Введение 7
1 Устройство обеспечения доступа в помещение и управления бытовыми
приборами на базе Arduino 9
1.1 Обзор предметной области 9
1.2 Обзор технологий Arduino 10
1.2.1 Определение Arduino 10
1.2.2 Классификация плат Arduino 12
1.2.3 Анализ популярности платформы Arduino 13
1.3 Постановка задачи 15
1.4 Проектирование устройства 15
1.4.1 Выбор аппаратного обеспечения 15
1.4.2 Выбор программного продукта для разработки 20
1.5 Разработка алгоритма работы устройства 20
1.6 Описание алгоритма работы устройства 21
1.7 Определение функционального состава устройства 27
1.8 Разработка структурной схемы 28
1.9 Описание работы устройства по структурной схеме 29
1.10 Разработка принципиальной схемы 30
1.11 Состав аппаратного решения 30
1.11.1 Микроконтроллер 30
1.11.2 GSM-модуль 32
1.11.3 Датчик температуры 34
1.11.4 Двухканальный модуль реле 36
1.11.5 Стабилизатор постоянного напряжения 39
1.12 Описание работы устройства по принципиальной схеме 41
2 Технико-экономическое обоснование разработки устройства 48
2.1 Расчет цеховой себестоимости 49
2.1.1 Расчет затрат на покупные изделия 49
2.1.2 Расчет затрат на материалы 51
2.1.3 Расчет затрат по кооперированию 51
2.1.4 Расчет затрат на электроэнергию для технологических целей 52
2.1.5 Расчет затрат на заработную плату основных производственных
рабочих 53
2.1.6 Расчет затрат на социальные отчисления 54
2.1.7 Расчет косвенных цеховых затрат 54
2.2 Расчет заводской себестоимости 55
2.3 Расчет полной себестоимости 56
2.4 Расчет цены проектируемого устройства 57
3 Безопасность жизнедеятельности. Электробезопасность пользователя ЭВМ 61
3.1 Характеристика условий труда пользователя ЭВМ 61
3.2 Классификация электрических травм 61
3.3 Воздействие электрического тока на организм человека 62
3.4 Меры безопасности при обращении с электрооборудованием 63
Заключение 64
Список использованных источников 65
Приложение А - Листинг программы 66
Приложение Б - Схема работы системы 72
Приложение В - Схемы программ 74
Приложение Г - Схема электрическая структурная 77
Приложение Д - Схема электрическая принципиальная 79
Приложение Е - Презентация 81
В настоящее время широкое распространение получает автоматизация. Автоматизация - это процесс, который направлен на замену человеческого труда в различных областях его деятельности на машинный труд. Изначально автоматизация внедрялась только на промышленных предприятиях в различных технических процессах. Целью ввода автоматизации было повышение эффективной работы производства, что, в свою очередь, способствовало увеличению прибыли технических предприятий, а также повышению безопасности персонала. Но позже наряду с промышленной автоматизацией стала развиваться и гражданская. Она направлена на построение систем управления зданиями. Ее целью является контроль за ресурсами, которые потребляет человек, для более эффективного их использования, обеспечение безопасности человека, путем внедрения систем контроля утечек опасных веществ, возникновения пожаров и так далее. А третьей задачей гражданской автоматизации стало повышение комфорта жизни человека.
В настоящее время все большую популярность набирают такие системы автоматизации зданий, как «Умный дом». Они представляют собой целый комплекс крупных и мелких подсистем, охватывающих и регулирующих все процессы, которые происходят в помещении. Большинство таких систем могут полноценно функционировать без вмешательства человека. Такие системы считаются автоматизированными системами специального назначения. Они могут применяться в различных сферах деятельности человека, в том числе и на военных предприятиях, где необходимо наладить автоматизированное управление каким-либо оборудованием или обеспечить контроль за соблюдением норм хранения военно-технического имущества, например, поддерживать микроклимат в помещениях с боеприпасами. Данная работа предлагает использование платформы Arduinoдля автоматизации некоторых процессов с целью повышения комфорта жизни человека, а именно реализация некоторых функций автоматизированной системы «Умный дом» [1].
В данной работе будет рассмотрено устройство, которое позволяет управлять освещением и электронным замком, а также определять температуру окружающей среды. Исходя из возможностей используемой платформы и разнообразия подключаемых модулей можно расширить функционал данного устройства до необходимого уровня.
В процессе выполнения данной выпускной квалификационной работы проведены анализ требований, проектирование и разработка, тестирование устройства обеспечения доступа в помещение и управления бытовыми приборами на базе Arduino.
В процессе анализа требований, были сформированы требования к устройству. Проведён анализ вариантов использования. Разработана модель предметной области. В результате выполнения выпускной квалификационной работы реализовано устройства обеспечения доступа в помещение и управления бытовыми приборами на базе Arduino.
Проект реализован на базе платформы Arduino с применением среды разработки Arduino IDE. На основе анализа, полученных результатов, можно сделать вывод, что все функции устройства отрабатываются корректно в штатном режиме.
Таким образом, требования технического задания были выполнены в полном объёме и в установленные сроки.
