Апаратно-програмна платформа керування гідропонною системою
Автор: Тонявський Антон Романович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Системне програмування
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Темою даної магістерської кваліфікаційної роботи є «Апаратно-програмна платформа керування гідропонною системою». Мета роботи полягає у дослідженні та пошуку потенційно можливих способів та методів вирішення головної проблеми сучасності та найближчого майбутнього, а саме продовольчої кризи. Згідно з роботою Юрія Полунєєва «СВІТОВА ПРОДОВОЛЬЧА КРИЗА: ГЛОБАЛЬНИЙ ГОЛОД ЧИ КОНКУРЕНТНА ПЕРЕВАГА ДЛЯ УКРАЇНИ?!» продовольча криза як для України, так і для світу є неминучою [1]. Натомість наукові, а також технічні роботи пов’язані із вирішенням даної проблематики, є доволі цінними для агропромислового комплексу, адже вони дозволять як і подивитися на проблему з іншої точки зору, так і дізнатися нові та цікаві рішення. Одними із подібних рішень, є наукові роботи, які присвячені покращенню ефективності вирощування рослин шляхом вирощування їх без використання ґрунту, тобто із використанням гідропоніки або аеропоніки. Дані методи стали популярні відносно недавно, разом із здешевленням компонентів необхідних для побудови таких систем. Особливого приросту популярності додала ще всесвітня пандемія, через яку люди стали частіше цікавитися домашнім овочівництвом, зокрема із використанням гідропоніки. У кінці 1940-х вчені американського Університету Пердью розробили новий, практичний метод вирощування рослин та овочів без використання ґрунту. Загалом, це була невелика система, яка періодично затоплювала розчином з поживних речовин ємність з субстратом у вигляді гравію та корінням рослини, і 4 періодично осушувала її. Під час Другої світової війни американці використовували гідропоніку, щоб вирощувати їжу для своїх військових там, де не було родючої землі (переправляти овочі через океан було непрактично). Таким чином вирощували боби, помідори та інші рослини [2]. Враховуючи той факт, що для побудови хоча б приблизно ефективної аеропонної системи необхідне використання вимагають спеціальних ультразвукових тумано- парогенераторів, було обрано використання гідропонного методу, адже він не передбачає використання складних механізмів. У розділі 1 під назвою «Аналітичний огляд», який присвячений огляду сучасного стану проблеми, яка піднімається та огляду на вже існуючі можливі рішення. У підрозділі 1.1 висвітлено сучасний стан українського сільського господарства, головною ознакою якого є розвиток не через дослідження та інновації, а через збільшення площі посівних, тобто переважає екстенсивний метод розвитку. Також у підрозділах 1.2 та 1.3 наведено, дано означення, а також проаналізовано основні переваги та недоліки різних методів вирощування у гідропонних системах. Також наведено невеликий огляд подібних комерційних систем. Розділ 2 під назвою «Розробка та дослідження структурних та функціональних рішень», сформовані та описані вимоги, такі як простота у використанні, універсальність, відносно мала вага, які висуваються до розроблюваної системи, також є додаткові вимоги, які не є обов’язковими, натомість їх наявність суттєво підвищує ефективність системи. Проведено вибір апаратних та програмних засобів для реалізації проекту, головною метою вибору компонент були: безкоштовне програмне забезпечення і легкість у освоєнні, прості та компактні апаратні засоби. Також у даному розділі проведено розробку схеми електричної функціональної. 5 Метою розділу 3 під назвою «Проектний розділ» є, показати деталі розробки програмного забезпечення, розробка більш детальних схем, які мають краще розкривати суть системи, а також внутрішні процеси, які там відбуваються. У підрозділах 3.1, 3.2 та 3.3 наведені діаграми та схеми, які пояснюють з яких компонент складається система, як вони взаємодіють у розрізі часу, а також описують закладений алгоритм. У цьому розділі також описуються основні розроблені модулі та їх призначення. Також описується тестування системи.