📄Работа №88590
Тема: ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРНОГО ПРОФИЛЯ ПОЧВЫ
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Информационные системы
Объем:
78 с. листов
Год:
2022
Просмотров:
241
4900
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
1 Обзор имеющихся логгеров и варинаты их реализации 6
1.1 Понятие логгера температур 6
1.2 Обзор Существующих аналогов на рынке 7
1.3 Выбор семейства микроконтроллеров 9
1.3.1 Характеристики, которыми должен обладать микроконтроллер . 9
1.3.2 Сравнение модулей от разных производителей 9
1.4 Выбор датчиков температур 14
1.5 Выбор модуля часов реального времени 16
1.6 Выбор среды разработки под выбранный микроконтроллер 17
2 Особенности процесса разработки и реализации проекта и проектирование системы 21
2.1 Структурная схема прибора и принципы его работы 21
2.2 Проектирование логгера температур его особенности и принцип
работы 23
3 Проектирование логгера температур 40
3.1 Разработка аппаратной части устройства 40
3.2 Тестирование прототипа 42
Заключение 43
Список использованной литературы 44
Приложение 1 46
Приложение 2 56
Приложение 3 77
1.1 Понятие логгера температур 6
1.2 Обзор Существующих аналогов на рынке 7
1.3 Выбор семейства микроконтроллеров 9
1.3.1 Характеристики, которыми должен обладать микроконтроллер . 9
1.3.2 Сравнение модулей от разных производителей 9
1.4 Выбор датчиков температур 14
1.5 Выбор модуля часов реального времени 16
1.6 Выбор среды разработки под выбранный микроконтроллер 17
2 Особенности процесса разработки и реализации проекта и проектирование системы 21
2.1 Структурная схема прибора и принципы его работы 21
2.2 Проектирование логгера температур его особенности и принцип
работы 23
3 Проектирование логгера температур 40
3.1 Разработка аппаратной части устройства 40
3.2 Тестирование прототипа 42
Заключение 43
Список использованной литературы 44
Приложение 1 46
Приложение 2 56
Приложение 3 77
📖 Введение
Для проведения всевозможных анализов и расчётов непременно нужны исходные данные, полученные во время продолжительных измерений и записей полученных показаний и величин. Для этих целей и создаются логгеры [1], способные мониторить различные показатели в течение длительного промежутка времени.
Устройство необходимо для многоканального мониторинга температуры мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём. Также можно применять и для мониторинга температуры с целью анализа оптимального времени для посадок сельскохозяйственных угодий.
Основные требования для данной категории:
• удобство;
• простота;
• точность;
• надёжность.
Своевременный сбор и анализ данных температуры почв необычайно важен, к примеру, в мае 2020 года разрушился один из топливных резервуаров на Норильской ТЭЦ-3, вылилось 21 тыс. тонн нефтепродуктов. По одной из версий, авария могла произойти из-за глобальных климатических изменений, вызванных так называемым растеплением грунта. [2]
Многозонные датчики измерения температуры почв и подстилающей поверхности «Логгера» необходимы для наблюдения за температурой многолетнемерзлых грунтов и исследования термического режима различных ключевых арктических ландшафтов для последующего анализа и оценки образования рисков деградации арктической территории в условиях антропогенного воздействия, потенциально опасных дефектов и отклонений, способных привести к повреждению зданий и сооружений или их отдельных элементов.
Место Логгера в основных задачах проведения комплексных исследований в методике исследований интегральной оценки литокриогенного и биоресурсного состояния ландшафтов: закладка полигонов, отбор проб верхнего горизонта почвы для определения диэлектрической проницаемости; выявление на полигонах характерные зональные и подзональные ландшафтные провинции с их геоморфологическими типами (склон, водораздел, долина, балка, низина и т.д.); На полигонах, при помощи многоканальных цифровых запоминающих измерителей логгера фиксирование суточного хода температуры и влажности, для последующей валидации данных с космических снимков SMOS.
Цель и задачи
Целью выпускной квалификационной работы является создание работоспособного устройства логгирования данных температур мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ подобных мониторинговых систем, для понимания области разработки.
2. Определить функциональные требования к готовому устройству
3. Выбрать подходящую компонентную базу.
4. Разработать алгоритмы для реализации требуемого набора функций.
5. Разработать программное обеспечение.
6. Реализовать подключение и передачу данных посредством сети Wi-Fi.
7. Собрать схему на макетной плате.
