Інформаційно-вимірювальна система збору даних у важкодоступних областях

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМаркіна, Ольга Миколаївна
dc.contributor.authorАндрєєв, Віктор Вікторович
dc.date.accessioned2024-01-23T09:17:48Z
dc.date.available2024-01-23T09:17:48Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractАктуальність цього дослідження виникає із різко зростаючої потреби в розробці та впровадженні інноваційних інформаційно-вимірювальних систем (ІВС) для збору даних у важкодоступних областях, особливо для закритих водойм. Сучасні проблеми, пов'язані з управлінням водними ресурсами, екологічним моніторингом та збереженням природних водних середовищ, вимагають високоточних та ефективних методів збору даних. Збільшення населення, індустріалізація та зростаючий тиск на водні ресурси вимагають нових підходів до їхнього управління та контролю. Важкодоступні водойми, часто залишаються недостатньо вивченими через труднощі доступу та збору даних у таких умовах. Створення інноваційних ІВС, спроектованих для оптимального та ефективного збору даних у важкодоступних водних областях, стає критично важливим завданням в контексті збереження водних ресурсів та екологічного управління. Такий підхід може допомогти вирішити питання стеження за якістю води, ризиками забруднення та збереженням екосистем, сприяючи сталому використанню водних ресурсів в умовах змінюючогося клімату та зростаючого антропогенного впливу.Основні компоненти ІВС включають в себе датчики pH, температури та мутності води, а також ультразвуковий датчик для вимірювання рівня води. Ці датчики сприяють комплексному аналізу якості води та дозволяють отримувати важливі дані для екологічного моніторингу водних ресурсів. Система працює на базі буйа, оснащеного сонячною батареєю та акумулятором ємністю 2200 мА/год, забезпечуючи стабільне та незалежне енергоживлення. Як управляючий блок використовується платформа Arduino Mega, що дозволяє забезпечити надійне функціонування системи та легкість її програмовання. Окремою особливістю є наявність функції зберігання логу даних на SD- карті, що забезпечує накопичення та подальший аналіз отриманих вимірювань. Ця можливість робить систему більш гнучкою та зручною для подальшого використання та аналізу зібраних даних. Метой та завданням дослідження є розробка інформаційно-вимірювальної системи для моніторингу важкодоступних водойм, з урахуванням обмежень та особливостей таких областей, що буде забезпечувати ефективний збір даних щодо якості водного середовища при високій надійності, точності, доступності та енергоефективності. Об'єктом дослідження є процес вимірювання параметрів водних середовищ у важкодоступних місцях. Предмет дослідження це інформаційно-вимірювальна система для збору даних у важкодоступних областях. Для досягнення мети були використані різноманітні методи, такі як аналіз літератури для визначення найкращих практик, проектування інформаційно- вимірювальної системи, вибір оптимальних датчиків та розробка енергонезалежної системи живлення. Отримані результати відзначаються науковою новизною, оскільки вдосконалено ІВС, для вимірювання параметрів водних середовищ у важкодоступних місцях, за рахунок збільшення автономності і зниження ціни самої системи; система ефективно працює без доступу до інтернету, GPS або інших засобів зв’язку. Практичну цінність розроблена система збору даних на важкодоступних водоймах, побудована на основі інформаційно-вимірювальної системи з використанням Arduino Mega 2560 та сенсорів pH, температури, мутності та рівня води, має у сфері екологічного моніторингу та водоресурсів. Система дозволяє здійснювати постійний та ефективний моніторинг параметрів водного середовища, таких як рівень pH, температура, мутність та рівень води. Це важливо для визначення якості води, виявлення екологічних змін та вчасного реагування на можливі проблеми. Система призначена для використання в труднодоступних місцях, таких як важкодоступні водойми влісах, горах чи інших віддалених територіях. Це дозволяє здійснювати моніторинг там, де традиційні методи можуть бути неефективними. Використання літій-іонного акумулятора та сонячної батареї забезпечує енергонезалежність системи. Це робить її ідеальною для довгострокового використання в умовах віддалених районів, де немає можливості частого заміну елементів живлення. Система може працювати автономно, без необхідності постійного присутності оператора. Це дозволяє знизити витрати на обслуговування та забезпечує децентралізований збір даних з декількох точок. А висока універсальність Arduino Mega 2560 та можливість легкої модифікації системи дозволяють вдосконалювати її та додавати нові функціональності відповідно до конкретних потреб та вимог.uk
