Дослідження методів та засобів для автоматизації вимірювання концентрації СО2 в приміщеннях
Автор: Федик Юрій Андрійович
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: Федик Ю.А., Пуйда В.Я. (керівник). Методи і засоби дослідження концентріції СО2 в приміщеннях. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Більшість сучасних кіберфізичних систем розробляються з передбаченням можливості виконання покладених на них задач і функцій в автоматизованому та автоматичному режимах. Для таких систем розробляються алгоритми функціонування, вхідною інформацією є не дії оператора, а фізичні параметри навколишнього середовища. Саме від швидкості, точності та надійності визначення параметрів навколишнього середовища залежить якість роботи системи. Особливо важливою задача оперативного і точного визначення стану навколишнього середовища є для систем, функція яких полягає у визначенні потенційно небезпечних умов для людини. Сенсори передають інформацію про параметри зовнішнього середовища, наприклад: температура зовнішнього середовища, відносна вологість повітря, концентрація вуглекислого газу в повітрі, вміст інших шкідливих газів у повітрі, тиск, рівень шумового забруднення. В залежності від типів параметрів, точності та оперативності вимірювання використовуються різні типи аналогових сенсорів[1]. Основною проблемою використання аналогових сенсорів є необхідність високоточного перетворення аналогового сигналу, пропорційного вимірюваному параметру, у цифровий. При цьому для підвищення точності необхідно врахувати індивідуальну характеристику відповідного аналогового сенсора, а також вплив одних параметрів навколишнього середовища на результати вимірювання інших. На сьогоднішній день все більше уваги вимагають питання навколишнього середовища, та можливі проблеми для людини, які можуть виникнути через неналежні умови життя чи праці. Стан навколишнього середовища визначається багатьма параметрами, вихід яких за критичні межі, можуть стати джерелом небезпеки для людини. Внаслідок цього необхідно розробити відповідну систему для контролю стану навколишнього середовища. Такі системи функціонують на основі закладених алгоритмів та вхідної інформації. Для належної роботи необхідно, щоб вхідна інформація, яка надходить на пристрій оперативно оброблялася у режимі реального часу, та була точною. Проте більшість параметрів навколишнього середовища не є незалежними, а підлягають впливу інших параметрів. Для уникнення даної проблеми необхідно, щоб технічна система мала можливість вимірювати показники, з урахуванням параметрів, які впливають на них. Такий підхід підвищує надійність і точність сучасних технічних систем. Теорія і практика проектування кіберфізичних систем різного призначення базується на нових теоретичних і технологічних досягненнях в області розробки нових сенсорів та методів оброблення первинної інформації і викладена в багатьох фундаментальних публікаціях, наприклад, [2], [3], [4], [5]. Для досягнення необхідних параметрів при розробці сучасних технічних систем пропонуються нові підходи до аналізу інформації та прийняття рішень, наприклад, використання методів штучного інтелекту [6],[7]. Для демонстрації системи було розроблено електричну принципову схему, на якиій видно виділено основні її функціональні вузли на нарисовано схему алгоритму, що відображає принцип роботи пристрою. Об’єкт дослідження – методи і засоби вимірювання концентрації СО2. Предмет дослідження – ефективність використання тих чи інших методів та засобів вимірювання. Мета дослідження: вибрати найбільш підходящий вимірювання концентрації СО2 та побудувати прстрій який дозволить проводити вимірювання концентрації СО2. Ключові слова – інтегральна напівсфера, кіберфізична система, сенсори якості повітря, метод вимірювання, мікроконтролер. Перелік використаних літературних джерел. 1. Fedyk Y.A., Puyda V.Ya. Cyberphysical system of operative control of parameters in real time./ Seminar of masters of EOM department// режим доступу: [http://eom.lp.edu.ua/sntk/doc/kfs2020/fedyk.pdf] 2. V. Babak. Theoretical Fundamentals of information measurement systems. Second edition, revised and supplemented. Textbook. Edited by Member of the National Academy of science of Ukraine. Кyiv, 2017,293-325. 3. Applied Measurement System / Edited by Md. Zachurul Had. – In Tech,USA, 2012. 4. Solar-Powered Internet of Things (IoT) Device Kit User Guide, Cypress Semiconductor, 198 Champion Court, San Jose, CA 95134-1709, Doc. No. 002-00297 Rev. *B. 5. Puyda V.Ya. Special processor of the system of operative control of parameters in real time. Scientific Journal "Computer Systems and Networks", 2019, 5905, p.111-116 6. Melnik AO Cyberphysical systems: problems of creation and directions of development // Bulletin of Lviv Polytechnic National University "Computer Systems and Networks", 2014, №806. - P.154-161. 7. Melnik AO Integration of cyberphysical system levels // Bulletin of the National University "Lviv Polytechnic". Computer systems and networks. - 2015. - № 830. - P. 61-67.