передачи данных 21
1.5 Сравнение устройств для управления освещением 23
1.6 Выводы по первому разделу 31
2 Разработка алгоритма управления интеллектуальной системы освещения на базе ИНС 33
2.1 Анализ методов управления освещением 33
2.2 Рассмотрение оптимальных стандартов освещенности помещений 36
2.3 Рассмотрение применения света различной цветовой температуры в зависимости от времени суток 37
2.4 Рассмотрение существующих подходов к анализу активности жильцов 41
2.5 Рассмотрение языка программирования для разработки алгоритма контекстно-ориентированного управления освещением 42
2.6 Рассмотрение архитектуры искусственных нейронных сетей в обще виде 45
2.7 Рассмотрение выбранной для внедрения ИНС 59
2.8 Создание алгоритма контекстно-осведомленной системы управления освещением 63
2.9 Выводы по второму разделу 65
3 Аппаратная реализация интеллектуальной системы управления освещением 67
3.1 Аппаратное комплектование интеллектуальной системы управления освещением 67
3.2 Беспроводное подключение датчиков и актуатора 77
3.3 Выводы по третьему разделу 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 85
1 Анализ существующих коммерческих решений, их преимуществ и недостатков 6
1.1 Понятие умного дома 6
1.2 Компьютерное зрение и распознавание образов 8
1.3 Характеристика объекта автоматизации 10
1.4 Сравнение технологий беспроводной передачи данных 21
1.5 Сравнение устройств для управления освещением 23
1.6 Выводы по первому разделу 31
2 Разработка алгоритма управления интеллектуальной системы освещения на базе ИНС 33
2.1 Анализ методов управления освещением 33
2.2 Рассмотрение оптимальных стандартов освещенности помещений 36
2.3 Рассмотрение применения света различной цветовой температуры в зависимости от времени суток 37
2.4 Рассмотрение существующих подходов к анализу активности жильцов 41
2.5 Рассмотрение языка программирования для разработки алгоритма контекстно-ориентированного управления освещением 42
2.6 Рассмотрение архитектуры искусственных нейронных сетей в обще виде 45
2.7 Рассмотрение выбранной для внедрения ИНС 59
2.8 Создание алгоритма контекстно-осведомленной системы управления освещением 63
2.9 Выводы по второму разделу 65
3 Аппаратная реализация интеллектуальной системы управления освещением 67
3.1 Аппаратное комплектование интеллектуальной системы управления освещением 67
3.2 Беспроводное подключение датчиков и актуатора 77
3.3 Выводы по третьему разделу 82
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 83
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 85
📖 Введение
Актуальность темы исследования. «Умный дом» - важная область исследований, относящаяся к средам, адаптированным для помощи людям в их повседневной жизни. Это понятие используется для обозначения любой среды разработанной для помощи людям в их повседневной деятельности, в целях поддержания независимого образа жизни, и включает в себя датчики и исполнительные устройства для наблюдения за внутренней средой дома, а иногда и жильцами, а также поддержания или помощи жильцу в своей повседневной деятельности. Концепция «умного дома» специально рассматривается как перспективный путь для улучшения условий проживания для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Важным аспектом автоматизации является управление освещением жилого пространства, с возможностью адаптации под деятельность пользователя. Актуальность выбранной темы обусловлена высокой стоимостью этих систем и их неспособностью автоматически подстраиваться под нужды человека. Изменение параметров системы управления освещением на основании сочетания факторов обстановки внутри помещения - и есть работа контекстно-зависимого алгоритма.
Цель работы - повышение эффективности системы освещения за счет внедрения контекстно-зависимого алгоритма управления. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести анализ существующих коммерческих решений в области управления параметрами системы умный дом;
2) Разработать алгоритм управления системы освещения на базе искусственной нейронной сети;
3) Выполнить аппаратную реализацию интеллектуальной системы управления освещением.
В настоящий момент в жилых помещениях широко применяются системы управления освещением, которые базируются на заранее сконфигурированных сценариях, когда система получает информацию напрямую от пользователя, либо с помощью простейших датчиков. В работе рассматривается возможность применения в дополнение к датчикам искусственной нейронной сети для распознавания позы и количества людей сбора данных.
Практическая значимость работы заключается разработке алгоритма контекстно-зависимой системы управления освещением и его аппаратной адаптации.
Методы исследования. В данной работе проведен сравнительный анализ функций системы умный дом, использован метод обоснования комфортной цветовой температуры освещения, применен метод построения сценария для алгоритма работы системы управления освещения.
