Система мониторинга микроклимата в помещении с хранением данных в облаке и удаленным управлением

"Достижение цели проекта состоит в создании системы состоящей из главного устройства (устройства), мобильного приложения для взаимодействия с устройством и облачного сервиса для хранения и обработки данных с устройства. Поэтому достижение цели потребовало выполнения следующих задач: • провести анализ современного рынка систем мониторинга микроклимата; • произвести выбор аппаратной платформы для устройства согласно его функциям. Изучить возможности платформы и средства ее программирования; • произвести подбор совместимых с платформой датчиков, обеспечивающих сбор необходимых показаний микроклимата. Изучить принцип работы датчиков, способ получения с них данных, подключить датчики к устройству; • написать программу для получения показаний датчиков, их обработки и приведения к физическим величинам; • реализовать для устройства выход в Интернет через Wi-Fi соединение; • произвести настройку облачного сервиса для получения данных с устройства, зарегистрировать в облаке устройство и настроить соответствующие программные датчики; • написать программу передачи данных с главного устройства в облако по Wi-Fi; • разработать приложение для мобильного устройства, которое позволяет получать данные с устройства, выводить их пользователю и оповещать его о недопустимом изменении параметров микроклимата; • для приложения реализовать возможность производить настройку устройства (указание допустимых диапазонов значений параметров микроклимата, настройка оповещений пользователя); • реализовать связь между устройством и приложением для мобильного устройства по Bluetooth; • спроектировать и изготовить корпус устройства; • произвести тестирование системы в реальных условиях, выявить и устранить недочеты в работе."

Врачами доказано: влияние микроклимата на организм человека (его самочувствие и работоспособность) значимо. При этом важную роль играет сочетание параметров микроклимата (температура, влажность, скорость движения и качество воздуха, уровень шума). Плохой микроклимат способен привести к развитию заболеваний общего характера: головные боли, повышенная потливость и утомляемость, увеличивается риск смерти от сердечно-сосудистой патологии. Анализ рынка показал, что существующие технические решения для мониторинга микроклимата имеют ограниченный функционал или требуют сложного монтажа и недоступны по цене широкому кругу покупателей (системы умного дома и их аналоги). Следовательно, создание указанной системы, реализующей принципы IoT и лишенной перечисленных недостатков, является актуальной задачей.

"В ходе работы над проектом были получены следующие результаты: • на базе Intel Edison создано и запрограммировано компактное универсальное устройство с низким энергопотреблением, способное определять параметры микроклимата в помещении, передавать их в облако и на мобильное устройство, своевременно оповещать пользователя об ухудшении микроклимата; • настроено облако Intel IoT Analytics для получения, обработки, долгосрочного хранения и визуализации данных с устройства; • разработано мобильное Android-приложение с дружественным интерфейсом, которое позволяет удобно настраивать устройство и получать с него все необходимые данные о состоянии микроклимата в данном помещении и рекомендации, если микроклимат в помещении неблагоприятный; • для устройства изготовлен корпус из оргстекла с перфорацией для датчиков и дисплея."

В результате работы над проектом была создана система способная своевременно предупредить о возможном негативном воздействии микроклимата в помещении на состояние и здоровье человека. Мобильность и модульность системы позволяют с успехом использовать ее в различных сферах человеческой деятельности: в быту, на производстве, в учебных заведениях, больницах и т.п. Система позволяет создать сеть из нескольких представленных устройств, организовать передачу данных между ними и обеспечить мониторинг микроклимата сразу в нескольких помещениях. В таком случае система сможет предоставлять пользователю рекомендаций по целевому использованию этих помещений. В перспективе планируется добавить системе возможность управления климатической техникой, системами отопления и вентиляции для автоматического контроля микроклимата.

"• в качестве аппаратной платформы - одноплатный компьютер Intel Edison; • для удобства монтажа - плата Grove-Base Shield; • для получения параметров микроклимата датчики: качества воздуха (Grove-Air Quality Sensor); температуры (Grove-Temperature Sensor), уровня шума (Grove-Sound Sensor); • для вывода информации - дисплей (Grove-LCD RGB Backlight); • для связи с мобильным приложением - модуль Bluetooth (Grove-BLE); • для звукового оповещения - Grove-Speaker; • для написания программы для Intel Edison – среда Arduino IDE; • для разработки мобильного приложения – MIT App Inventor; • для хранения данных – облако Intel IoT Analytics; • для проектирования корпуса - 3ds Max и Corel Draw; • для резки оргстекла лазерный гравер GCC LaserPro Spirit; • для корпуса – оргстекло, 3 мм."