Аннотация
Введение 5
1 Теоретическая часть 7
1.1 Автоматизированные системы управления электропитанием
компьютерных классов 7
1.1.1 Элементы системы управления электропитанием 7
1.1.2 Модули расширения и связи для системы управления
электропитанием 10
1.1.3 Элементы коммутации цепи системы управления электропитанием
10
1.1.4 Датчики в системе управления электропитанием 11
1.1.5 Элементы и способы управления системой 12
1.2 Назначение и область применения 13
1.3 Предъявляемые требования 13
1.4 Анализ рынка 13
2 Разработка автоматизированной системы управления электропитанием
компьютерного класса 19
2.1 Разработка аппаратного обеспечения 19
2.1.1 Устройство управления 21
2.1.2 Датчики 29
2.1.3 Блок реле 30
2.2 Разработка программного обеспечения 31
2.2.1 Yii2 framework 32
2.2.2 MySQL 38
2.2.3 Язык программирования Arduino 42
3 Методическая часть 46
Заключение 53
Список использованных источников 54
Приложение 1 58
Приложение 2 60
Проблема энергосбережения в последние годы приобрела особую актуальность в учебных заведениях. Предпринимаются огромные усилия по внедрению инновационных решений и технологий, позволяющих сократить потребление электроэнергии.
Острота проблемы энергоснабжения связана с двумя обстоятельствами: высокие тарифы на электроэнергию и низкой энергоэффективностью вузов. Если первое относительно мало зависит от усилий вуза, то второе в значительной степени определяется политикой его администрации. Проблема низкой энергоэффективности особенно актуальна для больших вузов с далеко разбросанными объектами [10].
Низкая энергоэффективность имеет давние корни, главные из которых:
• халатность и забывчивость в отключении освещения, электроприборов, лабораторного оборудования и персональных компьютеров;
• отсутствие стимулов экономии в бюджетной организации;
• не использование энергосберегающих технологий.
Эти факторы были причиной того, что проблемами экономии энергоресурсов никто всерьез не занимался. Расходы на эти цели были предусмотрены в смете, исправно финансировались, да и составляли мизерную долю от общих расходов вуза.
Среди способов сокращения расхода электроэнергии наиболее эффективным является применение автоматических систем управления электропитанием. Существующие системы электропитания в подавляющем большинстве случаев не удовлетворяют требованиям энергосбережения, что ведет к увеличению затрат на электроэнергию. В тоже время за счет использования современных источников света и применения систем управления электропитанием можно существенно понизить расходы электроэнергии.
Использование передовых информационных технологий позволяет автоматизировать сам процесс управления. Наибольшим энергосберегающим эффектом обладают сложные интеллектуальные системы управления электропитанием. Данные системы имеют довольно высокую стоимость. Поэтому наличие интеллектуальной системы управления электропитанием даже в локальных зонах продолжает оставаться не столько средством энергосбережения, сколько показателем престижа. Принимая во внимание, выше описанное, в данной выпускной квалификационной работе и будет уделено внимание разработке недорогой системы управления электропитания.
Объектом работы является компьютерный класс.
Предметом работы является автоматическая система управления электропитанием учебного заведения.
Целью работы является сокращение электропотребления и оптимизация работы электрооборудования, находящегося в учебной аудитории ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет» (РГППУ).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• провести анализ предметной области;
• разработать аппаратно-программный комплекс для учебного заведения;
• разработать методические указания для пользователей комплекса.
В результате проведенной работы была создана система управления электропитанием компьютерного класса.
Функциональные возможности данной системы полностью соответствуют требованиям, которые были сформулированы в задание.
В итоге проделанной работы были получены следующие основные результаты:
1. Произведен анализ автоматизированных систем управления электропитанием компьютерных классов.
2. Разработана система управления электропитанием компьютерного класса представляющая аппаратно-программный комплекс.
3. Разработаны методические указания для пользователей в виде web- файла.
Анализ представленных на рынке систем показал, что они соответствуют не всем предъявляемым требования. Также представленные на рынке системы стоят достаточно дорого.
Таким образом, на основании проведенного анализа было принято решение о разработке собственной системы управления электропитанием, удовлетворяющей всем предъявленным требованиям
В данной работе использована версия платформы Arduino UNO — самая популярная версия базовой платформы Arduino с USB-интерфейсом и возможностью подключения большого разнообразия плат расширения.
Таким образом, задачи, поставленные при выполнении данной работы решены. Цель достигнута.
Систему можно рекомендовать для установки в компьютерные классы учебных заведений, для экономии электроэнергии.
