Автономна кіберфізична система підтримки життєдіяльності рослин
Автор: Яцканич Володимир Васильович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Кіберфізичні системи
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Яцканич В.В., Кицун Г.В. (керівник). Автономна кіберфізична система підтримки життєдіяльності рослин. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Більшість людей хотіли б мати у своїх будинках гарні декоративні рослини. Перш за все, рослини потребують найважливіших факторів якості росту рослин – це вологість та світло. Завдяки постійному моніторингу цих змінних умов навколишнього середовища можна зберегти свої кімнатні рослини ідеальними. Забезпечити постійний моніторинг можна з допомогою кібефізичних систем. Кіберфізична система — це механізм, що контролюється або відстежується комп’ютерними алгоритмами і тісно пов’язаний з Інтернетом та його користувачами[1]. В кіберфізичних системах програмне забезпечення тісно пов’язано з фізичними об’єктами. Компоненти КФС взаємодіють на різних часових та просторових рівнях та можуть мати різні, відмінні одна від одної моделі поведінки та взаємодіяти одна з одною різними шляхами, які можуть змінюватися в залежності від контексту. Прикладами кіберфізичних систем можна вважати розумні енергосистеми, автоматизовані системи керування, самокеровані літальні апарати. Ми живемо в епоху, коли кіберфізичні системи стали необхідністю для людини. Вони використовуються для зручності, тому що немає потреби керувати процесом власноруч. На сучасному етапі розвитку технічного прогресу стає все більш актуальним розвиток та розробка кібефізичних систем. Ці системи працюють за принципом передачі сигналів. Сигнали від давачів передаються на мікроконтролер[2], де інформація обробляється і дається зворотній зв’язок. Оскільки любов суспільства до електроніки тільки зростає, збільшується і кількість пристроїв з автономним керуванням. Рішенням може стати 4 автоматизація всіх можливих процесів, зокрема процес догляду за домашніми рослинами. Багато людей мають домашні сади або кімнатні рослини всередині своїх будинків. Але догляд за рослинами трудомісткий і потребує багатьох зусиль та часу. Хоча деякі люди ретельно доглядають за своїми рослинами, вони скаржаться на те, що рослини постійно гинуть або повільно ростуть. Ріст та розвиток рослини залежить від багатьох параметрів, які можуть відрізнятися від однієї рослини до іншої - ці параметри важко аналізувати людині. Наша система догляду за рослинами складається з високочутливих давачів, які вимірюють усі параметри[3], необхідні для підтримки будь-якої конкретної рослини з високою точністю. Користувачеві потрібно лише увімкнути систему, яка автоматично забезпечить відповідне середовище для конкретної рослини. Система видає попередження користувачеві, коли вода закінчується в резервуарі всередині горщика рослини. Помістивши давач рівня води всередину вазонку, система поливу спрацьовує, коли рівень води занизький. Таким чином, система долає проблему регулювання ситуації навколо вазонку, економії зусиль та часу користувача, оскільки ця система повністю автоматизована. Якщо порівнювати з вже існуючими аналогами, то вони обмежені у своїй функціональності. Наприклад, система Click&Grow 3 у своєму функціоналі має функуцію автоматичного поливу та функцію автоматичного освітлення та працює від мережі. Система 2020 Smart Pot with LED Grow LightHydroponic має ті самі параметри. Наша ж автоматизована система не має існуючих аналогів та має все необхідне: контроль вологості повітря та грунту, контроль освітлення, контроль температури та грунту води. Також перевагою є те, що наша система працює автономно. Сонячна батарея + акумулятор забезпечують автономність, що не прив’язує вазонок до розетки, що робить її мобільною та зручно. В користування. 5 При цьому вона не поступається в ціні, оскільки всі елементи відносно дешеві та не потребують великих витрат електроенергії. Об’єкт дослідження: Автономна кіберфізична система підтримки життєдіяльності рослин Предмет дослідження: використання електроенергії в кіберфізичних системах. Мета дослідження: Розглянути проблему використання кіберфізичної системи догляду за домашніми рослинами. Проаналізовати та запропоновати варіанти використання кібефізичних систем догляду за домашніми рослинами з використанням малої кількості електроенергії, розглянути алгоритм роботи системи. Результати досліджень. У даній роботі було проведено порівняння з існуючими аналогами , визначено їхні переваги та недоліки. Розглянуто необхідність використання таких кіберфізичних систем у догляді за домашніми рослинами. Розглянуто алгоритм роботи автоматизованої системи та структурну схему для нашого завдання. Ключові слова – розумний вазон, кіберфізичні системи, догляд за домашніми рослинами. Перелік використаних джерел. 1.Мельник А.О. Кіберфізичні системи: проблеми створення та напрямки розвитку // Вісник НУ «Львівська політехніка» «Комп’ютерні системи та мережі», 2014, No806. - С.154-161. 2.Кицун Г.В. Вибір методів адресації пам’яті універсального комп’ютера // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». Серія: «Комп’ютерні системи та мережі». – 2007. No603. -С. 59-64. 3.Кравчук М.І.. Система для відлагодження програмного забезпечення вбудованого процесора обробки сигналів //Дипломний проект: Спеціальність “Комп’ютерні системи та мережі“. – Львів: НУ “Львівська політехніка“, 2015.- 108с.-Машинопис.