Введение 13
1 Области применения системы измерений параметров окружающей среды
15
1.1 Экологический мониторинг 15
1.2 Умный дом 16
1.3 Учет влияющих факторов при поверке средств измерений 18
1.4 Контроль условий в производственных, жилых и общественных помещениях
20
2 Требования к системе измерений параметров окружающей среды 22
2.1 Методы и средства измерений параметров окружающей
среды
23
2.1.1 Температура окружающего воздуха 23
2.1.2 Относительная влажность окружающего воздуха 28
2.1.3 Атмосферное давление 31
2.1.4 Освещенность 32
3 Разработка системы измерений параметров окружающей среды 35
3.1 Выбор элементной базы 35
3.1.1 Датчик абсолютного давления и температуры Inertial
measurement unit
35
3.1.2 Датчик влажности DHT22 36
3.1.3 Фоторезистор PDV-P9203 39
3.1.4 National Instruments myRIO 40
3.1.5 Среда разработки LabVIEW 42
3.2 Разработка структуры 43
3.3 Интерфейсы передачи данных 45
3.3.1 Беспроводной стандарт IEEE 802.11 45
3.3.2 Интерфейс Inter-Integrated Circuit 46
3.3.3 Одноканальный интерфейс для передачи данных 47
3.4 Разработка программного обеспечения 48
3.4.1 Лицевая панель 48
3.4.2 Блок-диаграмма 50
3.4.3 Модуль измерения влажности 52
3.4.4 Модуль измерения давления и температуры 54
3.4.5 Модуль измерения освещенности 57
3.4.6 Расчет неопределенности измерений 57
3.4.7 Формирование отчетности 60
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
6111
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения
61
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 61
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 62
4.1.3 SWOT-анализ 63
4.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований
63
4.3 Планирование научно-исследовательских работ 64
4.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 64
4.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 65
4.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 66
4.3.4 Бюджет научно-технического исследования 67
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
70
4.4.1 Интегральный финансовый показатель 71
4.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности 71
4.4.3 Сравнительная эффективность проекта 72
5 Социальная ответственность 73
5.1 Производственная безопасность 73
5.1.1 Повышенная напряженность электромагнитного поля 74
5.1.2 Недостаток освещения 76
5.1.3 Повышенный уровень шума 78
5.1.4 Неоптимальный микроклимат помещения 81
5.2 Экологическая безопасность 83
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности
86
5.4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства
86
5.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей
зоны
87
Заключение 89
Список публикаций студента 90
Список использованных источников 91
Приложение А Лицевая панель 94
Приложение Б Анализ конкурентных технических решений 95
Приложение В SWOT-анализ 96
Приложение Г Временные показатели проведения научного ис- 9912
следования
Приложение Д Календарный план-график 100
Приложение Е Бюджет научно-технического исследования 101
Приложение Ж Определение ресурсной (ресурсосберегающей),
финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
103
Приложение З Требования к освещению помещений промышленных предприятий
104
Объектом исследования является автоматизированная беспроводная система измерений параметров окружающей среды.
Цель работы – является разработка автоматизированной беспроводной
системы измерений параметров окружающей среды.
В процессе исследования проводились: исследование областей применения системы измерений параметров окружающей среды, формирование требований к системе измерений, выбор измеряемых величин, разработка структуры
и программного обеспечения системы.
В результате исследования создана автоматизированная беспроводная
система измерений параметров окружающей среды, которая измеряет температуру и относительную влажность окружающего воздуха, атмосферное давление
и освещенность
Степень внедрения: НИР, выполняемые на кафедре СУМ ТПУ.
Область применения: экологический мониторинг, модуль в составе системы «Умный дом», контроль параметров микроклимата в помещениях и влияющих факторов при поверке/калибровке средств измерений.
Введение
Измерением называют совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины. Измерения производятся во всех
сферах человеческой деятельности. В частности, широко распространенными
для измерений величинами являются параметры окружающей среды.
Необходимость получения информации о значениях таких физических
величин, как температура, влажность, давление, освещенность, возникает при
контроле условий труда, условий производства и хранения продукции в помещениях, при осуществлении мероприятий экологического мониторинга, в метеорологических наблюдениях и прогнозах, для обеспечения единства измерений при проведении поверки и/или калибровки средств измерений, и т.д. Для
снижения трудовых и временных затрат на организацию измерительных процедур может быть использована система, позволяющая автоматизировать процесс
сбора, обработки и сохранения измерительных данных. Такая система должна
быть мобильной, иметь возможности наращивания элементной базы и замены
датчиков физических величин для обеспечения универсальности применения.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка автоматизированной беспроводной системы измерений параметров окружающей среды.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнение следующих задач:
– формирование требований к системе измерений;
– разработка структуры системы измерений;
– выбор элементной базы;
– разработка программного обеспечения.
В первом разделе рассмотрены области применения системы измерений
параметров окружающей среды, такие как экологический мониторинг, автоматизация зданий «Умный дом», регистрация условий при поверке/калибровке14
средств измерений, контроль условий в производственных, жилых и общественных помещениях.
Во втором разделе сформированы основные требования к разрабатываемой системе измерений, а также исследованы методы и средства измерений параметров окружающей среды.
Третий раздел содержит подробное описание процесса разработки системы измерений параметров окружающей среды, а именно выбора элементной
базы, разработки структуры и программного обеспечения системы.
В ходе данной выпускной квалификационной работы была создана автоматизированная беспроводная система измерений параметров окружающей
среды, которая измеряет температуру и относительную влажность окружающего воздуха, атмосферное давление и освещенность с заданным пользователем
периодом.
На основе сформулированных требований к системе измерений была
разработана структура системы измерений параметров окружающей среды, выбраны составляющие компоненты, а также разработано программное обеспечение.
Разработанная система может применяться как метеорологическая станция или модуль в составе системы «Умный дом», а также для контроля параметров микроклимата в помещениях и влияющих факторов при поверке/калибровке средств измерений.
Система измерений параметров окружающей среды отвечает требованиям мобильности, масштабируемости, модульности, многоканальности, а также
автоматически ф
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
