Тема: Беспроводной датчик контроля освещенности для системы умный дом

Существует огромное количество определений интернета вещей. В выпускной квалификационной работе определим интернет вещей как сеть, которая объединяет объекты окружающей среды с виртуальными объектами. Интернет вещей - это идея организации пространства, которая позволяет совмещать аналоговую и цифровую область науки. В данном случае «вещь», - это некий объект, существующий в пространстве и времени который однозначно определен. То есть, интернетом вещей это не только совокупность датчиков и приборов, которые связываются беспроводными каналами связи друг с другом, но и слияние виртуального и реального мира, которое проявляется как взаимосвязь между человеком и техникой. «Вещи» смогут обмениваться данными об окружающей среде, реагируя и изменяя процессы без участия человека. Непосредственно с интернетом вещей связана технология «Умный дом».
Технология «Умный дом» - это комплексная автоматизированная система, которая управляет всеми устройствами, находящимися в помещениях дома или квартиры. Она дает возможность управления либо некоторыми блоками, либо всей системой вместе. Управлением может быть как нажатие кнопки на сенсорной панели, так и беспроводная передача команд с помощью смартфона. Разнообразные сценарии работы устройств, прописываются в программе, которая впоследствии загружается в котроллер, контролирующий работу системы «Умный дом». В результате этому возникновение аварийных ситуаций сводится к минимуму. Система самостоятельно отключает электрические приборы при отсутствии людей. Тем не менее, система позволяет переводить автоматическое управление оборудованием в ручной режим. Работа системы умный дом не возможна без цифрового измерительного устройства.
Цифровое измерительное устройство - устройство, в котором в процессе измерения непрерывное входное значение преобразуется, с целью вывода на отсчетное устройство, в дискретное. Обычно цифровое измерительное устройство 5 состоит из первичного измерительного преобразователя, аналого-цифрового преобразователя, устройства обработки информации и выходного интерфейса. Цифровое измерительное устройство, в составе интернета вещей, в качестве выходного интерфейса применяет беспроводные протоколы передачи измерительной информации, тем самым образуется беспроводная сенсорная сеть.
Беспроводной сенсорной сетью является совокупность датчиков и исполнительных устройств, которые объединяются с помощью различных протоколов связи. Беспроводная сенсорная сеть обладает распределеностью и самоорганизацией. Так как обмен информации между элементами происходит повторением, сети может быть создана в диапазоне от нескольких метров до нескольких километров.
Многие устройства, используемые в технологии «Умный дом» должны быть маломощными, так как частая замена источников питания, например батарей, является крайне неудобным, поэтому в этих случаях сеть Ethernet не подходит, но можно использовать low powered Wi-Fi и Bluetooth low energy. К технологиям, специально разработанным для «Умного дома» относятся:
• BLE - Bluetooth Low Energy.
• LoRaWAN - Long Range WAN.
• SigFox.
• LTE-M.
• Zigbee [1].
Цель ВКР: Разработка беспроводного датчика контроля освещенности для системы умный дом.
Задачи ВКР:
1. Изучить методы измерения освещенности, понятие и структуру беспроводного датчика, современные беспроводные цифровые интерфейсы датчиков, перспективные разработки беспроводных датчиков контроля освещенности. 2. Осуществить выбор аппаратного обеспечения беспроводного датчика, разработать схему электрическую принципиальную.
3. Разработать метрологическое обеспечение беспроводного цифрового датчика.
4. Разработать программное обеспечение опроса датчика.
Купить

Выпускная квалификационная работа была направлена на разработку цифрового устройства, обеспечивающего контроль освещенности систем «Умного дома». Для этого было рассмотрено понятие технологии «Умный дом». В ходе работы были рассмотрены основные способы проведения измерений освещенности и параметров движения. Они позволят более подробно понять принцип работы разрабатываемого устройства. Использование аналого-цифрового преобразователя позволяет
преобразовывать полученную от первичных преобразователей информацию в вид, удобный для дальнейшего применения и обработки данных. Так как устройство является беспроводным, также был рассмотрен беспроводной интерфейс передачи данных. Затем был произведен подбор оборудования, таким образом, чтобы полученное в итоге устройство выполняло заданные функции. Так как каждый из первичных преобразователей не может быть подключен к микроконтроллеру напрямую, их подключение необходимо производить с использованием дополнительных элементов. Так как для контроля освещенности датчик производит измерение определенного рода величин, он должен обладать определенной точностью. С этой целью был произведен расчет погрешностей каждого из измерительных каналов. Так же как и для любого устройства, выполняющего измерения был разработан проект методики выполнения измерений и методики поверки датчика контроля освещенности. Так как датчик проводит обработку информации используя микроконтроллер, необходимо разработать программное обеспечение устройства. Для этого была разработана общая архитектура программы и написан код, который позволяет производить обработку информации, полученной с первичных преобразователей, в вид, который необходим пользователю.
Купить