ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1. ПОНЯТИЕ И СУЩНОСТЬ «УМНОЙ» КОРМУШКИ ДЛЯ
ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ 10
1.2 РАССМОСТРЕНИЕ АНАЛОГОВ 11
1.3 АНАЛИЗ НЕДОСТАТКОВ АНАЛОГОВ 23
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ 26
2.1. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 27
2.2. НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 28
2.3. ВНЕШНИЙ ВИД И СТРУКТУРА «УМНОЙ» КОРМУШКИ 29
3. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОТОТИПА «УМНОЙ» КОРМУШКИ ДЛЯ ДОМАШНИХ
ЖИВОТНЫХ 32
3.1. СТРУКТУРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ УСТРОЙСТВА «УМНОЙ»
КОРМУШКИ ДЛЯ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ 32
3.2. СТРУКТУРА И ПРИНЦИП РАБОТЫ СЕРВЕРНОЙ ЧАСТИ 38
3.3. МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ 41
3.4. ПРОТОТИП «УМНОЙ» КОРМУШКИ 43
3.5. ОПИСАНИЕ ДАННЫХ 44
4. ТЕСТИРОВАНИЕ, ОТЛАДКА, ЭКСПЕРИМЕНТЫ 48
4.1. ТЕСТИРОВАНИЕ ДАТЧИКОВ И МОДУЛЕЙ 48
4.2. ТЕСТИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ
МИКРОКОНТРОЛЛЕРАМИ 49
4.3. ТЕСТИРОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЙ 49
4.4. ТЕСТИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА СВЕРВЕР 50
4.5. SMOKE ТЕСТИРОВАНИЕ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А ИСХОДНЫЕ КОДЫ СИСТЕМЫ «УМНАЯ» КОРМУШКА
ДЛЯ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ 55
Актуальность данной темы: на сегодняшний день можно с уверенностью утверждать, что концепция Интернет вещей является надежной сетью устройств, содержащих в себе электронику, программное обеспечение (ПО) и датчики, позволяющие обмен и анализ данных. Концепция имеет высокие темпы развития, и уже глобально вошла в жизнь общества [1]. «Умная» кормушка для домашних животных - одно из явлений концепции Интернет вещей.
Целью представленной выпускной квалификационной работы является разработка «умной» кормушки для домашних животных на основе микроконтроллеров Arduino Mega 2560, Node MCU Amica V3 - ESP 8265, а так же сервера Apache с PHP и MySQL.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие поставленные задачи:
1. Анализ литературы по теме «умная» кормушка, автоматическая кормушка и концепции «интернет вещей»;
2. Рассмотрение существующих аналогов «умной» кормушки для домашних животных, оценка их сильных и слабых сторон;
3. Разработка собственной «умной» кормушки для домашних животных с учетом недостатков аналогов;
4. Оценка работоспособности разработанной умной кормушки с разными режимами и в разных условиях.
Методы исследования, используемые в выпускной квалификационной работе:
1. Теоретические методы - анализ, сравнение, обобщение, моделирование;
2. Эмпирические методы - наблюдение, эксперимент;
3. Математические методы - обработка количественных данных.
Новизна исследования заключается в том, что «умная» кормушка, представленная в данной работе - основана на концепции «Интернет вещей», является и кормушкой и поилкой одновременно, может вести статистику о количествах засыпания корма в контейнеры, заливания воды, засыпаний корма в миску, активности питомца (когда ел в последний раз или пил), вес питомца, а так же движение питомца. Она имеет несколько режимов работы (обычный, повременной, по приходу питомца). «Умная» кормушка после подключения к беспроводной сети WiFi и выбора режима на сервере не требует больше никаких вмешательств человека или животного (нажатий на кнопку для засыпания корма, ошейников определения питомца поблизости и т.д.). Способна уведомлять о опустошении какого-либо контейнера или разряда батарейки.
В представленной работе были разобраны все особенности, связанные с проектированием, разработкой, тестированием и вводом в эксплуатацию «умной» кормушки для домашних животных. Обозначены задачи, которые должны быть решены с использованием данной системы. Создана собственная «умная» кормушка с учетом следующих этапов развития системы: планирования, разработки, внедрения и эксплуатации.
На стадии разработки, внедрения и эксплуатации использовалось свободное ПО: Apache, PHP, Arduino IDE, Android Studio, MySQL. Была дана оценка текущего состояния данной системы, построены функциональные модели с описанием всех рабочих подсистем. Озвучены причины, по которым не производилась некоторые аналоги не могут считаться «умными» кормушками. Так же в ходе анализа системы «умная» кормушка небыло выявлено серьезных проблем работы.
По итогам работы, можно сделать следующий вывод:
- получена умная кормушка, работающая по принципам «Интернет вещей»;
- организована серверная, физическая и клиентская части системы «умная» кормушка;
- были предусмотрены экстренные условия работы кормушки;
- теперь можно всегда отслеживать и контролировать питание питомца из любой точки мира.