8. Рассчитать параметры схемы и энергопотребление.
9. Спроектировать готовое устройство на печатной плате.
10. Написать собственный интерфейс, для более удобного подключения и передачи данных с устройством.
Практическая значимость работы заключается в создании полностью работоспособного и удобного пользователю устройства мониторинга температуры почв. Система позволяет управлять логгером практически с любого устройства, поддерживающего браузер, настраивать режим его работы и считывать с него данные.
В результате работы были изучены особенности устройства микроконтроллера ESP-8266 [3], произведена отладка и тестирование получившегося прототипа, а также получены навыки работы с беспроводными интерфейсами и языками программирования C++, HTML, CSS и Javascript.
Устройство необходимо для многоканального мониторинга температуры мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём. Также можно применять и для мониторинга температуры с целью анализа оптимального времени для посадок сельскохозяйственных угодий.
Основные требования для данной категории:
• удобство;
• простота;
• точность;
• надёжность.
Своевременный сбор и анализ данных температуры почв необычайно важен, к примеру, в мае 2020 года разрушился один из топливных резервуаров на Норильской ТЭЦ-3, вылилось 21 тыс. тонн нефтепродуктов. По одной из версий, авария могла произойти из-за глобальных климатических изменений, вызванных так называемым растеплением грунта. [2]
Многозонные датчики измерения температуры почв и подстилающей поверхности «Логгера» необходимы для наблюдения за температурой многолетнемерзлых грунтов и исследования термического режима различных ключевых арктических ландшафтов для последующего анализа и оценки образования рисков деградации арктической территории в условиях антропогенного воздействия, потенциально опасных дефектов и отклонений, способных привести к повреждению зданий и сооружений или их отдельных элементов.
Место Логгера в основных задачах проведения комплексных исследований в методике исследований интегральной оценки литокриогенного и биоресурсного состояния ландшафтов: закладка полигонов, отбор проб верхнего горизонта почвы для определения диэлектрической проницаемости; выявление на полигонах характерные зональные и подзональные ландшафтные провинции с их геоморфологическими типами (склон, водораздел, долина, балка, низина и т.д.); На полигонах, при помощи многоканальных цифровых запоминающих измерителей логгера фиксирование суточного хода температуры и влажности, для последующей валидации данных с космических снимков SMOS.
Цель и задачи
Целью выпускной квалификационной работы является создание работоспособного устройства логгирования данных температур мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ подобных мониторинговых систем, для понимания области разработки.
2. Определить функциональные требования к готовому устройству
3. Выбрать подходящую компонентную базу.
4. Разработать алгоритмы для реализации требуемого набора функций.
5. Разработать программное обеспечение.
6. Реализовать подключение и передачу данных посредством сети Wi-Fi.
7. Собрать схему на макетной плате.
8. Рассчитать параметры схемы и энергопотребление.
9. Спроектировать готовое устройство на печатной плате.
10. Написать собственный интерфейс, для более удобного подключения и передачи данных с устройством.
Практическая значимость работы заключается в создании полностью работоспособного и удобного пользователю устройства мониторинга температуры почв. Система позволяет управлять логгером практически с любого устройства, поддерживающего браузер, настраивать режим его работы и считывать с него данные.
В результате работы были изучены особенности устройства микроконтроллера ESP-8266 [3], произведена отладка и тестирование получившегося прототипа, а также получены навыки работы с беспроводными интерфейсами и языками программирования C++, HTML, CSS и Javascript.
✅ Заключение
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены популярные решения логгирования данных. На основе проведенного анализа были выбраны язык программирования и среда разработки для создания программного обеспечения устройства. Был реализован вебинтерфейс для взаимодействия с логгером. Была разработана схема электрическая функциональная устройства, а на ее основе - схема электрическая принципиальная, подобрана элементная база для устройства, и выполнена трассировка соответствующей печатной платы. Была изготовлена печатная плата и на ней смонтировано устройство. Был смоделирован корпус устройства.
Результатом проделанной работы стало создание проекта устройства, замеряющего температуру почвы по глубине, которое способно опрашивать имеющиеся в системе датчики температуры, обрабатывать полученные данные и передавать их посредством сети Wi-Fi.
Результатом проделанной работы стало создание проекта устройства, замеряющего температуру почвы по глубине, которое способно опрашивать имеющиеся в системе датчики температуры, обрабатывать полученные данные и передавать их посредством сети Wi-Fi.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.