Автоматизована система дистанційного моніторингу стану навколишнього середовища
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Індустріалізація з 1960х років призвела до стрімкого росту урбанізації населення. За оцінкою світового банку на основі даних Відділу народонаселення [1] ООН - 55% (4.3 мільярди людей) населення планети проживає в урбанізований місцевості. Тенденція є позитивною, та відсоток буде зростати й надалі. Це призводить до підвищення антропогенного впливу на навколишнє середовище. Будівництво нових промислових підприємств, збільшення кількості транспорту, використання викопних паливних ресурсів. 80% світової енергії виробляється з викопних паливних ресурсів [2]. Ці фактори спричиняють підвищенню концентрації шкідливих речовин в складі в атмосфері, зміну глобальної температури.
Масове використання систем віддаленого моніторингу показників атмосфери є ефективним способом для виявлення джерел змін довкілля. Об’єми зібраної інформації дозволяють виконувати аналіз та прогнозування трендів змін як в глобальних, так і локальних масштабах урбанізованих територій, для впровадження засобів протидії джерелам шкідливих викидів.
Розробки в даній сфері дозволяють збирати великі об’єми даних на широких площах з великою щільністю для використання як в глобальних дослідженнях, так і для впровадження законодавчих норм викидів на території міст, попередження громадян про перевищення допустимих показників забруднення в глобальних масштабах для забезпечення їх максимального комфорту проживання.
Встановлення систем на підприємствах для контролю мікроклімату та забруднення дозволить знизити негативний вплив на здоров’я та працездатність робітників, надійності устаткування, тощо. Зібрані дані аналізу протягом певного періоду дозволять проаналізувати проблеми на виробництві, для прийняття рішень по їх усуненню.
Існуючі засоби моніторингу в Україні не забезпечують достатньої щільності моніторингу, та доступності отриманих даних для подальшого аналізу, а системи для підприємств є дороговартісними та складними в монтажі. Тому розробка системи віддаленого моніторингу довкілля є актуальним завданням яке визначило напрям дослідження.
Мета і завдання дослідження. Метою роботи є розробка автоматизованої системи дистанційного моніторингу для спостереження параметрів навколишнього середовища з метою покращення екологічного стану, та зниження негативного впливу шкідливих речовин на населення, що проживає на урбанізованих територіях.
Для досягнення поставленої мети роботи потрібно вирішити ряд завдань:
– провести огляд наукової літератури по темі наукового дослідження, розглянути існуючі розробки в сфері дистанційного моніторингу;
– розробити структурну схему інформаційно-вимірювальної системи для контролю показників навколишнього середовища;
– спроектувати структурну схему апаратного блоку системи моніторингу та здійснити розробку його принципової електричної схеми;
– спроектувати структурну схему алгоритму роботи програмної частини апаратного блоку системи та серверної частини системи;
– провести проектування бази даних для збереження результатів моніторингу;
– розробити програмне забезпечення для апаратної та серверної частини системи;
Об’єкт дослідження – процес контролю стану навколишнього середовища.
Предмет дослідження – програмно-апаратні методи та засоби створення систем віддаленого моніторингу та збору даних.
Методи дослідження. Для вирішення поставлених задач проведено аналіз інформації про існуючі розробки в сфері віддаленого моніторингу, ознайомлення з теоретичним матеріалом, проведення порівняльного аналізу компонентів системи, програмування, налагодження та практичне тестування розробленої системи.
Наукова новизна отриманих результатів. Результатом розробки є системне рішення для моніторингу, збереження, аналізу та розповсюдження зібраних даних. Новизна створеної система полягає в можливості інтеграції сторонніх сервісів, як апаратних – для збору даних, так і програмних – для аналізу та розповсюдження збережених даних.
Практичне значення отриманих результатів роботи полягає в тому що отриману систему можна інтегрувати з уже існуючими системами моніторингу, додавати готові апаратні рішення для збільшення джерел зібраної інформації, так і інтегрувати зібрані дані в системи аналізу для подальшої обробки та прийняття мір по скороченню викидів в навколишнє середовище, покращуючи життя людей. Система веде комунікацію по розповсюдженому веб протоколу Https REST API, що спрощує реалізації інтеграцій. Це все може слугувати ефективним інструментом уряду та профільних організацій для покращення показників екологічного стану навколишнього середовища.
Публікації. За використанням отриманих в кваліфікаційній роботі магістра було опублікована робота конференції «АВТОМАТИЗОВАНА ДИСТАНЦІЙНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА» у збірнику матеріалів XIX Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Ефективність та автоматизація інженерних рішень у приладобудуванні».
Структура роботи. Кваліфікаційна робота магістра складається з пояснювальної записки та графічних матеріалів. Пояснювальна записка містить вступ, 4 розділи, висновки, список використаних джерел та додатки. Обсяг роботи: пояснювальна записка – 115 аркушів формату А4, графічна частина – 5 аркушів формату А1.
Опис
Ключові слова
мікроклімат, arduino UNO, мікропроцесорна система, контроль навколишнього середовища, IoT, база даних, сервер, microclimate, microprocessor system, environmental control, database, server
Бібліографічний опис
Лесковець, Б. В. Автоматизована система дистанційного моніторингу стану навколишнього середовища : магістерська дис. : 151 Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології / Лесковець Богдан Васильович. – Київ, 2024. – 114 с.