Объектом исследования является интеллектуальная система управления освещением, контролирующая уровень освещенности путем анализа поступающей информации.
Предметом исследования является оптимизация алгоритма управления системой освещения.
Цель работы - повышение эффективности системы освещения за счет внедрения контекстно-зависимого алгоритма управления. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
1) Провести анализ существующих коммерческих решений в области управления параметрами системы умный дом;
2) Разработать алгоритм управления системы освещения на базе искусственной нейронной сети;
3) Выполнить аппаратную реализацию интеллектуальной системы управления освещением.
В настоящий момент в жилых помещениях широко применяются системы управления освещением, которые базируются на заранее сконфигурированных сценариях, когда система получает информацию напрямую от пользователя, либо с помощью простейших датчиков. В работе рассматривается возможность применения в дополнение к датчикам искусственной нейронной сети для распознавания позы и количества людей сбора данных.
Практическая значимость работы заключается разработке алгоритма контекстно-зависимой системы управления освещением и его аппаратной адаптации.
Методы исследования. В данной работе проведен сравнительный анализ функций системы умный дом, использован метод обоснования комфортной цветовой температуры освещения, применен метод построения сценария для алгоритма работы системы управления освещения.
Объектом исследования является интеллектуальная система управления освещением, контролирующая уровень освещенности путем анализа поступающей информации.
Предметом исследования является оптимизация алгоритма управления системой освещения.
✅ Заключение
Проведен сравнительный анализ концепций управления умным домом в реализованных коммерческих решениях и научно-исследовательских проектах, описана классификация функций поддержки и содействия пользователю:
• Поддержка;
• Наблюдение;
• Оказание лечения, терапии;
• Комфорт.
Определены ключевые используемые спецификации беспроводных сетей в системах умного дома IEEE 802.11 и IEEE 802.15.1.
Разработан оптимальный контекстно-зависимый алгоритм работы системы управления освещения, базирующегося на поступающих данных от датчиков движения, освещенности, с учетом требований СаПиН для жилых помещений, и выходной информации многоступенчатой сверточной нейронной сети с двумя ветвями. Использование холодного и тёплого цветовых освещений в жилом помещении теоретически обоснованно воздействием коротковолнового света на сетчатку глаза человека.
Выполнено аппаратное комплектование интеллектуальной системы управления освещением на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi 3 вместе серверным Java-приложеним OpenHAB. Применяемое аппаратная часть системы обеспечивает её модульность с возможностью последующего расширения, а использование двух спецификаций беспроводных сетей IEEE 802.11 Wi-Fi и IEEE 802.15.1 BLE с низким потреблением отвечает требования высокой скорости передачи данный при удаленном подключении к системе и высокой степени автономности датчиков.
Рассчитанная итоговая стоимость аппаратной части интеллектуальной системы управления освещением на 46% меньше стоимости ближайшего по полноте функциональности коммерческого продукта.
Перспективным развитием системы интеллектуального управления освещением как части умного дома является расширение функциональности помощи и содействию пользователя, путем выделения паттернов его поведения или распознавания случаев необходимости неотложной помощи.
• Поддержка;
• Наблюдение;
• Оказание лечения, терапии;
• Комфорт.
Определены ключевые используемые спецификации беспроводных сетей в системах умного дома IEEE 802.11 и IEEE 802.15.1.
Разработан оптимальный контекстно-зависимый алгоритм работы системы управления освещения, базирующегося на поступающих данных от датчиков движения, освещенности, с учетом требований СаПиН для жилых помещений, и выходной информации многоступенчатой сверточной нейронной сети с двумя ветвями. Использование холодного и тёплого цветовых освещений в жилом помещении теоретически обоснованно воздействием коротковолнового света на сетчатку глаза человека.
Выполнено аппаратное комплектование интеллектуальной системы управления освещением на базе одноплатного компьютера Raspberry Pi 3 вместе серверным Java-приложеним OpenHAB. Применяемое аппаратная часть системы обеспечивает её модульность с возможностью последующего расширения, а использование двух спецификаций беспроводных сетей IEEE 802.11 Wi-Fi и IEEE 802.15.1 BLE с низким потреблением отвечает требования высокой скорости передачи данный при удаленном подключении к системе и высокой степени автономности датчиков.
Рассчитанная итоговая стоимость аппаратной части интеллектуальной системы управления освещением на 46% меньше стоимости ближайшего по полноте функциональности коммерческого продукта.
Перспективным развитием системы интеллектуального управления освещением как части умного дома является расширение функциональности помощи и содействию пользователя, путем выделения паттернов его поведения или распознавания случаев необходимости неотложной помощи.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.