Оглавление 2
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. ИНСТРУМЕНТЫ, ПРИМЕНЕННЫЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ 6
1.0 Редактор исходного кода V S Code 6
1.1 Платформа для разработки программного обеспечения .NET Core 7
1.2 Одноплатный компьютер Raspberry Pi 3 8
ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ 9
2.0 Архитектура системы 9
2.1 Основные компоненты 13
2.2 Сетевое взаимодействие 15
2.3 Программная реализация серверной стороны 17
2.4 Программная реализация клиентской стороны 23
2.5 Эксперименты 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 34
ПРИЛОЖЕНИЕ
Актуальность. В настоящее время использование современных технологий помогает не только решать множество рутинных задач экономик в наше время, но и исключать возможные ошибки, являющиеся следствием человеческого фактора, который свойственен нам всем.
Все мы ни раз слышали трагичные новости о том, как разрушались целые этажи жилых домов вследствие утечки бытового газа. Подобные случаи можно предотвратить, вовремя узнав о надвигающихся признаках ЧС. В этой дипломной работе демонстрируется система умного дома, разработанная в рамках концепции «Интернета вещей», которая способна заблаговременно распознать надвигающуюся угрозу и оповестить жильца о потенциальной опасности его жизнедеятельности.
Что такое Интернет вещей.
Название происходит от английского Internet Of Things (сокращенно IoT) и обозначает концепцию вычислительной сети физических предметов (вещей), которые взаимодействуют c другими устройствами или с внешней средой с помощью встроенных технологий. Интернет вещей - это полностью автоматизированный цикл работы приборов и систем за счет их подключения к беспроводной сети. Простыми словами: понятие интернета вещей предполагает взаимодействие по схеме «машина - машина» с минимальным участием человека. Это новая эпоха развития автоматизации процессов, при которой исключается не только тяжелый физический труд, но и, практически, полное участие человека в целом.
Что такое умный дом.
Самый мощный двигатель прогресса - лень, благодаря ей появились скороварки, роботы-пылесосы и посудомоечные машины, которые давно взяли на себя бытовые хлопоты. Однако эти изобретения не автономны и не могут функционировать без участия человека, который должен контролировать работу техники, покупать и заменять расходные материалы.
Умный дом — это комплекс решений для автоматизации повседневных действий, который избавляет от большей части ежедневной бытовой рутины без человеческого вмешательства.
Современное состояние проблемы «умного дома»
Спектр задач, которые способны решать устройства, объединенные в систему «умного дома», по истине огромен и ограничивается, разве что, вашей фантазией и способностью придумать интересный кейс.
Однако в виду широкого разнообразия устройств, сложно довести до идеала каждое, чтобы учесть самые узкоспециализированные потребности пользователя.
Изучив множество разработок в одном из крупнейших IoT-сообществ в интернете - DZone, меня заинтересовали проекты, нацеленные на обеспечение безопасности жилого помещения от утечки бытового газа. Выяснилось, что большинство проектов не продвинулись дальше вывода показаний датчика на экране и подаче звукового сигнала. В связи с этим, было решено модифицировать существующую идею, добавив два вида оповещения об опасной концентрации газа в помещении: когнитивный (смена цвета домашних лампочек на красный) и сообщение на телефон через Telegram-бота.
Целью работы является разработка комплексного решения для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека, путём оповещения его об утечке газа в жилом помещении.
Для реализации поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Разработка архитектуры оповещения о газовых утечках в жилом помещении
2. Реализация системы оповещения о газовых утечках в жилом помещении
3. Тестирование разработанной системы на виртуальных данных
4. Анализ полученных результатов (оценочный параметр - время реакции)
Работа состоит из введения, двух глав: первая посвящена
теоретическому описанию системы и средств для её разработки, вторая - подробностям реализации системы и экспериментам; заключения, списка литературы и приложения.
В рамках дипломной работы был разработан программный комплекс для обеспечения безопасности жилой площади, путём оповещения потенциального пользователя о критической концентрации бытового газа в атмосфере помещения, образовавшейся в ходе непредвиденной утечки; а также проведен ряд экспериментов, подтверждающих работоспособность системы.
Система была разработана на базе самых современных технологий на сегодняшний день, в числе которых:
• Редактор исходного кода VS Code
• Платформа .NET Core
• Одноплатные компьютеры Raspberry Pi 3
• ORM-фреймворк Entity Framework Core
• Поставщик баз данных SQLite
В ходе разработке был применен популярный принцип «внедрения зависимостей», а также шаблоны проектирования: «Издатель-Подписчик» и «Репозиторий».
1. Microsoft Developer Network — подразделение компании Майкрософт, ответственное за взаимодействие фирмы с разработчиками. URL: https://msdn.microsoft.com/m-m (дата обращения: 03.05.2019).
2. DZone — учебные статьи для разработчиков. URL: https://dzone.com (дата обращения: 17.05.2019).
3. The community dedicated to learning hardware - сообщество для изучения
аппаратного оборудования. URL: https:// www.hackster.io (дата
обращения: 17.05.2019)
4. LearningaboutElectronics - сообщество для изучения электроники. URL: http://www.learningaboutelectronics.com/ (дата обращения: 17.05.2019)
5. Raspberry Pi Documentation. Официальная документация по Raspberry Pi URL: https://www.raspberrypi.org/documentation/ (дата обращения: 19.05.2019)
6. Microsoft Docs. Хранилище документации Майкрософт для пользователей, разработчиков и ИТ-специалистов. URL: https://docs.microsoft.com/ru-ru/ (дата обращения: 19.05.2019)
7. Raspberry Pi Tutorials. Портал с руководствами по Raspberry Pi. URL: https://tutorials-raspberrypi.com/ (дата обращения: 20.05.2019)