Дослідження особливостей побудови систем "Розумний будинок" та їх інтеграції з хмарними технологіями.
Автор: Заграй Юрій Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні мережі зв'язку
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: На сьогодні системи розумного будинку стають дедалі популярніші і все більше і більше вдосконалюються, оскільки послуги, що надаються системами розумного дому дозволяють зменшити час який витрачає людина на буденні справи, а також підвищують комфорт життя завдяки контролю мікроклімату в будівлі, контролю освітлення і забезпечення протипожежних та охоронних систем безпеки. Дану технологія широко використовується як в приватному так і в промисловому секторах. Системи розумного дому включають в себе такі технології, як ІоТ, які в свою чергу в себе включають різноманітні давачі та побутові прилади а також будь-який пристрій за допомогою таких мікроконтролерів, як Arduino та інші. Технологія розумного дому з кожним днем стає гнучкішою та нарощує кількість приладів з якими вона працює, що дозволяє підібрати найкращу конфігурацію системи для вирішення певних завдань. У відкритому доступі є безліч програмного забезпечення з різними структурами і можливостями. Сучасна технологія розумного дому широко досліджена у літературі таких авторів, як Majid Al-Kuwari праці якого аналізують використання IoT для використання даних зібраних давачами щоб збільшити ефективність віддаленого управління побутовими приладами. Trisha Datta у своїх працях пропонує підвищену безпеку для даних у розумному домі. Jian Mao та співавтори пропонують вдосконалення алгоритмів машинного програмування для підвищення ефективності екосистем розумного будинку. Faisal Saeed та ін. в своїх працях досліджують підвищення точності виявлення пожеж у системах розумного дому. У даній магістерській роботі було розроблено правила взаємодії елементів системи розумного дому на базі зібраного теоретичного матеріалу та аналізу вимог користувачів. Роботу правил було досліджено на макеті, який створено на основі плану двохкімнатної квартири. Програмним забезпеченням розумного дому стало програмне забезпечення Openhabian, яке було встановлено на мікрокомп’ютер Raspberri PI 4 B. В систему розумного дому було інтегровано системи охоронної та проти- пожежної сигналізації. Також було автоматизовано та створено систему мікроклімату яка контролює такі показники, як температура, вологість та кількість СО2. Було здійснено захист проти витоку води та захист проти витоку газу. Також було створено графічний інтерфейс для полегшення взаємодії користувача з пристроями. Для організації взаємодії приладів було створено наступні правила: - Правило, яке виключає все світло в квартирі. Тригером для цього правила стало встановлення системи сигналізації в режим охорони. - Правило, яке автоматизує роботу радіаторів. - Правило, яке автоматичо включає світло в кімнатах при порушенні зони магнітоконтактів на дверях. Для кімнат без природнього освітлення воно працює завжди, а для кімнат з природнім освітлення воно працює від сутінок до світанку. - Правило, яке синхронізує вентиляцію з давачем кількості СО2 - Правило, яке автоматично виключає всі електроприлади та подачу газу при спрацюванні давача газу або протипожежного давача. Також було розроблено систему авторежимів, яка складається з панелі управління і трьох правил. До панелі управління входять перемикачі, які включають або виключають роботу авторежимів та налаштування. Налаштування включають в себе мінімальні та максимальні параметри, які відповідають за підтримку мікроклімату. Кожне з правил відповідають за окремі системи мікроклімату а саме: кількість СО2, температуру та вологість для вітальні, спальні та кухні. Правило температури перемикає роботу кондиціонера на радіатор при падінні температури на вулиці нижче 2-ох градусів. Це дозволяє оптимізувати роботу кондиціонера тому що, при падінні температури коефіцієнт перетворення електричної енергії на теплову падає. При виключеній сигналізації правило вмикає прилади забезпечення мікроклімату по нормальних значеннях. При включеній сигналізації прилади працюють з мінімальними або максимальними значеннями і тим самим, економлять енергію. Наприкінці було здійснено підключення системи розумного дому до віддаленої хмари, що дозволило керувати пристроями розумного дому віддалено. Об’єкт дослідження - виступає технологія розумного будинку. Сфера досліджень – опрацювання літератури в яких висвітлений об’єкт дослідження для подальшого створення макету, щоб дослідити роботу елементів системи. Мета досліджень: створення правил і налаштувань для розумного будинку, які будуть застосовані в спроектованому макеті на основі житлової площі, а також інтеграція систем розумного дому з хмарними технологіями. Ключові слова: системи розумного будинку, ІоТ, Openhabian, Raspberri PI 4 B, Правило, графічний інтерфейс. Перелік посилань. 1. Al-Kuwari M, Ramadan A, Ismael Y, Al-Sughair L, Gastli A, Benammar M. Smart-Home Automation Using IoT-Based Sensing and Monitoring Platform, IEEE. 2018. Available from: ieeexplore.ieee.org 2. Alam M. R., Reaz M. B. I. and Ali M. A. M., A review of smart homes-past, present, and future, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews), 42 (2012), 1190-1203. doi: 10.1109/TSMCC.2012.2189204 3. Datta T, Apthorpe N, Feamster N. Developer-friendly library for smart home IoT privacy-preserving traffic obfuscation, IoT S&P 18. In: Proceedings of the 2018 Workshop on IoT Security and Privacy. ACM; 2018. pp. 43-48 4. Mao J, Lin Q , Bian J. Application of Learning Algorithms in Smart Home IoT System Security. American Institute of Mathematical Sciences; 2018. DOI: 10.3934/mfc.2018004 5. Saeed F, Paul A, Rehman A, Hong WH, Seo H. IoT-based intelligent modeling of smart home environment for fire prevention and safety. Journal of Sensor and Actuator Networks. 2018;7(1):11. DOI: 10.3390/jsan7010011