dc.description.abstractotherThe relevance of this study arises from the rapidly growing need for the development and implementation of innovative information and measurement systems (IMS) for data collection in hard-to-reach areas, especially for closed water bodies. Modern problems related to water resources management, ecological monitoring and preservation of natural aquatic environments require highly accurate and efficient methods of data collection. Population growth, industrialization and increasing pressure on water resources require new approaches to their management and control. Hard-to-reach reservoirs often remain understudied due to the difficulty of access and data collection in such conditions. The creation of innovative IBS designed for optimal and efficient data collection in hard-to-reach water areas is becoming a critically important task in the context of water resources conservation and environmental management. This approach can help solve the issues of water quality monitoring, pollution risks and ecosystem preservation, contributing to the sustainable use of water resources in the face of a changing climate and increasing anthropogenic influence. The main components of the IBS include sensors for pH, temperature and water turbidity, as well as an ultrasonic sensor for water level measurement. These sensors contribute to the comprehensive analysis of water quality and allow obtaining important data for ecological monitoring of water resources. The system works on the basis of a buoy equipped with a solar battery and a battery with a capacity of 2200 mAh, providing a stable and independent power supply. The Arduino Mega platform is used as a control unit, which allows for reliable system operation and ease of programming. A separate feature is the presence of the data log storage function on the SD card, which ensures the accumulation and further analysis of the obtained measurements. This possibility makes the system more flexible and convenient for further use and analysis of the collected data. The purpose and task of the research is the creation and implementation of an innovative IBS for effective data collection in hard-to-reach areas, in particular on closed reservoirs. The object of the study is the measurement data of the parameters of aquatic environments. The subject of research is an information and measurement system for data collection in hard-to-reach areas. To achieve the goal, a variety of methods were used, such as literature analysis to identify best practices, information and measurement system design, optimal sensor selection, and energy-independent power system development. The obtained results are marked by scientific novelty, as a relatively inexpensive innovative IBS is proposed, which can be effectively used in ecological studies and monitoring of hard-to-reach water resources, providing accurate and reliable data collection for scientific and practical purposes without access to the Internet, GPS or other means of communication. The developed data collection system on hard-to-reach reservoirs, built on the basis of an information and measurement system using the Arduino Mega 2560 and pH, temperature, turbidity and water level sensors, has practical value in the field of environmental monitoring and water resources. The system allows for constant and effective monitoring of water environment parameters such as pH level, temperature, turbidity and water level. This is important for determining water quality, detecting environmental changes, and responding to potential problems in a timely manner. The system is intended for use in hard-to- reach places, such as hard-to-reach water bodies in forests, mountains or other remote areas. This allows for monitoring where traditional methods may not be effective. The use of a lithium-ion battery and a solar battery ensures energy independence of the system. This makes it ideal for long-term use in remote areas, where there is no possibility of frequent replacement of power cells. The system can work autonomously, without the need for the constant presence of an operator. This reduces maintenance costs and provides decentralized data collection from multiple points. And the high versatility of the Arduino Mega 2560 and the possibility of easy modification of the system allow you to improve it and add new functionalities according to specific needs and requirements.uk
dc.format.extent109 c.uk
dc.identifier.citationАндрєєв, В. В. Інформаційно-вимірювальна система збору даних у важкодоступних областях : магістерська дис. : 152 Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка / Андрєєв Віктор Вікторович. – Київ, 2024. – 109 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/63988
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectпараметри водних середовищuk
dc.subjectінформаційно-вимірювальна системаuk
dc.subjectмоніторингу важкодоступних водоймuk
dc.subjectparameters of aquatic environmentsuk
dc.titleІнформаційно-вимірювальна система збору даних у важкодоступних областяхuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Andrieiev_magistr.pdf
Розмір:
3.82 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ІВТ)
Магістерські роботи